懸挑鋼管腳手架在工程中應(yīng)用

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1、工程概況：
上海靜安區(qū)55#地塊舊房改造工程《國際麗都城》C1幢主體為剪力墻結(jié)構(gòu)，地下二層，地上十九層，層高為3.0米，總高度約為64米，總建筑面積14826平方米。
2、施工方案的選擇：
根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點及現(xiàn)場的實際情況，比較多種外腳手架形式，進(jìn)行論證，項目部認(rèn)為：①采用落地腳手架，考慮到室外回填土與工期相矛盾，且材料投入量相當(dāng)大，不可?。虎诓捎谜w提升腳手架，因外立面構(gòu)造梁較多且不規(guī)則，洞口封堵較難，給安全帶來隱患，且造價較高；③采用懸挑腳手架，運用鋼挑粱分階段卸載，形成交替循環(huán)使用，減少工程投入成本；并能滿搭腳手架，解決外立面構(gòu)造梁造成洞口難封堵的難題，確保施工安全。綜合上述觀點，項目部決定采用懸挑鋼管腳手架。
3、施工方案：
地下室至四層采用落地鋼管腳手架；四層以上結(jié)構(gòu)施工為懸挑式腳手架，采用工字鋼作為鋼挑梁，分二次卸荷（每次7層）。
3.1腳手架材料：
鋼管采用φ48×3.5、扣件、竹笆、外掛密目安全網(wǎng)、70MM厚木腳手板等必須符合JGJ130-2001《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》，外挑鋼梁材質(zhì)必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)A3鋼的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并應(yīng)有質(zhì)保書。
3.2懸挑鋼梁的構(gòu)造：
1、        在外墻預(yù)留寬×高為200×300的長方形孔，采用18號工字鋼作為挑梁，外挑1.45M，在距外墻面1.3M處對應(yīng)位置平臺上放置固定螺栓4φ18加12#槽鋼固定。

懸挑鋼梁剖面圖

2、        在陽臺處考慮到懸臂結(jié)構(gòu)不能受力過大，故采取鋼梁懸挑加￠25鋼筋作斜拉。

陽臺處懸挑鋼梁示意圖

3.3腳手架搭設(shè)尺寸：
立桿縱向間距為1.8M，內(nèi)立桿距外墻為0.3M，外立桿距外墻面的距離為1.3M，步距為1.8M，橫向水平桿長度為1.4M。

3.4懸挑鋼管腳手架構(gòu)造圖：

4、外挑腳手架的荷載、強(qiáng)度、撓度驗算：
4.1 Ｉ18工字鋼外挑1.3M，長度為3.0M荷載、強(qiáng)度、撓度驗算
荷載計算
立桿荷載：12×1.8×3.84×9.8=813N
縱向水平桿荷載:2×1.8×3.84×9.8*12=1626N
橫向水平桿荷載:1.4÷2×3.84×9.8×12=316N
腳手竹笆荷載:12×9.8×10/2=588N
欄桿荷載:2×12×3.84×9.8×1.8=1626N
木腳手板荷載:3×1.8×0.25×350=473N
安全網(wǎng)荷載: 3×3×9.8=88N
直角扣件荷載:2×12×13.2=317N
施工荷載:3000×1.8×1.3=7020N
Ｉ18工字鋼自重荷載：24.13×9.8×1.4/2=166N
外立桿荷載:
P1=(813+1626+316+588+1626+88+317+166)×1.2+7020×1.4
  =16476N
內(nèi)立桿荷載:
P2=(813+1626+316+588+473+317+166)×1.2+7020×1.4
  =14987N

驗  算：
Ｉ18工字鋼特性：Ix=1699×104mm4   Wx=185.4*103MM3   
S=106.5*103mm tw=6.5mm  f=215N/mm2 [fv]=125N/mm2    [v]=l/250
Mmax=P1×1.3+P2×0.3
     =16476×1.3+14987×0.3
     =25915N.M
Vmax=P1+P2=16476+14987=31463N
1、        抗彎驗算：
  =Mmax/Yx.Wx=25915×103/1.05×185.4×103
  =133N/mm2<[f]=215N/mm2
強(qiáng)度符合要求。
2、        抗剪驗算：
t=Vs/Itw=31463×106.5×103/1699×104×6.5
=30N/mm2<[fv]=125N/mm2
滿足要求。
3、        撓度驗算：
V=P1L3/3EI+P2b2(3L-b)/6EI
=16476×13003/3×2.06×105×1699×104+14987×3002(3×1300-300)/6×2.06×105×1699×104 =3.68mm<[V]=L/250=5.2mm
撓度符合要求。
4、        Ｉ18工字鋼梁端部用4φ16螺栓固定的強(qiáng)度驗算
4[fv].S=4×125×200.96=100480N
100480×1.2=120576N.M>Mmax=25915N.M
故端部用4φ16螺栓固定符合要求。
由以上計算，可以采用Ｉ18工字鋼作為鋼挑梁。

4.2 陽臺處用Ｉ22工字鋼外挑1.6M，長度為4.5M，φ25鋼筋為斜拉腳手架的強(qiáng)度、撓度驗算
荷載計算
立桿荷載：12×1.8×3.84×9.8=813N
縱向水平桿荷載:2×1.8×3.84×9.8*12=1626N
橫向水平桿荷載:1.6÷2×3.84×9.8×12=361N
腳手竹笆荷載:12×9.8×10/2=588N
欄桿荷載: 2×12×3.84×9.8×1.8=1626N
木腳手板荷載:3×1.8×0.25×350=473N
安全網(wǎng)荷載: 3×3×9.8=88N
直角扣件荷載:2×12×13.2=317N
施工荷載:3000×1.8×1.6=8640N
Ｉ22工字鋼自重荷載：33.05×9.8×=324N
外立桿荷載:
P1=(813+1626+361+588+1626+88+317+324)×1.2+8640×1.4
  =18988N
內(nèi)立桿荷載:
P2=(813+1626+361+588+473+317+324)×1.2+8640×1.4
  =17498N
驗  算：
Ｉ22工字鋼特性：Ix=3406×104mm4   Wx=309.6×103MM3    I=89.9mm
S=177.7×103mm tw=7.5mm   f=215N/mm2 [fv]=125N/mm2    [v]=l/250   A=42.13cm2
                βmx=1   γx=1.05
Mmax=P1×1.6+P2×0.6
     =18988×1.6+17498×0.6
     =40880N.M
Vmax=P1+P2=18988+17498=36830N
λ=l/I=2300/89.9=25.58
查表得：φx=0.9312
Nx=36830×2.3÷2.68=31608N
1、整體穩(wěn)定性驗算：
? =N/φx A+βmx Mx/Yx.W1x（1-0.8×N/NEX）
=31608/（0.9312×4213）
+1×35771×103/｛1.05×309.6×103×（1-0.000002）｝
  =134 N/mm2<[ ?]=215N/mm2
符合要求。
2、抗剪驗算：
t=Vs/Itw=36830×177.7×103/3406×104×7.5
=25N/mm2<[fv]=125N/mm2
滿足要求。
1、        撓度驗算：
V=P1L3/3EI+P2b2(3L-b)/6EI
=18988×16003/3×2.06×105×3406×104+17498×6002(3×1600-600)/6×2.06×105×3406×104
=4.32mm<[V]=L/250=7.6mm
撓度符合要求。
2、        Ｉ22工字鋼梁端部用4φ16螺栓固定的強(qiáng)度驗算
4[fv].S=4×125×200.96=100480N
100480×2.4=241152N.M>Mmax=35771N.M
故端部用4φ16螺栓固定符合要求。
3、        φ25鋼筋斜拉驗算
強(qiáng)度驗算
Lo=/2.32+2.682   =3.532m
RB=36830*(3532/2680)=48538N
φ25鋼筋抗拉σ=[fv].S=125×490.625=61328N>48538N

由以上計算，可以采用Ｉ22工字鋼作為鋼挑梁φ25鋼筋斜拉。
4、預(yù)埋件計算
AS=K1N/fsvar=1.55*36830/1*215*1=267mm2
Φ16鋼筋截面積201.1 mm2
4Φ16鋼筋截面積=4*201.1=804.4 mm2>267mm2
4根為Φ16鋼筋錨固深度驗算
h=F/πd［τb］=31608/3.14*16*2=315mm
故用4φ16鋼筋錨固長度為4*310MM的預(yù)埋件符合要求。
5、腳手架搭設(shè)：
5.1縱向水平桿：
1、        縱向水平桿設(shè)置在立桿內(nèi)側(cè)，其長度不宜小于3跨。
2、        縱向水平桿接長采用對接扣件連接：
縱向水平桿的對接扣件應(yīng)交錯布置：兩根相鄰縱向水平桿的接頭不宜設(shè)置在同步或同跨內(nèi)；不同步或不同跨兩個相鄰接頭在水平方向錯開的距離不應(yīng)小于500mm；各接頭中心至最近主節(jié)點的距離不宜大于縱距的1/3。
3、        本工程使用1.8×1.0M竹笆板，故縱向水平桿應(yīng)采用直角扣件固定在橫向水平桿上，并應(yīng)等間距設(shè)置4根。
5.2橫向水平桿：
雙排腳手架的橫向水平桿兩端用直角扣件固定在立桿上。
5.3腳手板：
1、        1.8×1.0M竹笆腳手板按其主竹筋垂直于縱向水平桿方向鋪設(shè)，且采用對接平鋪，四個角用直徑1.2MM的鍍鋅鋼絲固定在縱向水平桿上。
2、        作業(yè)層橫向水平桿外挑0.3M處，上鋪設(shè)70厚250MM寬木腳手板，并將腳手板兩端與其可靠固定，鋪設(shè)時采用對接平鋪，接頭處設(shè)兩根橫向水平桿，腳手板外伸長應(yīng)取130-150MM，兩塊外伸長度的和應(yīng)不大于300MM。
5.4立桿：
4、        每根立桿底部設(shè)置在挑梁上焊接ф25長為150MM鋼筋處。
5、        立桿上的對接扣件應(yīng)交錯布置，兩根相鄰立桿的接頭不應(yīng)設(shè)置在同步內(nèi)，同步內(nèi)隔一根立桿的兩個相隔接頭在高度方向錯開的距離不宜小于500MM，各接頭中心至主節(jié)點的距離不宜大于步距的1/3。
5.5連墻件:
1、        連墻件采用ф12螺栓與鋼管頂撐配合使用。
2、        水平方向每隔5.4M，垂直方向每高3.6M，設(shè)置一道連墻件。
3、        在腳手架的頂部和轉(zhuǎn)角處，連墻件應(yīng)加密設(shè)置，增加30%。
4、        連墻件必須水平設(shè)置。
5.6剪刀撐：
1、        在外側(cè)立面整個長度和高度連續(xù)設(shè)置剪刀撐，每道剪刀撐寬度為7.2M。
2、        剪刀撐斜桿的接長采用搭接，搭接長度為1M，采用2只旋轉(zhuǎn)扣件等間距固定。
3、        剪刀撐斜桿應(yīng)用旋轉(zhuǎn)扣件固定在與之相交的橫向水平桿的伸出端或立桿上，旋轉(zhuǎn)扣件中心線至主節(jié)點的距離不宜大于150MM。
5.7外立面圍護(hù)：
1、        作業(yè)層欄桿、檔腳板應(yīng)搭設(shè)在外立桿內(nèi)側(cè)，上欄桿上皮高度為1.2M，擋腳板高度為200MM，中欄桿居中設(shè)置。
2、        腳手架外側(cè)滿掛密目式安全網(wǎng)，進(jìn)行全封閉。
3、        做好腳手架的首排隔離和四排隔離，采用滿鋪隔離板或平網(wǎng)等防護(hù)措施，以防操作工具、雜物等下落。
5.8腳手架應(yīng)有良好的接地保護(hù)和避雷裝置.
6、架體拆除：
腳手架拆除前應(yīng)由單位工程負(fù)責(zé)人召集有關(guān)人員進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)不需要腳手架時，方可進(jìn)行拆除。拆除腳手架應(yīng)設(shè)置警戒區(qū)，并有專人負(fù)責(zé)警戒。拆除腳手架前應(yīng)將腳手架上的留存材料，雜物等清除干凈。腳手架拆除時應(yīng)做到后搭先拆，由上而下的原則，一步一清不準(zhǔn)上下同時作業(yè)。拆下的桿件與零配件，應(yīng)按類分堆，用吊車吊下，嚴(yán)禁高空拋擲，零配件運至地面時及時妥善保管。
7、結(jié)束語：
懸挑鋼管腳手架采用上、下兩挑腳手架交替向上搭設(shè)，節(jié)省大量周轉(zhuǎn)材料；另外，在第一挑腳手架完成二排后，即可拆除落地腳手架，從而不影響基坑回填土，為加快工程進(jìn)度創(chuàng)下條件。該方案在國際麗都城、利國廣場、信業(yè)廣場等工程中得到推廣應(yīng)用，實踐證明，不但切實可行，而且取得良好經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
參考文獻(xiàn)：
[1]《簡明施工計算手冊》第二版
[2]《建筑工程手冊》第三冊
[3]《實用五金手冊》第六版
[4]《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》第二版
[5]《建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程》(JGJ33-2001)
[6]《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ46-2005