高层钢构观光塔外脚手架的搭设技术

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高层钢构观光塔外脚手架的搭设技 术 摘要：某大型高层钢结构建筑主 楼的有一处高 44.3 m（相对标高为 164 m）的观光塔，为满足盖塔的幕墙安装 需要，必须根据观光塔的外立面造型要 求，设计满足施工需要的外脚手架，并 进行严谨计算，制定出合理的施工方案。 中国论文网 /2/view-12870775.htm 关键词：钢结构观光塔；钢管构 建脚手架；施工工艺；计算 Abstract: a large high-rise steel structure building of the main building is a high 44.3 m (relative elevation for 164 m) GuanGuangDa, to meet the cover of the -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 tower wall installation need, must according to GuanGuangDa of the facade of the modelling requirements, design meet the construction of scaffold to outside, and precise calculation, make a reasonable of construction project. Keywords: steel structure GuanGuangDa; Steel tube scaffold construction; The construction technology; calculation 中图分类号：TU391 文献标识码： A 文章编号： 1 工程概况 本工程 32 层楼面上安装一个钢 结构构造的观光塔，塔身外墙为玻璃幕 墙装饰。该观光塔塔身主体高度达 44.3m（标高 119.7m164.00m） ，观光 塔身为半径为 4330mm 的等边八边形， 塔尖为半径为 954mm 的等边八边形， 每侧上下最大缩进尺寸达 3376mm。由 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 于塔楼幕墙安装的需要，需搭设施工脚 手架，该缩进距离给脚手架搭设造成了 较大的施工难度，同时，由于塔身玻璃 幕墙的玻璃均为菱形布置，施工时要求 的最大安装高度为 3m，这也对脚手架 的构造提出了较严格的要求。观光塔平 面位置示意图如下所示。 2 现场条件 根据现场情况，脚手架在轴 及轴的外墙位置处均搭设有脚手架， 该部位脚手架可继续向上搭设，作为观 光塔脚手架的一部分。在观光塔的其他 两侧均为屋面楼板，可作为脚手架的基 础。现场垂直运输采用一台提升井架， 脚手架搭设时需考虑卸料平台的搭设。 3 施工准备 3.1 材料、机械准备 16 号工字钢若干， 483.5 钢管 ( 6m 长)约 50 吨， 扣件一批，小型电焊机两台，其他脚手 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 架施工用材料小型工具。 3.2 技术准备 根据本施工方案要求，对幕墙 施工人员进行详细交底，施工脚手架的 施工用必须严格按照本方案的方法进行 操作。 4 施工方法 4.1 脚手架的搭设 塔身脚手架均采用钢管扣件脚 手架进行搭设。由于缩进距离过大，同 时塔身高耸高度达 44.3m，考虑到施工 安全及施工构造，在 147.0m 标高处钢 结构平台处进行一次卸荷，即脚手架从 119.7 米标高搭设至 147 米标高后进行 一次卸荷，然后在 147.0 米标高处再搭 设脚手架至 164.0 米标高（考虑施工安 全，脚手架高度比 164.0 平台处高出 1.5 米,即脚手架的实际搭设高度为 165.5 米 标高处） 。脚手架的搭设步距、纵横杆 间距及连墙件间距按建筑施工扣件式 钢管脚手架安全技术规范中表 6.1.1-1 及表 6.1.1-2 中施工荷载为 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 3240.35（KN/ O）时连墙件为三 步三跨时对应的一栏取值，即立杆纵距 为 1.5 米，立杆横距（脚手架宽度）根 据现场实际取 900（小于规范值 1.05 米） 。 （见剖面图）由于本脚手架的设计尺 寸均按规范表采用，连墙件的间距与数 量满足规范要求，实际施工荷载也小于 相应的规范表中施工荷载，因此，本方 案不再对脚手架的稳定性进行验算。 4.2 脚手架的卸荷 塔尖脚手架东侧、南侧（轴 及轴位置处）仍采用塔身脚手架向 上搭设，但是搭设完毕后根据现场情况， 按实际搭设高度（包括下部楼层脚手架 没有卸荷部分） ，判断是否需在 119.0 米标高平台上进行卸荷处理；具体施工 方法可按本工程脚手架施工方案卸荷方 法用钢丝绳或钢管搭设斜撑进行卸荷。 北侧、西侧（轴及轴位 置处）脚手架从屋面开始搭设。屋面底 部用钢管层层顶撑进行卸荷，根据本方 案后面的计算，可知每平方米楼板约承 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 受 8kN 的重量，因此考虑到楼层的安全， 钢管顶撑可在 31、30 两层楼层内进行 回顶，回顶范围可比观光塔宽 1m，直 至观光塔幕墙施工完毕后方可拆除。 由于本脚手架的高度达 44.3 米， 按照高层脚手架的要求，每 30 米必须 进行一次卸荷，因此，本方案采用工字 钢梁在 147.0 米平台进行卸荷，具体见 5.5 节。 4.3 井架上料平台的搭设 考虑塔尖需要上料平台，在塔 尖西侧（提升井架部位） ，外架设置为 三排。钢管上铺设脚手板作为上料平台， 两侧设立 1.5 米高的栏杆，栏杆由钢管 搭设，并挂安全网。该部位的脚手架的 搭设应与观光塔脚手架同时搭设，由于 该部分脚手架宽度不大且高度较高，因 此，该部分脚手架的整体性构造应比其 他架子有所加强，可每隔两步即 3 米搭 设斜向对拉拉杆，由上至下通高布置， 将整个脚手架形成一个有利的桁架结构。 同时，突出部分两侧的剪刀撑也同观光 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 塔部分剪刀撑的设置方法，由上至下， 每边都通高连续设置。 4.4 上下通道 在塔尖北侧外架内设置供施工 人员上下的斜步通道。上下通道用钢管 搭设，采用双跑梯形式，梯面板铺九夹 板，两面设三道防护栏杆并满挂密目安 全网。 观光塔脚手架最底层搭设平面 图 5 施工工艺 观光塔施工工艺流程如下： 搭设 119.7 米标高处双排脚手 架搭设至 130.5 米标高时，开始第一 次挑支搭设至 142.5 米标高时开始第 二次挑支在 147 米标高处采用工字钢 梁平台进行卸荷以工字钢梁起点，搭 设四排脚手架搭设至 156 米时开始卸 荷后的第一次挑支搭设上料平台开 始塔尖处的幕墙施工拆除脚手架至下 一施工平台处进行下一处的施工平台 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 施工进行最低处平台处的幕墙施 工外架拆除 5.1 挑支处的施工 5.1.1 由于塔身本身的缩进尺寸 达 3m 多，因此需采用挑支结构方可满 足施工要求。根据规范要求，必须有一 跨（双排立杆）以上的主体构架立杆为 满高设置（即自地面搭至挑扩部分的传 力部位） ，因此，观光塔自地面设置一 圈由上至下的双排架。在 147 米标高处 卸荷之前，脚手架进行了两次挑支，再 卸荷之后，再进行了一次挑支，具体挑 支部位及尺寸按剖面图标注尺寸施工。 挑支结构的斜撑设置必须严格 按照剖面图尺寸进行施工，等边八边形 的每边斜撑不少于三道，间距不大于 2000mm。 5.1.2 挑支部位的计算 由图可知:S1 、S2 所在斜杆杆件 为最不利杆件，验算 S1、 S2 的稳定性 S1=-NCiC=-N/Si=-N1.414 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 S2=RBHSec=L/h(N+N)+2LN/ hSec =41.414N （注：h 为外架步高） 由上式计算式可知，只要验征 S2 可满足要求即可。 N= （QK+GK ）1.2 QK:活载标准值 GK:恒载标准值 GK=gK1+gK2+gK3 查施工手册表 5-10: gK2=0.5034KN/M 查施工手册表 5-11: gK3=0.0753KN/M 查施工手册表 5-10: gK1=0.1376 GK=16.8(0.1376+0.0753)+0.50341.5=4.3 3KN QK 取 4KN N = （QK+GK ）1.2 =1.2(4+4.33)=10.0KN 对 S2 进行稳定性验算 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 =(hh0)/I=1.51.5/0.0158=142 查表知 =0.341 f=N/A=(10.01031.20)/(0.341489)=72.0 N/mm2205 N/mm2 满足要求. 5.2 连墙点的设置 5.2.1 连墙件的数量及位置 1）按每二步三跨设置一个连墙 件，即每 3 米高设置一次附墙（将连墙 件设置的比规范要求加密的原因是由于 观光塔位于 100 多米的高空之上，受到 风荷载的影响较大，而且本工程的挑支 结构距离较大，考虑到以上因素，将连 墙件的距离加密，但是计算时仍按规范 值进行计算） ，连墙件的平面布置也呈 八边形，在每个角部的钢柱上用钢管进 行拉接。进行连墙件的平面位置如图所 示。连墙点上下左右对称设置，且最高 点处设置一道连墙件。 2）井架部分脚手架的连墙应另 外设置，可在该部位按其他部位做法增 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 加两个连墙件即可。 5.2.2 连墙件的构造 连墙件采用钢管与等边八边形 的角部钢柱进行连接，在观光塔内部用 钢管进行整体连接。具体构造如下图： 连墙件设置示意图 5.2.3 连墙件的计算 本工程采用双杆扣件连接作为 连墙件，因此，应对扣件的抗滑移能力 进行验算(取最高点一个连墙件作为计 算单元)。 连墙件所受到的水平荷载为按其 作用面积计算的风荷载和连墙件抵抗脚 手架整体失稳变形的约束力矩的水平分 力，后者可按 3kN 进行计算，即: NH=1.4WKAW3 式中：WK-风荷载标准值 AW-连墙件的作用范围（等于 连墙件的垂直与水平间距的乘积）内的 脚手架的挡风面积。 WK=0.7sz -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 W0=0.72.381.20.45=0.9KN AW=4.54.5=20.25M2 NH=1.4WKAW3 =1.40.920.25+3 =28.515KN 每个扣件的抗滑 NCV 为 17.0KN，按现场扣件数目为 4 个（实际 为 8 个） ，计算抗滑移能力为： RC= NCV=417.0=68KN NH=28.515 RC=68KN 满足要求. 观光塔脚手架剖面图 5.3 整体性拉结杆件的设置 1）在八边形的每边均从底部开 始向上设置剪刀撑。剪刀撑沿架高连续 布置,剪刀撑的斜杆与水平面的交角必须 控制在 45-60 度之间，剪刀撑的斜杆两 端与脚手架的立杆或大横杆扣紧外，在 其中间应增加 2-4 个扣结点。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 2）在脚手架的底端之上 300mm，设纵横向扫地杆。 3）剪刀撑除了在每个八边形的 每一边都全高全范围设置外，在脚手架 部分应如前述设置斜向拉杆，拉杆的设 置方法为斜杆角度约 4560。 ，按对角 线对拉，在整个高度内交叉立体设置， 形成有利的桁架结构。 5.4 搭设要求 1）上下左右相邻立杆的接头应 相互错开并置于不同的构架框格内。 2）同一排大横杆的水平偏差不 大于该片脚手架总长度的 1/250，且不 大于 50mm。相邻步架的大横杆应错开 布置在立杆的里侧和外侧，以减小立杆 偏心受力。 3）钢管之间应采用对接扣，如 采用搭接，其搭接长度不小于 800mm。并用三个扣件紧扣。 4）脚手架全部采用 48*3.5mm 钢管搭设，铺钢筋网操作平台。挡脚板 以红白相间油漆作好标识。同时，在上 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 14 料平台及施工层外侧挂密目安全网。 5）最低层内排立杆距墙面设置 距离定为 0.625 米。 6）立杆下方垫 20020050 的 木板垫木。 7）搭设时应满足建筑施工扣 件式钢管脚手架安全技术规范中相应 的基本构造要求。 5.5 脚手架的卸荷及计算 5.5.1 按照规范要求，高层脚手 架每超过 30 米，必须进行卸荷处理， 每方案采用 32a 工字钢梁放置在 147.0 米平台上进行卸荷，卸荷的工字钢梁相 互之间焊接成井字形，每边设置三根槽 钢（如图所示） ，工字钢梁与钢结构平 台之间（TGL1-C ）采用钢板连接件 （宽度不小于 100） ）进行焊接连接，中 间井字钢梁每道梁焊接不少于四个点 （不同部位） 。可在现场将杆件按长度 加工好后运上楼层安装。由于每道杆件 下方都必须有一卸荷卸荷支撑点，因此 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 15 可利用该工字钢梁平台上焊接 16 号槽 钢（在每排立杆下方）进行卸荷。每道 槽钢上方按钢管架立杆位置焊接 25 短 钢筋作为钢管插入固定点。 井架部分由于悬挑卸荷距离过 大，经过计算后，如果和塔身脚手架共 同卸荷，可采取在该侧卸荷工字梁之间 焊接横向工字钢梁，将其连为整体，减 少其悬臂端的距离。保证施工安全（图 中未画出） 。 147.0 米标高处工字钢梁卸荷平 台示意图 5.5.2 卸荷计算 选用 32a 热轧工字钢 a:验算工字钢梁本身的抗弯强度 b:验算焊缝的长度与强度 a:验算工字钢梁本身的抗弯强度 MA=0 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 16 qL2/2+N0.6+N1.5+N2.3+N3.5+MA =7.9N+4.24.2q0.5+MA=0 N= （QK+GK ）1.2 QK=4KN GK=gK1+gK2+gK3 查施工手册表 5-10: gK2=0.5034KN/M 查施工手册表 5-11: gK3=0.0753KN/M 查施工手册表 5-10: gK1=0.13762=0.275KN/M GK=18.5(0.275+0.0753)+0.50341.5=7. 23KN N= （QK+GK ）1.2 =1.2(4+7.23)=13.476KN 32a 热轧工字钢 MA=13.4767.9+0.58.82=106.87KN.M =MA/W=106.87103/692=154.4 3N/MM2=210 N/MM2 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 17 b:验算焊缝的长度与强度 要求现场焊角尺寸6MM,查相 关资料可知,每 10MM 长角焊缝承载力 为 5.0KN(采用 Q235 钢,E43 型焊条). 由此及彼工字钢是对称设置,因 此实际上焊缝是起着固定的作用,但是从 计算的角度上看,不考虑其对称的作用, 以杠杆的原理验算焊缝的强度，可知三 条焊缝至少产生的弯矩也达到 85.27KN M。 所