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摘要:分析了对悬挑脚手架的悬挑钢梁的平面位置和可能类型;阐述了悬挑脚手架立杆平面布置应考虑的4种情况;分析了悬挑脚手架计算中容易疏忽的3个方面,从悬挑脚手架的主要材料、型钢梁的位置与固定、扣件的上紧和钢丝绳的位置与角度4个方面阐述聊监管的重点,最后提出在悬挑脚手架方案编制与监管中应做好的几方面工作。
关键词:悬挑脚手架专项施工方案 编制与监管
中图分类号:TU731.2 文献标识码:A 文章编号:
1、引言
随着高层建筑日趋增多,悬挑脚手架在建筑施工中的应用越来越广泛。 相对于落地式钢管脚手架,悬挑式脚手架具有投入低、周转快、节约工期等优点;与整体提升脚手架相比,悬挑脚手架具有对复杂外立面的较强适应性。在《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)发布实施前,悬挑脚手架没有纳入规范,悬挑脚手架专项施工方案只能参考相应的计算手册等参考书进行计算、编制,随着脚手架新规范《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)(以下文中简称“2011规范”)的实施,明确了悬挑脚手架计算方法和构造、材料等相应的规定,使悬挑脚手架方案编制与监管有了明确的依据。但是由于在缺乏对2011规范的正确理解,悬挑脚手架专项施工方案的编制与监管中,习惯于以往的方法,致使在方案编制与监管过程缺乏充分理解,还存在不少问题。这些问题事关悬挑脚手架专项施工方案是否完整、合理、可靠,是否能正确指导施工人员制作、安装、搭设悬挑脚手架,对脚手架的安全使用非常重要。因此,本文对悬挑脚手架专项施工方案编制与监管中存在的主要问题进行分析,以望对工程技术人员有所供借鉴和帮助。
2、悬挑脚手架专项施工方案编制应注意的问题
2.1 悬挑脚手架的布置
(1)悬挑型钢梁的平面布置
悬挑型钢梁是整个脚手架的基础和关键。房屋建筑的平面并非是一个如矩形或正方形等规整图形。特别是住宅工程,平面中存在很多凹凸之处,这就要求脚手架紧贴外立面,悬挑架的型钢将在以下部位根据实际情况作出调整。①转角处,伸出主体结构最长,要穿过主体结构的立柱,承受次型钢荷载;②转角附近,伸出主体结构相对较长,承受次型钢荷载;③阳台部位(阳台突出主体结构),应按阳台板是否承受型钢梁的荷载分别布置,如不能考虑阳台板受力,则此处的型钢梁就需要很长;④阳台两侧衔接部位,型钢很长,比普通的要长出阳台板的宽度;⑤两单元凹进部位(以便住户采光和通风),此时多数情况采用简支加悬挑的组合型钢梁结构;⑥楼梯间,无楼面板可布置型钢梁,多数情况也采用简支加悬挑的组合型钢梁结构;⑦普通位置,即阳台之间正常的结构外侧。在许多部位,除了布置主型钢梁外,由于直接在其上布置立杆,则立杆间距不能满足计算要求,还需在主型钢梁上先布置次型钢梁,然而在次型钢梁再布置立杆。
另外,在悬挑脚手架与施工电梯的相邻部位,必须设置型钢以便布置立杆作为脚手架的起始位置。否则将可能造成与施工电梯相邻部位缺乏立杆或留有空挡而存在安全隐患。
(2)立杆的平面布置
立杆的平面布置应满足以下几个方面:
①首先应考虑各类型型钢布置的位置,同时满足立杆稳定性的计算结果要求。
②脚手架的起始位置应充分考虑施工电梯的安排,确保悬挑脚手架与施工电梯紧密结合,不留空隙而存在安全隐患。
③脚手架立杆位置与塔吊、施工电梯的扶墙杆位置发生矛盾时,可作相应调整,但调整后的立桿间距应满足验算结果的要求。
④脚手架立杆位置与悬挑卸料平台应紧密衔接,悬挑脚手架搭设前应事先考虑卸料平台,预留卸料平台的位置,便于以后拆除架体安装卸料平台。
2.2 悬挑脚手架计算存在的问题
(1)钢丝绳作为支点,不符合规范要求
在2011规范实施前,不少技术人员认为,钢丝绳可作为支点,实际上这是不科学的,首先钢丝绳作为支点,型钢只是一根简支梁,这与悬挑架名不副实;二来如果在两个立杆下拉两道钢丝绳,相当于两个支点,则型钢梁不发生任何内力,可想而知是不科学的;再者,钢丝绳只是一个软拉结,只有型钢梁发生挠曲才会受力。因此2011规范规定钢丝绳只作为保险装置是科学合理的。但是基于不能正确理解和习惯做法,在方案编制中往往还会发生把钢丝绳作为支点计算的情况。
(2)只选择某一悬挑梁进行计算
前述2.1(1)已分析得到悬挑脚手架的型钢类型有很多种,由于方案编制技术人员对此认识不足或想省事,在悬挑梁计算时,随便选取一种形式的型钢梁进行计算。这样,许多类型型钢梁的内力状况未得到计算,致使编制的悬挑脚手架专项施工方案,表面上附有计算书,但实际并未对方案涉及的所有型钢梁进行必要的验算,其结果方案本身就存在安全隐患。
(3)缺少对型钢支承其上的主体结构的验算
悬挑型钢梁是通过主体结构的预埋件(锚环)实施固定的,固定悬挑脚手架的内外锚环将分别承受拉力和压力,而这些力是作用在主体结构的两伙伴上的,因此必须对主体结构进行承载验算,且承载力验算不应考虑钢丝绳的作用。目前部分悬挑脚手架方案往往疏忽了主体结构和锚环的承载力验算。通常情况,只要按2011规范的要求布设型钢梁和锚环,主体结构和锚环的承载力均能满足要求,但是遇到一些型钢梁的较为特殊布置,就必须对主体结构和锚环进行承载力验算。因此,悬挑脚手架专项施工方案的计算书内容必须包括支承型钢的主体结构和锚环的承载力验算。
3、悬挑脚手架监管应注意的问题
3.1 悬挑脚手架用的主要材料
(1)脚手架用钢管
2011规范的3.1.2条规定:脚手架钢管宜采用Ф48.3×3.6钢管。目前,使用的脚手架钢管大部分为Ф48(直径48mm)、厚35mm、长6米的规格。但是,由于部分租赁单位为了获取利润采用厚度3毫米规格或小于35毫米,还有部分钢管由于周转使用时间较长发生生锈其壁厚已达不到35mm。因此,为了确保脚手架专项施工方案和实际使用的安全,通常在方案中明确要求使用的钢管壁厚35mm,而在计算过程,受力计算取钢管壁厚30mm,钢管自重计算钢管壁厚35mm,使钢管材料留有一定的安全储备。因此,在悬挑脚手架专项施工方案编制、审核时,要注意钢管的使用规格要求和参与计算的安全储备问题。
(2)型钢悬挑梁
按照2011规范6.10.2的规定,悬挑脚手架的型钢必须满足:
①型钢悬挑梁宜采用双轴对称截面的型钢。
②悬挑钢梁型号及锚固件应按设计确定,钢梁截面高度不应小于160mm。
也就是说以往习惯采用的槽钢由于左右不对称容易产生屈曲现在不能再使用;综合以上两点,悬挑钢梁应采用16号工字钢,这需要在悬挑脚手架搭设前就及时检查以防误用。
(3)锚环
2011规范3.5.2条规定:用于固定钢悬挑梁的U形钢筋拉环和锚固螺栓等材质应符合国家标准采用热轧光圆钢筋。这一点需要特别注意,许多工程项目中,施工班组为了图方便采用工程中使用的螺纹钢筋,而螺纹钢筋较为脆性容易产生裂纹。另2011规范6.10.2和6.10.4规定:锚固型钢悬挑梁的 U 型钢筋拉环或锚固螺栓直径不宜小于16mm;钢丝绳与建筑结构拉结的吊环其直径不宜小于20mm。因此,需要对固定钢悬挑梁的锚环和钢丝绳拉环等进行检查,以防材质和规格误用带来安全隐患。
3.2 型钢梁的位置与固定
①2011规范6.10.5规定:悬挑钢梁悬挑长度应按设计确定,固定段长度不应小于悬挑段长度的1.25 倍。
②2011规范6.10.2规定:悬挑梁尾端应在两处及以上固定于钢筋混凝土梁板结构上。
因此,在主体结构浇筑时要注意悬挑梁锚环预埋件位置的精确放样,严格方案施工,以确保悬挑钢梁安装的位置和固定符合规范要求。
当悬挑钢梁安置在阳台板上时,一种方法是将钢梁垫高,使钢梁与阳台板脱离,阳台板不受力;另一种方法是保持阳台板的模板支架不拆除。
3.3 扣件的上紧程度
脚手架扣的上紧往往没有像支模架那样受到重视,这是作业班组最易疏忽的环节。但是脚手架的扣件上紧程度(扣件螺栓件紧扭力矩达到40~65Nm)事关架体稳定性,特别是连墙件扣件的上紧与否事关扣件滑移与架体抗倾覆能力,十分重要。因此,安装后的扣件螺栓拧紧扭力矩应采用扭力板手检查,抽样方法应按随机分布原则进行。抽样检查数目与质量判定标准,应按规范表8.2.5的规定确定。不合格的应重新拧紧至合格。
3.4 钢丝绳位置与角度
钢丝绳应与型钢、立杆等尽可能保持在一个垂直面内,当钢丝绳与立杆有位置冲突或预埋件有偏差时,钢丝绳可略作调整,但要在保证与型钢、立杆基本在一个平面内。否则,钢丝的过大偏差会导致型钢梁的水平转动或位移。当钢丝绳与脚手架水平钢管有冲突时,应以钢丝绳为准,上下调整脚手架的上下位置,避免钢丝绳挂在水平杆上,对水平杆产生额外的荷载。钢丝绳的倾角宜大于45º,当在阳台处悬挑梁可能悬出墙体较长,当钢丝绳的倾角较小时,可考虑将钢丝绳锚固在上一层的主体结构上。
4、结语
2011脚手架规范的实施,明确了悬挑脚手架材料、计算、构造和验收等各方面的要求,使悬挑脚手架专项施工方案编制和监管有了充分依据。作为工程技术人员应熟悉掌握规范的各项内容,做好以下主要工作。
(1)对项目经理和材料员进行规范的宣传和交底,确保悬挑钢炼、预埋件、锚环、拉环、钢丝绳的型号、规格满足规范要求,避免错进材料造成不必要损失和工期延误;
(2)事先熟悉施工图纸,掌握悬挑脚手架型钢的各种位置要求和类型,并在计算时覆盖所有型钢类型,确保悬挑脚手架的本质安全。
(3)连墙件是防止脚手架架体倾覆的关键,钢丝绳是悬挑脚手架的第二道防线,因此需加强对作业班组的安全技术交底和检查。
(4)在于施工电梯、卸料平台的衔接部位往往是悬挑脚手架的薄弱環节,应做好事先统一考虑,防止随意拆除造成这些部位架体的失稳和临边防护缺失。
参考文献:
[1]《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》.(JGJ130-2011).
[2]肖欢.高层建筑悬挑脚手架方案设计中存在的几个问题[J].建筑安全.2011(3).
[3]张建忠,徐义军,温惠清.建筑施工悬挑式脚手架有关问题探讨[J].建筑安全.2010(2).
关键词:悬挑脚手架专项施工方案 编制与监管
中图分类号:TU731.2 文献标识码:A 文章编号:
1、引言
随着高层建筑日趋增多,悬挑脚手架在建筑施工中的应用越来越广泛。 相对于落地式钢管脚手架,悬挑式脚手架具有投入低、周转快、节约工期等优点;与整体提升脚手架相比,悬挑脚手架具有对复杂外立面的较强适应性。在《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)发布实施前,悬挑脚手架没有纳入规范,悬挑脚手架专项施工方案只能参考相应的计算手册等参考书进行计算、编制,随着脚手架新规范《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)(以下文中简称“2011规范”)的实施,明确了悬挑脚手架计算方法和构造、材料等相应的规定,使悬挑脚手架方案编制与监管有了明确的依据。但是由于在缺乏对2011规范的正确理解,悬挑脚手架专项施工方案的编制与监管中,习惯于以往的方法,致使在方案编制与监管过程缺乏充分理解,还存在不少问题。这些问题事关悬挑脚手架专项施工方案是否完整、合理、可靠,是否能正确指导施工人员制作、安装、搭设悬挑脚手架,对脚手架的安全使用非常重要。因此,本文对悬挑脚手架专项施工方案编制与监管中存在的主要问题进行分析,以望对工程技术人员有所供借鉴和帮助。
2、悬挑脚手架专项施工方案编制应注意的问题
2.1 悬挑脚手架的布置
(1)悬挑型钢梁的平面布置
悬挑型钢梁是整个脚手架的基础和关键。房屋建筑的平面并非是一个如矩形或正方形等规整图形。特别是住宅工程,平面中存在很多凹凸之处,这就要求脚手架紧贴外立面,悬挑架的型钢将在以下部位根据实际情况作出调整。①转角处,伸出主体结构最长,要穿过主体结构的立柱,承受次型钢荷载;②转角附近,伸出主体结构相对较长,承受次型钢荷载;③阳台部位(阳台突出主体结构),应按阳台板是否承受型钢梁的荷载分别布置,如不能考虑阳台板受力,则此处的型钢梁就需要很长;④阳台两侧衔接部位,型钢很长,比普通的要长出阳台板的宽度;⑤两单元凹进部位(以便住户采光和通风),此时多数情况采用简支加悬挑的组合型钢梁结构;⑥楼梯间,无楼面板可布置型钢梁,多数情况也采用简支加悬挑的组合型钢梁结构;⑦普通位置,即阳台之间正常的结构外侧。在许多部位,除了布置主型钢梁外,由于直接在其上布置立杆,则立杆间距不能满足计算要求,还需在主型钢梁上先布置次型钢梁,然而在次型钢梁再布置立杆。
另外,在悬挑脚手架与施工电梯的相邻部位,必须设置型钢以便布置立杆作为脚手架的起始位置。否则将可能造成与施工电梯相邻部位缺乏立杆或留有空挡而存在安全隐患。
(2)立杆的平面布置
立杆的平面布置应满足以下几个方面:
①首先应考虑各类型型钢布置的位置,同时满足立杆稳定性的计算结果要求。
②脚手架的起始位置应充分考虑施工电梯的安排,确保悬挑脚手架与施工电梯紧密结合,不留空隙而存在安全隐患。
③脚手架立杆位置与塔吊、施工电梯的扶墙杆位置发生矛盾时,可作相应调整,但调整后的立桿间距应满足验算结果的要求。
④脚手架立杆位置与悬挑卸料平台应紧密衔接,悬挑脚手架搭设前应事先考虑卸料平台,预留卸料平台的位置,便于以后拆除架体安装卸料平台。
2.2 悬挑脚手架计算存在的问题
(1)钢丝绳作为支点,不符合规范要求
在2011规范实施前,不少技术人员认为,钢丝绳可作为支点,实际上这是不科学的,首先钢丝绳作为支点,型钢只是一根简支梁,这与悬挑架名不副实;二来如果在两个立杆下拉两道钢丝绳,相当于两个支点,则型钢梁不发生任何内力,可想而知是不科学的;再者,钢丝绳只是一个软拉结,只有型钢梁发生挠曲才会受力。因此2011规范规定钢丝绳只作为保险装置是科学合理的。但是基于不能正确理解和习惯做法,在方案编制中往往还会发生把钢丝绳作为支点计算的情况。
(2)只选择某一悬挑梁进行计算
前述2.1(1)已分析得到悬挑脚手架的型钢类型有很多种,由于方案编制技术人员对此认识不足或想省事,在悬挑梁计算时,随便选取一种形式的型钢梁进行计算。这样,许多类型型钢梁的内力状况未得到计算,致使编制的悬挑脚手架专项施工方案,表面上附有计算书,但实际并未对方案涉及的所有型钢梁进行必要的验算,其结果方案本身就存在安全隐患。
(3)缺少对型钢支承其上的主体结构的验算
悬挑型钢梁是通过主体结构的预埋件(锚环)实施固定的,固定悬挑脚手架的内外锚环将分别承受拉力和压力,而这些力是作用在主体结构的两伙伴上的,因此必须对主体结构进行承载验算,且承载力验算不应考虑钢丝绳的作用。目前部分悬挑脚手架方案往往疏忽了主体结构和锚环的承载力验算。通常情况,只要按2011规范的要求布设型钢梁和锚环,主体结构和锚环的承载力均能满足要求,但是遇到一些型钢梁的较为特殊布置,就必须对主体结构和锚环进行承载力验算。因此,悬挑脚手架专项施工方案的计算书内容必须包括支承型钢的主体结构和锚环的承载力验算。
3、悬挑脚手架监管应注意的问题
3.1 悬挑脚手架用的主要材料
(1)脚手架用钢管
2011规范的3.1.2条规定:脚手架钢管宜采用Ф48.3×3.6钢管。目前,使用的脚手架钢管大部分为Ф48(直径48mm)、厚35mm、长6米的规格。但是,由于部分租赁单位为了获取利润采用厚度3毫米规格或小于35毫米,还有部分钢管由于周转使用时间较长发生生锈其壁厚已达不到35mm。因此,为了确保脚手架专项施工方案和实际使用的安全,通常在方案中明确要求使用的钢管壁厚35mm,而在计算过程,受力计算取钢管壁厚30mm,钢管自重计算钢管壁厚35mm,使钢管材料留有一定的安全储备。因此,在悬挑脚手架专项施工方案编制、审核时,要注意钢管的使用规格要求和参与计算的安全储备问题。
(2)型钢悬挑梁
按照2011规范6.10.2的规定,悬挑脚手架的型钢必须满足:
①型钢悬挑梁宜采用双轴对称截面的型钢。
②悬挑钢梁型号及锚固件应按设计确定,钢梁截面高度不应小于160mm。
也就是说以往习惯采用的槽钢由于左右不对称容易产生屈曲现在不能再使用;综合以上两点,悬挑钢梁应采用16号工字钢,这需要在悬挑脚手架搭设前就及时检查以防误用。
(3)锚环
2011规范3.5.2条规定:用于固定钢悬挑梁的U形钢筋拉环和锚固螺栓等材质应符合国家标准采用热轧光圆钢筋。这一点需要特别注意,许多工程项目中,施工班组为了图方便采用工程中使用的螺纹钢筋,而螺纹钢筋较为脆性容易产生裂纹。另2011规范6.10.2和6.10.4规定:锚固型钢悬挑梁的 U 型钢筋拉环或锚固螺栓直径不宜小于16mm;钢丝绳与建筑结构拉结的吊环其直径不宜小于20mm。因此,需要对固定钢悬挑梁的锚环和钢丝绳拉环等进行检查,以防材质和规格误用带来安全隐患。
3.2 型钢梁的位置与固定
①2011规范6.10.5规定:悬挑钢梁悬挑长度应按设计确定,固定段长度不应小于悬挑段长度的1.25 倍。
②2011规范6.10.2规定:悬挑梁尾端应在两处及以上固定于钢筋混凝土梁板结构上。
因此,在主体结构浇筑时要注意悬挑梁锚环预埋件位置的精确放样,严格方案施工,以确保悬挑钢梁安装的位置和固定符合规范要求。
当悬挑钢梁安置在阳台板上时,一种方法是将钢梁垫高,使钢梁与阳台板脱离,阳台板不受力;另一种方法是保持阳台板的模板支架不拆除。
3.3 扣件的上紧程度
脚手架扣的上紧往往没有像支模架那样受到重视,这是作业班组最易疏忽的环节。但是脚手架的扣件上紧程度(扣件螺栓件紧扭力矩达到40~65Nm)事关架体稳定性,特别是连墙件扣件的上紧与否事关扣件滑移与架体抗倾覆能力,十分重要。因此,安装后的扣件螺栓拧紧扭力矩应采用扭力板手检查,抽样方法应按随机分布原则进行。抽样检查数目与质量判定标准,应按规范表8.2.5的规定确定。不合格的应重新拧紧至合格。
3.4 钢丝绳位置与角度
钢丝绳应与型钢、立杆等尽可能保持在一个垂直面内,当钢丝绳与立杆有位置冲突或预埋件有偏差时,钢丝绳可略作调整,但要在保证与型钢、立杆基本在一个平面内。否则,钢丝的过大偏差会导致型钢梁的水平转动或位移。当钢丝绳与脚手架水平钢管有冲突时,应以钢丝绳为准,上下调整脚手架的上下位置,避免钢丝绳挂在水平杆上,对水平杆产生额外的荷载。钢丝绳的倾角宜大于45º,当在阳台处悬挑梁可能悬出墙体较长,当钢丝绳的倾角较小时,可考虑将钢丝绳锚固在上一层的主体结构上。
4、结语
2011脚手架规范的实施,明确了悬挑脚手架材料、计算、构造和验收等各方面的要求,使悬挑脚手架专项施工方案编制和监管有了充分依据。作为工程技术人员应熟悉掌握规范的各项内容,做好以下主要工作。
(1)对项目经理和材料员进行规范的宣传和交底,确保悬挑钢炼、预埋件、锚环、拉环、钢丝绳的型号、规格满足规范要求,避免错进材料造成不必要损失和工期延误;
(2)事先熟悉施工图纸,掌握悬挑脚手架型钢的各种位置要求和类型,并在计算时覆盖所有型钢类型,确保悬挑脚手架的本质安全。
(3)连墙件是防止脚手架架体倾覆的关键,钢丝绳是悬挑脚手架的第二道防线,因此需加强对作业班组的安全技术交底和检查。
(4)在于施工电梯、卸料平台的衔接部位往往是悬挑脚手架的薄弱環节,应做好事先统一考虑,防止随意拆除造成这些部位架体的失稳和临边防护缺失。
参考文献:
[1]《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》.(JGJ130-2011).
[2]肖欢.高层建筑悬挑脚手架方案设计中存在的几个问题[J].建筑安全.2011(3).
[3]张建忠,徐义军,温惠清.建筑施工悬挑式脚手架有关问题探讨[J].建筑安全.2010(2).