雙排單立桿鋼管扣件腳手架在大型綜合項目中的應用

曹喜斌

(中國電建集團江西省水電工程局有限公司,南昌330000)

某工程項目為一物流中心,總用地面積216 144.2 m2,總建筑面積110 844.2 m2。建設物流倉儲建筑39 305.6 m2,零擔快運建筑14 940 m2,集貨分撥建筑25 604.6 m2,海關監管倉1800 m2,其他用房面積29 194 m2。其中,綜合服務大樓建筑面積9016.23 m2,地下室面積約為5149 m2。地下室外墻總長約290.54 m,服務大樓地下室高為5.55 m。服務大樓一層采用雙排單立桿扣件落地式腳手架搭設落于地下室頂板上,進行外墻作業。J地塊配套用房2、I地塊配套用房1及配套用房2無地下室,均采用雙排單立桿扣件落地式腳手架搭設,進行外墻作業。腳手架搭設最大高度為3.05～10.08 m。各樓棟腳手架布置情況見表1。

表1 各樓棟腳手架布置情況

1 雙排單立桿鋼管扣件腳手架搭設施工

雙排單立桿鋼管扣件腳手架所用鋼管均為φ48×3.0 mm鋼管,架體安全等級為II級,具體搭設施工包括立桿架設、橫桿搭設、剪刀撐安裝、腳手板鋪設、連墻件安裝、腳手架拆除等,各環節施工要點如下。

1.1 立桿架設

該腳手架全部采用單立桿,立桿按縱距1.5 m、橫距0.8 m、步距1.8 m進行雙排布置,內側立桿直接落坐于用三七灰回填+C15混凝土硬化后的基礎上,與墻體保持0.3 m間距,外側立桿坐落于回填土上,采用對接扣件方式對立桿進行接長(除頂層頂步外)。為確保腳手架立桿標高一致,回填土上的立桿采用3.2 m 長×20 cm 寬×5 cm 厚木板進行調整墊設,硬化基礎上的立桿使用15 cm×15 cm模板塊進行調整墊設。各接頭中心至主節點的距離不宜大于步距的1/3,硬化基礎保持有2%縱橫向排水坡度,坑腳留設排水溝,每隔35 m設置集水井方便雨水抽排,以保障立桿使用安全。

為驗證立桿架設的穩定性,對立桿的穩定性進行驗算,計算過程如下:

立桿靜荷載計算。

立桿承受的結構自重標準值NG1K。單外立桿:NG1k=(gk+la×n/2×0.03/h)×H=(0.129+1.5×1/2×0.03/1.8)×11=1.557 kN。單內立桿:NG1k=1.557 kN。腳手板的自重標準值NG2K1。單外立桿:NG2k1=[(H/h)取整+1]×la×lb×Gkjb×1/1/2=[(11/1.8)取整+1]×1.5×0.8×0.3×1/1/2=1.26 kN。其中1/1表示腳手板1步1設。單內立桿:NG2k1=1.26 kN。欄桿與擋腳板自重標準值NG2K2。單外立桿:NG2k2=[(H/h)取整+1]×la×Gkdb×1/2=[(11/1.8)取整+1]×1.5×0.17×1/2=0.893 kN。其中1/2表示擋腳板2步1設。圍護材料的自重標準值NG2K3。單外立桿:NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×11=0.165 kN。構配件自重標準值NG2K總計。單外立桿:NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=1.26+0.893+0.165=2.317 kN。單內立桿:NG2k=NG2k1=1.26 kN。

立桿施工活荷載計算。

外立桿:NQ1k=la×lb×(nzj×Gkzj)/2=1.5×0.8×(2×2.5)/2=3 kN。內立桿:NQ1k=3 kN。組合風荷載作用下單立桿軸向力。單外立桿:N=1.3×(NG1k+NG2k)+1.5×NQ1k=1.3×(1.557+2.317)+ 1.5×3=9.537 kN。單內立桿:N=1.3×(NG1k+NG2k)+1.5×NQ1k=1.3×(1.557+1.26)+ 1.5×3=8.162 kN。

立桿穩定性驗算。

立桿穩定性設計值見表2。

表2 立桿穩定性設計值

單立桿的軸心壓力設計值:N=1.3(NG1k+NG2k)+1.5NQ1k=1.3×(1.557+2.317)+1.5×3=9.537 kN,Mwd=φwγQMwk=φwγQ(0.05ζ1wklaH12)=0.6×1.5×(0.05×0.6×0.328×1.5×3.62)=0.172 kN·m。σ=γ0[N/(φA)+Mwd/W]=1×[9536.796/(0.191×384)+172 160.64/4120]=171.815 N/mm2≤[f]=205 N/mm2,滿足要求。

1.2 橫桿安裝

雙排單立桿鋼管腳手架的橫桿有大橫桿、小橫桿兩種。安裝時,大橫桿按間距0.5 m布置,使用直角扣件與立桿連接,采取填芯桿接長,同步內大橫桿四周需交圈。小橫桿按1.5 m間距布置大橫桿與立桿交接處(即主節點),使用直角扣件將大小橫桿與立桿扣緊[1]。為驗證橫桿架設的穩定性,對橫桿的穩定性進行驗算,計算結果如下:

大橫桿驗算。橫桿穩定性設計值見表3。

表3 橫桿穩定性設計值

抗彎驗算:Mmax=0.1qla2=0.1×1.695×1.52=0.381 kN·m,σ=γ0Mmax/W=1×0.381×106/4120=92.574 N/mm2≤[f]=205 N/mm2,滿足要求。

小橫桿驗算。承載能力極限狀態F1=Rmax=2.797 kN,q=1.3×0.03=0.039 kN/m,正常使用極限狀態F1′=Rmax′=1.898 kN,q′=0.03 kN/m。

抗彎驗算:σ=γ0Mmax/W=1×0.563×106/4120=136.534 N/mm2≤[f]=205 N/mm2,滿足要求。

撓度驗算:νmax=1.002 mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[800/150,10]=5.333 mm,滿足要求。

1.3 剪刀撐

沿腳手架外側每間隔5跨布置一道剪刀撐,剪刀撐與地表呈45°～60°夾角。剪刀撐采取搭接方式進行連接,搭接長度1.0 m,用旋轉扣件將剪刀撐與相交的橫桿外伸端或立桿固定牢固[2]。

1.4 腳手板

腳手板材質為φ6 mm成品鋼筋網片,采用對接平鋪,每三根橫向水平桿上鋪一塊腳手板,使用φ1.2 mm鍍鋅鋼絲將腳手板四角固定于縱向水平桿之上,直至將作業層鋪滿[3]。為防止傾翻,應固定好腳手板兩端,當對接平鋪時,腳手板接頭處必須設置兩根橫向水平桿,將對外延伸控制在130～150 mm,腳手板外延長度≤300 mm。腳手板搭接長度為230 mm,外伸橫向水平桿的長度為150 mm。作業層端部腳手板探頭長度為150 mm,并用φ3.2 mm鍍鋅鋼絲將探頭部分與支撐桿牢固連接。

1.5 連墻件

連墻桿選用φ48×2.7 mm短鋼管,按二步三跨(豎向每層均設)進行布置,內外雙排立桿相連。對于無法設置連墻件的位置可用通長桿件制作成拋撐,按50°夾角與腳手架下部相連,確保外架的穩定[4]。為確保架體安全及穩定性,根據連墻件設計要求對其實際承載力進行驗算,具體如表4:

表4 連墻件設計值

Nlw=1.5×ωk×2×h×2×la=1.5×0.328×2×1.8×2×1.5=5.314 kN。長細比λ=l0/i=1500/16=93.75。查《規范》表A.0.5得φ=0.641。(Nlw+N0)/(φAc)=(5.314+3)×103/(0.641×384)=33.777 N/mm2≤0.85×[f]=0.85×205 N/mm2=174.25 N/mm2,滿足要求。

扣件抗滑承載力驗算:Nlw+N0=5.314+3=8.314 kN≤0.85×12=10.2 kN,滿足要求。

1.6 腳手架拆除

按照先搭后拆、后搭先拆的原則及安全網→攔桿→腳手板→剪刀撐→橫向水平桿→縱向水平桿→立桿的順序逐層將架體拆除[5]。連墻件要隨架體逐層同步拆除,嚴禁提前拆除[6]。

2 結束語

通過應用雙排單立桿鋼管扣件腳手架技術,提高了施工效率,使工期縮短1個月,確保了施工安全及質量,達到了預期的質量及效益目標。在腳手架施工中,必須嚴格按照規范及設計要求搭設立桿、橫桿、剪刀撐、連墻件等,科學準確地計算構件的承載力及穩定性,以保障項目建設的安全高效。