分段安裝的鋼結(jié)構(gòu)滿堂腳手架施工技術(shù)研究

陸偉

上海建工五建集團(tuán)有限公司 上海 200063

前言

隨著社會(huì)的進(jìn)步和時(shí)代的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用日趨頻繁，鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展日新月異。目前大型的公用項(xiàng)目、商用項(xiàng)目一般都包含鋼結(jié)構(gòu)工程，鋼結(jié)構(gòu)工程包括框架、排架、剛架、網(wǎng)架等。網(wǎng)架一般用作建筑物的屋面，網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)工程的安裝需要搭設(shè)滿堂腳手架。對(duì)于分段安裝的網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，分段拼接安裝點(diǎn)存在較的大荷載，對(duì)于滿堂腳手架的要求較高。本文通過(guò)在建項(xiàng)目聯(lián)合國(guó)會(huì)址德清論壇會(huì)址項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“本工程”）的網(wǎng)殼屋面安裝所搭設(shè)的滿堂腳手架的施工，探討適用于分段拼接的網(wǎng)殼工程的滿堂腳手架應(yīng)當(dāng)如何搭設(shè)，探討該種類型滿堂腳手架設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中的難點(diǎn)和要點(diǎn)，為以后類似的網(wǎng)殼工程施工提供參考經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

本工程位于浙江省湖州市德清縣武康鎮(zhèn)，項(xiàng)目的總用地面積約為35718m2，總建筑面積為37948m2，其中地上總建筑面積為21808m2，地下總建筑面積為16140m2，地上結(jié)構(gòu)為三層，地下結(jié)構(gòu)為一層，建筑高度為31m。本工程的屋面為多點(diǎn)支撐的單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，屋面整體效果為殼形。主鋼梁共22榀，最大跨度約為50m，采用分段拼接安裝，普遍分為8～12段，最大起吊量約為15t，分段拼裝點(diǎn)均布荷載為50kn/m2。主梁間距4800，主梁之間通過(guò)次梁連接，形成若干個(gè)三角形板塊，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)作為幕墻的基層。

圖1 網(wǎng)殼效果示意圖

2.2 施工操作面滿堂腳手架的搭設(shè)

因本工程網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)主次梁多、節(jié)點(diǎn)多，含有大量的高空焊接作業(yè)，必須搭設(shè)滿堂腳手架方能滿足施工需求。

按照J(rèn)GJ130-2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》的要求，腳手架選用φ48×3.5的鋼管，滿堂腳手架架體施工荷載＜2kn/m2，高寬比不大于2，滿堂腳手架的設(shè)計(jì)尺寸為：立桿間距1200×1200mm，步距1800mm，最大搭設(shè)高度17m，架體最少跨數(shù)大于4。

本工程架體搭設(shè)取沖壓鋼腳手板荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.3kn/m2，施工人員及安裝工具等標(biāo)準(zhǔn)值，取1.3kn/m2，立桿間距1200×1200mm，步距1800mm，最大搭設(shè)高度17m。滿堂腳手架作為施工人員安裝、焊接操作面。

根據(jù)滿堂腳手架體的設(shè)計(jì)，進(jìn)行計(jì)算，滿堂架體滿足施工荷載要求。

圖2 滿堂腳手架立面

2 普通滿堂腳手架存在的問(wèn)題

按照規(guī)范要求所設(shè)計(jì)的滿堂腳手架，荷載=1.6kn/m2＜2kn/m2，僅能滿足腳手片、施工人員及安裝工具的荷載。在鋼梁分段拼接處無(wú)法承受50kn/m2的荷載，架體存在較大安全隱患。

為此，需針對(duì)主鋼梁的分段拼接點(diǎn)采取加固措施，否則滿堂腳手架架體將會(huì)發(fā)生傾覆及倒塌事故。

3 分段拼接處的加固措施

根據(jù)上述問(wèn)題，在本項(xiàng)目網(wǎng)殼工程實(shí)施前采取了一系列措施，施工過(guò)程中嚴(yán)格按照方案施工，實(shí)施效果良好。

3.1 設(shè)置加密柱

因分段拼接處荷載較大，故在所有的分段拼接點(diǎn)設(shè)置立桿加密區(qū)，形成加密柱，共計(jì)134個(gè)分段拼接點(diǎn)，即為134個(gè)加密區(qū)。加密區(qū)的立桿間距為200mm，步距為900mm，加密區(qū)的截面為600×600mm。滿堂腳手架架體與立桿加密區(qū)連接成整體，加密區(qū)頂部設(shè)置12×800×800mm的鋼板用以設(shè)置胎架。查表可得鋼板自重為0.602kn。每根主鋼梁的分段拼接點(diǎn)的荷載由加密區(qū)承擔(dān)。

根據(jù)加密區(qū)的設(shè)計(jì)，對(duì)加密區(qū)進(jìn)行計(jì)算，加密柱滿足鋼構(gòu)分段拼接安裝的荷載要求。

圖3 加密區(qū)滿堂腳手架立面

3.2 加密柱與滿堂腳手架的連接

加密柱的高度滿堂腳手架的搭設(shè)高度相同，因加密柱的截面尺寸較小，搭設(shè)高度較大時(shí)，其垂直度容易出現(xiàn)偏差，出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象，影響分段拼接安裝，因此需對(duì)加密柱與滿堂腳手架進(jìn)行整體連接加固。

加密柱的每一根縱桿與橫桿需與相鄰的滿堂腳手架縱橫桿進(jìn)行連接，步距同加密區(qū)，扣件使用雙扣件。

圖4 加密區(qū)平面

3.3 滿堂腳手架的連墻措施

滿堂腳手架搭設(shè)完成，架體與加密柱形成一個(gè)整體，通過(guò)豎向剪刀撐、垂直剪刀撐、掃地桿來(lái)保證滿堂腳手架的整體穩(wěn)定性。因建筑造型特殊，連墻件與結(jié)構(gòu)框架柱抱箍連接。連墻件每隔3步2跨設(shè)置一道，局部架體距離結(jié)構(gòu)柱距離較遠(yuǎn)的部位可設(shè)置拋撐。

鋼管與柱抱箍采用雙扣件，柱抱箍與滿堂腳手架立桿進(jìn)行連接。

圖5 柱抱箍拉結(jié)

3.4 結(jié)構(gòu)樓板的加固

加密區(qū)荷載較大，通過(guò)立桿傳至樓地面，結(jié)構(gòu)樓板厚度為120mm，設(shè)計(jì)恒載q1=4kn/㎡，活載q2=3.5kn/㎡，故樓板可承受7.5kn/㎡的作用力，小于加密區(qū)荷載。

因此需對(duì)加密區(qū)的樓板進(jìn)行加固，加固采用鋼管扣件式排架，頂部使用頂托。支撐排架立桿間距600×600mm，步距1500mm，單個(gè)加密區(qū)樓地面支撐點(diǎn)的排架平面尺寸為3000×3000mm。

對(duì)加密區(qū)樓地面支撐排架進(jìn)行計(jì)算，滿足荷載要求。

圖6 加密區(qū)樓地面加固

3.5 滿堂腳手架搭設(shè)的要點(diǎn)

采用扣件式滿堂鋼管腳手架作為施工人員操作平臺(tái)，鋼管采用選用φ48×3.5，根據(jù)網(wǎng)殼屋面的造型，滿堂腳手架的頂標(biāo)高眾多。通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)模型得到每一個(gè)鋼梁的標(biāo)高及加密區(qū)的標(biāo)高，在滿堂腳手架架體的搭設(shè)過(guò)程中做好測(cè)量放樣。根據(jù)鋼梁頂標(biāo)高的漸變，架體搭設(shè)高度應(yīng)分層搭設(shè)并滿足實(shí)際施工的需求，最大搭設(shè)高度約為17m，架體頂部應(yīng)滿鋪鋼笆并扎絲扎牢。架體標(biāo)高分層處使用鋼管設(shè)置臨邊圍護(hù)。由于腳手架高度高，腳手架搭設(shè)需分兩步進(jìn)行，第一步為立桿放腳，設(shè)置掃地桿，縱橫向剪刀撐位置，搭設(shè)完成后，進(jìn)行第一次驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行第二步安裝。第二步為中間剩余部分腳手架的搭設(shè)及外圍周邊剪刀撐設(shè)置，完成后進(jìn)行腳手架的第二次驗(yàn)收，為整體驗(yàn)收。

滿堂腳手架架體搭設(shè)的過(guò)程中，為了保證滿堂腳手架的縱橫向穩(wěn)定，滿堂腳手架周邊環(huán)向和中間必須設(shè)置豎向剪刀撐和水平剪刀撐來(lái)保持架體的剛性，架體外圍豎向剪刀撐應(yīng)由架體底部至架體頂部連續(xù)設(shè)置，豎向剪刀撐與地面的斜角應(yīng)為45°～ 60°。架體中間的豎向剪刀撐縱橫向每隔四跨設(shè)置，且間距不得大于6m，水平剪刀撐按每隔兩步距設(shè)置一道，立桿底部向上200距離設(shè)置掃地桿，掃地桿應(yīng)縱橫向設(shè)置到位。

滿堂腳手架頂部操作面出現(xiàn)高差區(qū)域用鋼管搭設(shè)樓梯，方便通行。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程鋼結(jié)構(gòu)屋面安裝實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)對(duì)分段拼接的鋼結(jié)構(gòu)滿堂腳手架的策劃和分析，嚴(yán)格按照規(guī)范和方案進(jìn)行實(shí)施。經(jīng)過(guò)本工程實(shí)踐證明，方案實(shí)施有效且效果良好，能夠滿足分段拼裝的鋼結(jié)構(gòu)安裝施工。