超高层建筑整体爬升外脚手架的设计与施工重点

超高层建筑整体爬升外脚手架的设计与施工在超高层建筑的主体施工中,整体爬升脚手架有明显的优越性,它用料少,只安拆一次,爬升快捷方便,经济效益显著,是一种很有推广使用价值的超高层建筑外檐脚手架,被建设部列入重点推广的10项新技术之一。超高层建筑整体爬升外脚手架的设计整体爬升外檐脚手架以电动葫芦为提升机,使整个外脚手架沿建筑物外墙或柱整体向上爬升。搭设高度依建筑物标准层的层高而定,一般取建筑物标准层4个层高加1步护身栏的高度为架体的总高度。脚手架为双排,宽以0.8~lm为宜,里排杆可距建筑物外皮0.4~0.6m。脚手架的横杆和立杆间距不宜超过1.8m,可将1个标准层高分为3步或2步架,以此步距为基数确定架体横、立杆的间距。架体最下一步为整个架体的承力桁架(图2-16-1),承力桁架仍是整个架体的一部分,只不过在每个节间内都有斜腹杆,且上下弦杆、斜腹杆均采用双管。承力桁架两端坐落在用型钢制作的承力托上。承力桁架承受上部架体传下的全部荷载,并将其传递给承力桁架两端下面的简支点(承力托)上。在进行架体设计计算时可将架子沿建筑物外围分成若干单元,每个单元的宽度参考建筑物的开间而定,一般在5~9m之间,不宜大于9m。在架体单元与单元相连处的下面安装承力托,所以承力托的间距也是5~9m,承力托作为每个单元架体的简支点。荷载传递路线为每单元架体上部的全部荷载传递给承力桁架,再由承力桁架传递给承力托。从偏于安全考虑,承力桁架按简支计算。以型钢制作的承力托里端用螺栓与建筑物外墙或边梁、柱固定,外端用斜拉杆与上层的相同部位固定,承力托外端的斜拉杆为主要受力杆件。架体的提升动力使用7~10t电动葫芦,电动葫芦挂在用型钢制作的挑梁上。挑梁与建筑物的固定方式与承力托相同,挑梁固定的位置与承力托上下相对,与承力托相隔2个层高(图2-16-2)。电动葫芦下面的吊钩吊在承力托的花篮吊架上。架体每次爬升l个层高。在爬升前先拆开承力托与建筑物的连接点,此时架体荷载由电动葫芦及挑梁承受。设计时,这条传力路线上的所有构件、焊接点均应通过计算。架体爬升到位后安装承力托,架体使用期间,架体荷载由承力托承受，并通过斜拉杆等传递给建筑物,这条传力路线上的所有构件和焊接点亦应通过计算。.架体爬升到位后,使用期间拆下电动葫芦及挑梁,用滑轮或手动葫芦倒至上一层相同部位并固定,以备下一次爬升。使用期间架体还应与建筑物有足够的拉结点,拉结点的个数根据风载计算确定。在爬升过程中,因这些固定拉结点均须拆除,所以还应设有滑动拉结点或滑轮缆绳拉结点,在爬升过程中起拉结作用。在爬升过程中,为防止架子内倾与建筑物产生摩擦,还应设有爬墙(柱)轮。安装前的准备工作1.按平面图先确定承力托及电动葫芦挑梁安装的位置和个数,在相应位置上的混凝土墙或梁内预埋螺栓或预留穿螺栓的孔眼。各层的螺栓位置要求上下相一致,误差不超过土10mm。2.加工制作型钢承力托、挑梁、斜拉杆。准备电动葫芦、钢丝绳、脚手管、扣件、安全网、木板等材料。3.因整体爬升脚手架的高度为4个标准层层高,而建筑物的首层层高往往与标准层不一致,所以一般在建筑物主体施工到5~6层时才能从2~3层开始安装、搭设爬升脚手架。此时要先搭设1~2层的落地外脚手架,作为安装爬升架子承力托和搭设爬升架子的操作面。整体爬升脚手架的安装1.先安装承力托,承力托内侧用￠25~30mm的螺栓与混凝土边梁固定,承力托外侧用斜拉杆与上层边梁拉结固定,用斜拉杆中部的花篮螺栓将承力托调平。2.在承力托上面搭设架子,先竖承力托上的立杆,然后搭设最下一步的承力桁架,桁架下弦管的接头如用接头扣件连接,架子受荷后接头处会拔开,故须用帮焊钢筋连接。搭设时承力桁架上下弦管应中间起拱3cm。承力桁架内的各杆件宜用双管。3.逐步搭起4层高的整个架体,随搭随设置拉结点,并设剪刀撑。4.在比承力托高2层的相同位置安装工字钢挑梁,挑梁与混凝土边梁的连接方法与承力托相同。电动葫芦挂在挑梁下。将电动葫芦的吊钩挂在承力托的花篮提梁上。5.在架体上铺板,每个层高满铺一层,宜用厚约30mm的轻质木板。架体外面满挂小眼网,小眼网应从架体底部兜满。6.位于电动葫芦挑梁处2个单元架子搭接处的里排横杆应使用短管,提升时暂时拆除有妨碍的几根,待挑梁通过后再重新连接。提升步骤检查电动葫芦是否挂妥,挑梁是否安装牢固。撤出架体上所有活荷载和施工荷载。短暂开动电动葫芦,将电动葫芦与承力托之间的吊链拉紧,使其处在初始受力状态。松开架体与建筑物的固定拉结点(此时滑动拉结点仍起作用)。5.松开承力托与建筑物相连的螺栓和斜拉杆,观察架子的稳定状态(此时架体已经悬空,荷载由电动葫芦系统承受)。6.开动电动葫芦开始爬升,爬升过程中应随时观察架子的同步情况,如发现不同步应暂时停机进行个别调整。每次爬升一个层高,爬升时间1~2h。7.爬升到位后,先安装承力托与混凝土边梁的紧固螺栓,并将承力托的斜拉杆与上层边梁固定,然后安装架体上部与建筑物的各拉结点(此时脚手架处于稳定状态)。待检查脚手板等符合安全要求后,脚手架即可开始使用,进行上一层的主体施工。8.在新一层主体施工期间,将电动葫芦及其挑梁摘下,用滑轮或手动葫芦倒至上一层重新安装,为一下层爬升做准备。使用及安全注意事项架子安装完毕,须经安全部门检查合格后方能使用。2.主体施工时模板的支撑系统不能支在该脚手架上,模板、脚手管等不能存放在该脚手架上,砌外墙时外脚手架上不宜存放机砖、砌块、砂浆桶等,外檐装修时可存放部分装饰材料,但不能超过设计计算时确定的施工荷载。3.进行脚手架设计时,施工荷载可取每平方米投影面积4~5kN,且应为均布荷载。4.架子外围和兜底应全部用小眼安全网封严,每个层高满铺一层板。5.由专人组成爬升架子操作班,负责架子的安装、爬升、维修和安全监护,他人不得改动架子。6.安全员要经常检查承力托、挑梁等处的焊缝是否开焊,检查承力桁架上、下弦杆上的扣件是否滑扣等,发现异常情况随时修整。计算实例某大厦平面呈方形，每边边长35m，每面5个开间,最宽的架体单元取7m,架体高18.2m、l3步。横、立杆间距取1.4m，双排架子宽0.8m。承力椅架内力计算承力桁架为每个单元架体最下面一步架，承受架体上部传来的荷载P，承力桁架被承力托简支(图2-16-3)。1.荷载P计算：P由脚手架自重、脚手架附设构件重量(脚手板、安全网、护栏)、施工荷载3部分组成。查《高层建筑施工手册》(中国建筑工业出版社出版，以下简称《手册》)表4-4-4，用插入法算得，由一步一个纵距脚手架自重产生的l个立杆内的轴力为0.388kN。架体为13步，故轴力NGK1=0.388X13=5.044kN。查《手册》表4-4-5，用插入法算得由1个立杆纵距的架子附设构件重量产生的轴力(铺5层板)NGK2=3.33kN。查《手册》表4-4-6，用插入法算得由施工荷载(取5kN/m2)产生的轴力NQR=9.8kN。故总轴力N=1.2(5.044+3.33.)+1.4×9.8=23.769kN。因N是作用在双排架子上的，故单片桁架1个立杆纵距上的荷载P=N/2=11.885kN。杆件内力计算：由平衡方程求得每单元架体承力托处支反力分别为YA=35.66kN，YB=35.66kN。用结点平衡法计算出：受拉力最大的杆为中间的下弦杆，N1=35.65kN;受压力最大的杆为中间的上弦抨，N2=35.65kN;斜腹杆中压力最大的为边跨腹杆，N3=33.64kN。杆件强度及稳定计算：上、下弦杆强度验算：σ=N1/An=35650÷489=72.9N/mm2<f=205;稳定验算取较长的腹杆：N3/φA=33640÷(0.423×489)=162N/mm2<f=205。承力托斜拉杆及连接螺栓的强度计算承力托与建筑物连接处的螺栓承受剪力，斜拉杆承受拉力(图2-16-4)。设p’为由承力桁架传来的荷载，N＇为斜拉杆内力，Yc为螺栓承受的剪力。每个承力托承受一个单元架体的荷载，每个架体单元有6根立杆。故P＇=6P=11.885×6=71.3kN;由平衡方程求得N＇=126.94kN，Yc=43.88kN选用2根Φ25Q235钢为斜拉杆，选用2根Φ25的普通螺栓。斜拉杆σ=N＇/A=126940÷(2×490.62)=l29.37<2l0N/mm2。螺栓σ=YC/A=43880÷(2×3.14×12.52)=44.72<130N/mm2。电动葫芦挑梁与建筑物连接强度计算电动葫芦挂在挑梁下，位于双排架子中间，故距建筑物距离为400+500=900mm，设N"为斜拉杆内力，w为1个单元架体的荷载，Y＇为连接螺栓的剪力(图2-16-5)。由平衡方程算得:W=2P＇=2×71.31=142.62kNN"=145.83kN，Y＂=0。斜拉杆及螺栓的规格同承力托:斜拉杆σ=N"/A=145830÷(2×490.62)=148.62<210N/mm2。电动葫芦起重量的确定由于规定了在架子爬升时要卸下所有的施工荷载，故电动葫芦的起重量不必达到W=14.2t，而只取脚手架自重及附设构件两项荷载。故Nw=1.2(5.044+3.33)=l0.05kN，(1个立杆纵距的荷载)W＇=10.05×6=60.3kN以W＇=6.03t确定电动葫芦的起重量即可。整体提升脚手架工艺的应用技术中央人民广播电台业务楼工程，建筑面积50200m2。分为A、B、C三段。主体A段为框筒结构，地上22层。1~3层为裙房，4~17层为标准层，18~22层为机房。B、C段为框架结构，地上为4层裙房。其中，A段标准层柱断面不同，层高也各异，并设有凹凸挑檐。外脚手架方案选择按传统搭设方法，高层建筑外脚手架为单、双管外架，由底层升至顶层;或采用单、双管外挂架子。采用单、双管外脚手架，用料多，材料资金周转慢，外檐装修拆改工艺复杂。采用外挂架子用料虽方便，但升架时间较长。整体提升脚手架可克服上述两种架子工艺的不足，且省料，结构简单，提升时间短，能够满足结构、装修阶段的施工要求。整体提升脚手架的升降原理整体提升脚手架由钢管和扣件组成，其总高相当于4层楼高。该脚手架下部是由钢管和扣件组成的承重桁架，每相隔一定距离，在外脚手架的承重桁架底设置脚手架承力架，并和承重桁架联成整体。该外脚手架的支承点在脚手架承力架上，承力架用穿墙螺栓紧固在建筑物上，用电动葫芦实现整体提升或下降，由信号发生器和自动控制台控制同步提升。提升荷载通过电动葫芦系统挂在悬挑钢梁上，钢梁根部用螺栓紧固在结构上，其端头配有斜拉杆，拉结在结构上。外脚手架的荷载则通过脚手架承力架与悬挑钢梁支承于建筑物上，形成稳定状态。整体外脚手架搭设工艺整体外脚手架由承重桁架和双排钢管架组成(图2-17-1)。采用Φ48×3mm普通脚手架管和标准扣件搭设。搭设程序为:脚手架承力架安装→承重桁架搭设→脚手架搭设。脚手架承力架安装要求承重桁架搭设要求承重桁架的上、下弦管为双管。左右两跨的弦管接头应设置在脚手架承力架中心。用接头卡子卡牢，并用钢筋附在弦管上焊接。桁架支点第一节间处应设双斜管，且坡向支座(这样受力较合理)，不得反向。其他中间斜管可用单管，间距控制在1.80m左右。里外两桁架间应设3道剪刀撑，两端各I道，中间1道。两上桁杆之间设4道水平横斜支撑(方向任意)，以保证受力的整体刚度。双排钢管外脚手架的搭设要求外脚手架的立杆可由衍架处生根，共搭6步。每步1.80m，约4层楼高。两排立杆间距800mm，大横杆搭于两立杆内侧，小横杆用十字卡子扣于大横杆下面，并扣在立杆上，每个十字节点均设置扣件。外脚手架搭设完毕后在每跨桁架上方搭设l道十字剪刀撑，内侧立杆距建筑物约300mm，以满足装修使用。外脚手架每步均满铺脚手板，供施工和提升操作用。脚手板均用铅丝与钢管绑牢。外脚手架外围及底部必须满挂安全网，兜底安全网在靠墙一侧只留5cm空隙，以确保大件物品及人员不能溢出安全网。外脚手架的提升提升部分如图2-17-2所示，将电动葫芦21挂在结构悬挑钢梁11上，钢梁设有斜提杆与结构拉结，下端与脚手架承力架17连接。承力架和钢梁相距约2层结构。提升时松动承力架的螺栓24，电动葫芦转动，将脚手架承力架提高一层，完成一个层的提升。提升时间约1.5h。提升机的选择及布置，承力架、钢梁、拉杆、结构预留孔及螺栓等，均通过计算确定。控制部分整体提升脚手架自动控制台安装在外脚手架上，最多能控制30台提升机。其同步提升精确度为升差不大于5cm，满足脚手架整体提升的升差要求。信号部分直接与脚手架相联，脚手架上升时发出信号，经控制台处理后，控制各台提升机同步运转，达到自动控制的目的，形成一个完整的技术系统。.外脚手架的提升与下降外脚手架的提升与下降要求1.提升前，悬挑钢梁及斜拉杆螺栓要紧固，逐台拉紧钢丝绳(以手感为准)。卸掉与脚手架承力架拉结的穿墙螺栓，检查外脚手架与结构拉结是否拆除，调整信号发生器为零，观察有无阻挡物，再开机提升。到位后紧固脚手架承力架螺栓，切断提升机电源，即可开始施工。再提高一层时，将另外一套悬挑钢梁，紧固在挂电动葫芦的上一层结构上，再按同样要求提升。如此作业直至顶层主体工程施工完毕，再反向进行，提升机逐层下降外脚手架，进行外装饰工程施工，降至地面后拆除。2.外脚手架提升与下降时，不得在其上施工，只允许提升操作的班组在外脚手架上操作。.提升完毕并紧固脚手架承力架螺栓，此外脚手架与结构作好相应构造连接后，方允许正常施工。3.如因特殊需要，整体提升脚手架要分片提升(尤其是要求单片提升或下降)时，须采取特殊措施，防止倾斜。中央人民广播电台业务楼工程的施工实践证明，整体升降脚手架适用于高层建筑，特别是层高不同，外挑檐异形的建筑，且提升时间短、劳动力省，能同时满足结构、装修工程的分段提升。对工程流水作业，加快进度有良好的促进作用。倒升搭设悬挑外脚手架厦门汇成商业中心工程由两栋26层塔楼和4层裙楼组成，塔楼为全现浇钢筋混凝土框剪结构，裙楼为框架结构，建筑面积55926m2，总高85.9m。外脚手架搭设在塔楼施工中外脚手架采用悬挑钢管脚手架分段分层搭设，每隔四层即8、12、16、20层各搭设一固定式挑脚手架，其他施工层从支撑层向上搭设双排脚手架。搭设顺序及循环方法是：1~4层裙楼外脚手架→5~7层脚手架，有裙楼屋面三侧，从屋面上搭设双排脚手架，另一侧从裙楼外脚手架上搭设双排脚手架→搭设8层固定挑脚手架→由上而下拆除第7层、6层、5层脚手架→搭设第9层、l0层，11层脚手架→搭设第12层固定挑脚手架→由上而下拆除第1l层、10层、9层脚手架→搭设第13层、14层、15层脚手架，如此循环搭设。固定挑脚手架留于墙面作为装修搭架备用。装修脚手架搭设:上→下搭设双排脚手架→拆除(外装修完)。搭设尺寸和连接方法见图2-18-l、图2-8-2。脚手架计算计算单元根据杆件布置情况，固定架受力大，沿纵向取固定架1.5m长作为计算单元。传力顺序:脚手板→小横杆→大横杆→-立杆及斜撑杆→底座→基础。计算假定条件扣件连接节点均按饺接计算;所有荷载都化为作用在节点上的集中荷载;斜杆受压计算长度取上下支点的长度，不计中间连接的有利作用。内力计算通过计算得轴心荷载为：内立杆8002N，外立杆8296N；偏心荷载为：内立杆2148N，外立杆2726N。杆件验算外立杆验算计算长度σ=2.l8，长细比λ=1.38，立杆在偏心荷载作用下的相对偏心率ε=2.7，取动力系数为1.2，则2(P轴+P偏)《φPA[σ]简化为：P轴+P偏《67931φPφP一-查钢结构设计规范得：φP=0.414P轴+P偏《67931×0.414=28123(N)，满足要求。内立杆和斜杆亦按上述方法验算。大横杆验算由于相邻立杆之间不设小横杆，只需验算联结扣件抗滑，简化为:P1<4903N。计算得:Pl=286lN<4903N，满足要求。小横杆验算按简支梁验算受弯强度简化为:Mmax=0.222Pb《847N·m，计算得:Mmax=789N·m<847N·m，满足要求。搭设要求立杆宜对接，接头相互错开，斜杆不设接头。与固定架立杆的连接，采用搭接，搭接长度不得小于1.5m。固定挑脚手架节点设置双扣件非固定挑架部分的中间加设1道支撑杆，以增加架子空间刚度和稳定性。经济分析倒升搭设悬挑外脚手架，和常规周边满搭设外脚手架相比，可循环使用钢管和扣件，并减少占用量45%以上，节约劳动工日16%，具有较好的经济效益。高空悬吊式网架装饰脚手架应用技术航空航天部航天馆为全现浇钢筋混凝土框架结构，演示大厅屋面承重体系为正交正放焊接空心球形网架，南北长70m，东西宽50m，网架侧向呈弧形。网架支座最高点为28.583m，最低点为17m，建筑构造要求网架在室内为透空造型，顶部至屋面板(GRC轻型屋面板)间设置矿棉石膏板保温吊顶，网架下弦杆沿南北和东西方向各装置6道800mm宽型钢检修马道。由于球形网架的特殊造型和建筑物的结构形式限制，不宜选用整体吊装和分条分块安装法，只能采用高空累积滑移法安装工艺，因此，上述网架内的各项装饰施工和马道组装项目，只有待网架滑移至终点后再进行高空作业施工。航天馆总建筑面积l0010m2，主馆为3层，首层以演示大厅为核心，二、三层沿大厅四周呈环廊状设计(图2-23-1、图2-23-2)。依据这一建筑构造，如采用常规的满堂脚手架进行网架装饰作业，将耗费1350t钢管和8000m2钢脚手板，并且因网架内装饰项目多，施工周期长，必然严重影响到首层和二、三层的装饰施工进度，为此，需设计一种能够满足一至三层及网架内同时安全作业的悬吊式脚手架。悬吊式脚手架的搭设方法组装程序1.搭设东西两侧双排钢管架子和南侧小满堂脚手架。2.安装下层安全网(利用三层框架梁柱)。3.安装上层安全网，上层安全网距网架下弦杆不大于2m，两端利用网架支座绷挂4"钢丝绳，间距为3m。4.由上至下逐格安装下弦杆横纵顺水杆，节点处同网架弦杆用8"铅丝绑扎牢固。5.由下至上逐格安装垂直吊杆，并满铺下层固定脚手板。6.上层架杆和脚手板板根据流水作作业施工，随随时搭拆。组装技术要点和安安全措施1.主承载顺水杆(东东西向)必须置于球球形节点底角角斜杆上侧，如如图2-23--4所示。2.竖向吊杆必必须垂直地面面方向安装，侧侧向设斜拉杆杆，以保持其其稳定。3.由于网架处于倾斜斜状态，所以以吊架内所有有脚手板都必必须与钢管绑绑扎牢固。4.悬吊式脚手架在使使用过程中必必须严格控制制施工荷载，网网架内不得双双层作业，所所有材料、工工具等应集中中存放在南侧侧小满堂架子子上，随用随随运;集中荷载不不得大于3000PPa。5.整个架子的组装过过程和流水搭搭设过程中各各层不得有施施工人员通过过。6.吊架子搭设设完毕，经技技术、安全人人员验收后方方可使用。悬吊式脚手架流水水作业程序悬吊式脚手架流水水作业程序根根据网架内装装饰项目多，作作业高度大的的特点，悬吊吊式脚手架采采用分层分段段流水作业的的方法(图2-23--I)。分层作业1.上层作业项目为吊吊顶龙骨及设设备电线管线线安装，矿棉棉保温板安装装，纸面石膏膏板安装;吊顶及侧墙墙防火涂料和和上层网架弦弦杆刷厚质防防火涂料。2.下层作业项目为检检修马道拼装装，设备电线线线槽安装，检检修马道和设设备器具油漆漆粉饰和下层层网架弦杆刷刷厚质防火涂涂料。分段流水球形网架沿东西方方向共分13个空间格，按按“4、5、4'，划分为3个流水作业业段(图2-23--1)上下层交替替施工。利用建筑结构体系系自身强度储储备构筑施工工设施是降低低工程成本的的一个重要途途径，网架悬悬吊式脚手架架提供了一个个极好思路，该该工程仅此一一项可节约钢钢管1000t，钢脚手板3000mm2，工期缩短短近两个月，综综合降低成本本约23.6万元。环式滑动脚手架的的设计与应用用工业建筑群中架空空通廊(找桥)的围护结构构、装饰、装装修工程的工工作量虽然不不大，但需用用大量脚手架架。通廊大部部分是跨越路路面工程，若若从地面搭架架子很不经济济，且会导致致场地不畅通通。以石家庄市焦化厂厂某通廊为例例:该通廊长17.433m，支座标高高为34m和37.4m，如搭落地地架子施工，不不仅费用高、时时间长、而且且影响道路畅畅通。为此，构构思了环式滑滑动脚手架的的施工方法。这这一方法安全全可靠，获得得了较好的经经济效益。环式脚手架的构造造如图2-20--1、图2-20--2所示。在栈栈桥顶部先安安放滑道(槽钢[8或[10)，搭设环式式脚手架，横横杆外挑不大大于1.0m，横、立杆杆间距不大于于1.5m，一般脚手手架长4.5~66m。侧面架宽0.8m及底面满铺铺术脚手板，用用密格安全网网封闭，并安安装滑行控制制器及保险绳绳。脚手架滑行前松动动上端的保险险绳，利用两两端手扳葫芦芦沿栈桥整体体滑行，每次次行程30cm左右，直至至施工位置。如如需跨越支架架，依次拆动动底部横杆，并并边拆边滑行行边加固。施施工时两边要要同时操作，以以保持架子平平衡，同时尽尽量一次成活活，减少重复复滑行。施工工时应注意:l.除遵照有关规程的的规定外，要要求滑道垫平平稳，且中心心线要与盖板板两端支点误误差不大于10cm。立杆上下下端设双排扣扣件。脚手架架搭设在支座座较高的一端端。2.搭拆架子时技术负负责人要有书书面交底，工工人要执证上上岗、定期进进行体检，高高空作业要系系安全带、穿穿防滑鞋。这种环式滑动脚手手架己在鲁南南水泥厂、石石家庄市焦化化厂应用。它它降低了劳动动强度，取消消了栈桥以下下脚手架搭设设，取得了较较好的效果。以以前述焦化厂厂工程为例:如搭落地钢钢管脚手架需需钢管10.3t，扣件1500个、人工117个;而采用环式式脚手架仅需需短管loom、重0.19t、扣件160个、人工20个，仅此项项少用钢管10.1t、扣件l340个，人工97个。利用钢管三角桁架架施工较大悬悬挑结构某长途汽车站主楼楼地下1层地上13层4为框架剪力力墙全现浇结结构，总高58.5m，从第四层层顶板开始，结结构设计成四四周悬挑。四四层顶板标高高16.988m(距自然地坪坪约17.688m)，悬挑结构构平面呈圆弧弧状，最大净净悬挑宽度2.15m。利用￠48×3..5钢管搭设三三角椅架，解解决了该悬挑挑结构的施工工问题。三角精架的设计该三角桁架悬挑长长度达2.45m，三角桁架架从三层(标高10.477m)开始搭设，外外斜压杆与水水平面的夹角角约65.8。(图2-19--l)。根据工程实际取桁桁架间距为893mm，整个三角角桁架系统与与三、四层中中￠48×3..5钢管支模架架子连为一体体(图2-19--2)。三角桁架的计算计算单元的截取由于悬挑结构平面面呈圆弧形，中中间挑出最宽宽，又有一挑挑梁，故取中中间一榀桁架架作为计算单单元(近似取0.9m宽)，如图2-l9--2。荷载标准值按实际情况及规范范(GBJ99-87)取值。新浇筑混凝土自重重取24kN//m3。每立方米混凝土中中钢筋自重:楼板按1.1kNN;梁按1.5kN。模板自重:木模板板0.3kNN/m3;定型组合钢钢模板0.5kNN/m2。上层模板及支架自自重取1.1kNN/m2。每榀￠48×3..5三角桁架自自重取1.0kNN/m。最外端作业面脚手手板自重取0.35kkN/m2。7.施工人员及施工设设备荷载取3.0kNN/m2。荷载及内力计算施工设备荷载为可可变荷载,分项系数γQi=1..4;其他按永久久荷载考虑取取分项系数γG=1.22,并按临时性性建筑取结构构重要性系数数γ0=0.9予以折减。经经计算s=27..494kNN。并算出三三角桁架各杆杆件轴力。杆件及扣件验算各杆件的长细比λλ<[λ]=2100,满足要求,取最大轴力力杆FB、最长轴压压杆DE验算均满足足要求。考虑虑到扣件的质质量变异较大大及工人操作作误差等不利利因素,扣件难以达达到承载力设设计值,又因杆件轴轴力较大,一个扣件难难以满足要求求。为此决定定在受拉杆件件结点扣件的的外侧及受压压杆件结点扣扣件的下侧增增设气个扣件件顶紧,由两个扣件件共同作用承承担。现场荷载试验荷载试验的目的杆件内力计算是依依据简化了的的三角桁架进进行的，且各各杆件在结点点处的连接无无法交于一点点。通过试验验可以检验计计算的可靠程程度，以确保保施工安全可可靠。通过试验确定搭拆拆的最佳顺序序，保证搭拆拆的安全。观测记录桁架的变变形情况，为为支模提供数数据，确保施施工质量。测试数据荷载试验测试数据据表表2-19--1荷栽增加值（N）总荷载（N）C点变形值（mm）相对变形值（mmm）加荷部位00005929592914-14DC段53411127012+2AD段114662273617-5DC段145003723623-6DC段24503968619+4AD段03968621-3（9h后观测值）0013+8（卸载后观测值）荷载试验结论荷载加设的位置对对三角桁架C点的变形有有影响。三角衍架处于弹性性工作状态。3.试验荷载较较设计荷载大大(按1.0kNN/m2取值)偏于安全。4.现在(按33.0kN//m2取值)试验荷载较较设计荷载小小,经实际应用用证明也是安安全可靠的。实际应用效果1.施工中依据试验确确定的搭拆顺顺序操作，未未出现问题。2.根据试验数据将悬悬挑结构最外外端模板向上上预提3cm，在结构施施工到第八层层时，用水准准仪对悬挑结结构进行观测测，结果只比比该层结构标标高高2~4mm，保证了施施工质量。3.三角桁架搭设、模模板支设、混混凝土浇筑到到上层结构的的施工直至模模板、桁架拆拆除的整个过过程中，未发发生任何问题题，说明利用用φ8×3.5钢管、扣件件构造三角桁桁架施工较大大悬挑结构是是可行的。爬升式脚手架的工工程应用技术术高层建筑主体结构构施工,外脚手架既既与脚手装备备及摊销费有有关,又直接影响响主体结构和和装饰工程施施工。习惯作作法为落地搭搭设扣件式钢钢管脚手架,脚手架随结结构施工进度度超前一层搭搭设。受脚手手架立柱钢管管承载能力的的限制,到了约40m高度时,设一道三角角形型钢挑梁梁,将上部脚手手架荷载通过过钢挑梁传递递给主体结构构。也有的采采用逐层或间间隔层拉撑结结合的方法，逐逐渐将脚手架架荷载分卸给给主体结构。但但落地式脚手手架钢管和扣扣件的用量大大,占用时间长长，对于20层左右的高高层,耗用100t左右的钢管管及20t左右的扣件件去搭设外脚脚手架不足为为奇。爬升式脚手架是一一种新型脚手手架。该脚手手架于1988~~1989年间在江苏苏开始采用,爬升脚手架架的应用对象象从高层剪力力墙结构发展展到框架剪力力墙结构、滑滑模施工的主主体结构装饰饰等；脚手架架的爬升从两两片爬架为一一爬升单元发发展到多片爬爬架组成爬升升单元,直至整体爬爬升。爬升式式脚手架技术术在工程中得得到创新应用用,并逐步完善善。脚手架爬升的基本本原理.爬升式脚手架通常常由爬架结构构和爬升设备备两大部分组组成。爬架结结构又主要由由小爬架套在在大爬架中的的爬架片、连连接爬架片的的纵向水平杆杆、剪刀撑以以及脚手板等等组成。一般般大小各有两两个固定支座座与混凝土构构件固定(图2-15--1a)。同悬挑外外脚手架一样样,整个爬脚手手架的荷载亦亦通过爬架片片构成的钢桁桁架传递给已已有一定承载载能力的混凝凝土构件。现现以图2-15--l所示的爬脚脚手架爬升过过程为例,说明脚手架架爬升的基本本原理:1.在爬升脚手架正常常使用状态下下,主体结构正正施工N层。对每片片爬架,大爬架下部部内侧两个固固定支座构成成的钢挑梁由由穿墙螺栓固固定于N-1以及N一2层的混凝土土墙体中,小爬架内侧侧的两个固定定支座也由穿穿墙螺栓同时时固定于N一1层混凝土墙墙体中。各操操作层上的施施工荷载分别别由大小爬架架的固定支座座传递给混凝凝土墙体(图2-15--1a)。2.当主体结构向上施施工N+1层时,松开固定小小爬架的穿墙墙螺栓,利用悬挂在在大爬架顶部部的手拉葫芦芦,将小爬架从N一1层提升至N层并固定(囱2-15--1b)的。3.将手拉葫芦移至小小爬架上,钩住大爬架,松开固定大大爬架的穿墙墙螺栓,将大爬架从N一1层提升到N层支并固定(图2-15--1c)。爬脚手架架能够爬升是是大小爬架互互为作用,交替爬升,但都以混凝凝土墙体为支支承点。爬升脚手架形式及及各自特点虽然爬架的基本原原理相同,但在工程应应用中又有不不同的形式。已已应用的主要要有3种。"架子爬架子"“架子爬架子”的爬爬升式脚手架架是最常见的的一种。如图图2-15--1所示,小爬架套在在大爬架中,在大爬架上上部留出的空空间内滑动,这种爬脚手手架结构简单单,经济实用,加工量不大,加工简便,特别是大小小爬架共有4个固定支座座与墙拉结,脚手架的爬爬升安全可靠靠,爬升过程简简单明了,易为一般架架子工掌握。该该形式脚手架架已在22层的南京大大学留学生宿宿舍楼、16层的上海航航空电器厂高高层住宅、上上海仙霞两幢幢26层高层住宅宅、海口怡园园小区22层商住楼和和踏浪小区20层公寓楼、海海口28层南华大厦厦、江苏溧阳阳18层燕山大厦厦、无锡国家家高新技术开开发区23层管理中心心楼等工程中中应用。"架子爬挑梁,挑梁梁爬架子"“架子爬挑梁,挑梁梁爬架子”的爬脚手架架以整体爬升升式脚手架最最为典型(图2-l5--2)。这种脚手手架除专门制制作型钢小挑挑梁外,其余基本与与普通双排扣扣件式钢管脚脚手架相同。整整个脚手架搭搭设在底部型型钢挑梁上,钢挑梁一端端由穿墙螺栓栓与混凝土构构件拉结,另一端由斜斜拉杆拉住,形成斜拉三三角形承力架架。脚手架的的爬升依靠上上部斜拉在结结构上的另一一型钢挑梁,用挂在该挑挑梁上起重能能力较大的提提升设备如小小型卷扬机等等整体提升脚脚手架。提升升到位后下部部钢挑梁与混混凝土构件固固定,而上部型钢钢挑梁则利用用挂在脚手架架顶部的手拉拉葫芦提升。该形式的爬升脚手手架可以在其其底部搭设成成脚手钢管空空间桁架,型钢挑梁间间距(即桁架支承承跨度)最大可达7m。由于脚手手架重量主要要由底部钢挑挑梁传给主体体结构,因此,这种形式的的爬升脚手架架对于等层高高和变层高的的内筒外框架架、框架一剪剪力墙结构更更具适用性。"架子爬附墙轨道""“架子爬附墙轨道”的爬升式脚脚手架是利用用固定在墙体体上的两附墙墙挂钩,挂钩间用槽槽钢导轨相连连,用设置在固固定挂钩臂上上的手拉葫芦芦钩住脚手架架使其向上爬爬升。爬升过过程中,脚手架脱钩钩后外倾,先升入附墙墙挂钩上方,在轨道内侧侧安置楔形塞塞,迫使下降的的脚手挂座向向内偏移至挂挂钩垂直线上上,并使上挂钩钩插入挂座,然后利用脚脚手架将下挂挂钩和轨道向向上提升固定定(图2-15--3)。“架子爬附墙轨道”脚手架是爬爬脚手架中高高度最小的一一种,脚手架轻巧,加工制作简简单,操作方便。工程应用技术爬升方法爬升脚手架的爬升升方法主要有有两片爬架同同时爬升、多多片爬架同时时爬升以及整整体爬升3种。由两片爬架和纵向向水平杆组成成一个爬升单单元,用2只1~2t手拉葫芦进进行同时升或或降作业。这这种爬升方法法至今仍为一一些施工单位位所采用。该该方法的优点点是爬架的每每一爬升单元元受力明确,爬架间的自自重以及施工工荷载由两片片分担(图2-15--4a)。其主要缺缺点是爬架片片的数量过多多,增加了一次次性投资和加加工量。脚手手架在爬升过过程以及使用用中晃动较大大,若作临时连连接,则会增加爬爬升前后装拆拆连接钢管的的工作量。为解决“两片爬架架同时爬升”方法中存在在的上述问题题,我们在无锡锡国家高新技技术开发区管管理中心楼和和溧阳燕山大大厦工程中采采用每4~5片爬架组成成一个爬升单单元,用4~5只2t左右手拉葫葫芦进行同步步爬升(图2-15--4b)。这种多片片分区域爬升升方法具有爬爬架的数量相相对较少,加工量亦较较少,脚手架在爬爬升过程及使使用中稳定,晃动小等优优点。但每跨跨的自重和施施工荷载几乎乎由一片爬架架承担,对爬架片的的稳定性以及及附墙固定支支座承载力要要求更高,为此可在构构造设计中作作加强处理,并作承载力力复核验算。多多片爬架同步步提升或下降降,因工人操作作手拉葫芦用用力大小不一一,爬架上升速速度略有快慢慢,极易造成同同一爬升单元元的爬架间有有“爬升差异"。脚手架爬爬升时,脚手架上的的荷载以自重重为主,且以大爬架架的爬升为最最不利受力状状态。经对无无锡国家高新新技术开发区区管理中心楼楼工程爬脚手手架分析,若不考虑爬爬升差异影响响,大爬架爬升升时,小爬架的每每个固定支座座承受约3.25kkN的垂直荷载载。按不利情情况,若两连续跨(3片爬架组成)的中爬架先先爬升,此时受力成“挑担"状态,两跨大爬架架恒载全部由由中间小爬架架支座承担,每个支座承承受的荷载为为原来的2倍。由小爬爬架上的纵向向水平杆组成成的“扁担",在此受力状状态下,向上挠曲达470mmm,这显然不可可能出现。设设控制的提升升差异最大值值为100mmm,反算荷载增增值,相当于小爬爬架每个支座座增加1.4kNN,即考虑提升升差异后,小爬架每个个支座可能承承受的最大荷荷载为4.65kkN。对比装饰阶阶段,小爬架有两两个作业层,每个支座承承受的最大荷荷载为5.13kkN。分析表明:爬升脚手架架多片同时爬爬升利多于弊弊,虽有爬升差差异,但不足为虑,相邻爬架的的爬升差异控控制在100mm以内。整体爬升的脚手架架稳定性更好好,特别是采用用电动提升设设备,能够做到整整体同步爬升升,节约大量人人工。但电动动设备及同步步控制设备一一次性投资较较大,若用手拉葫葫芦,则数量过多,多人操作同同步升降困难难。爬升脚手架与墙拉拉结固定支座座的合理问距距对于每两片爬架与与纵向水平杆杆组成的爬升升单元,其受力特征征为简支梁受受荷。考虑两两片爬架间有有3人同时作业,在1kN/mm2荷载作用下,当固定支座座间距l=5m,最大挠度为σ/60;当l=4m,最大挠度为l/116。对于多片爬架与纵纵向水平杆组组成的爬升单单元,其受力特征征为3跨连续梁受受荷。在上述述同样荷载条条件下,l=5mm,最大挠度为l/1177;l=4mm,最大挠度为l/228。由此,对于“架子爬架子,,和和“架子爬附墙墙轨道”的爬升式脚脚手架,当采用两片片爬架同时爬爬升,与墙拉结固固定支座的合合理间距应<4m;当采用多片片爬架同时爬爬升,与墙拉结固固定支座的合合理间距应≤4.5m。对于“架子爬钢挑梁、钢钢挑梁爬架子子”的整体爬升升式脚手架,因其底部实实际为1.8m步高的空间间钢管桁架,底部钢挑梁梁固定支座的的间距可≤7m。爬升式脚手架依附附的构件对于全现浇剪力墙墙结构,当采用大模模板施工时,爬脚手架的的固定支座可可直接依附在在混凝土外墙墙上。外墙除除窗洞以外,均可留置爬爬升脚手架固固定支座的穿穿墙螺栓孔,能满足固定定支座间距≤4~4.55m的要求。施施工中,爬脚手架的的固定螺栓孔孔原则上与外外墙大模板的的穿墙螺栓孔孔共用。对于滑模施工的结结构装饰施工工,应用爬升脚脚手架时,可利用墙上上的窗台口,用一种卡在在窗台口的上上下挂架夹具具固定大小爬爬架的4个固定支座(图2-15--5)。对于框架、内筒外外框架或框架架-剪力墙结构,当柱距≤4.5m时,爬架可直接接依附在柱上上,方法为预留留￠25~300mm拉结爬架的的螺栓孔。若若每次爬升的的高度为半个个楼层,则每一楼层层间柱身上预预留两处螺栓栓孔。因对框框架柱不利,这种作法往往往被结构设设计人员反对对。若用钢抱抱箍代替柱上上预留孔,虽可行,但给砌筑围围护墙带来不不便。为对结结构有利,又能应用爬爬升式脚手架架,可用工具式式钢挑梁作为为爬架依附的的构件,挑梁临时固固定在混凝土土楼板上(图2-15--6),每次爬升的的高度达一个个楼层。因爬爬架的固定支支座最终依附附在楼板上,这就使爬架架的水平间距距不受柱距限限制,以最合理的的间距沿结构构物四周均匀匀布置,使爬升脚手手架具有更强强的通用性,也可将爬|架固定在框框架连系梁侧侧面上,但连系梁上上留孔不如楼楼板上留孔准准确方便。爬升脚手架固定支支座及节点设设计整体爬升式脚手架架的施工准备备集中在钢挑挑梁以及斜拉拉杆的加工制制作上,而对于其他他两种爬升脚脚手架,其施工准备备工作集中在在爬架加工制制作上。大爬爬架由Φ48×3..5脚手钢管组组拼焊接而成成,其总高度达8~l0m；小爬架由Φ63.5××4的立杆与脚脚手钢管组拼拼焊接而成,其高度常为为一步高。因因小爬架立杆杆的钢管直径径大,管壁稍厚,受荷却小,所以设计的的重点应在大大爬架固定支支座上。为解解决大爬架固固定支座短臂臂与立杆薄壁壁钢管的焊接接,兼顾加工制制作方便,目前几种主主要作法如图图2-l5--7所示。图2-15--7中的(@)(cc)两种具有制制作方便、安安全可靠等特特点。对于爬架节点部位位,因两薄壁钢钢管焊接成T形,其抗扭能力力较差,所以有的在在节点角区直直接用钢板加加强(图2-15--8a);也有的为使使纵向水平杆杆与爬架横杆杆用扣件扣接接方便,节点角区加加固成空心三三角形(图2-l5--8b)。一些工程程中,大小爬架平平面内设斜腹腹杆,在节点部位,斜腹杆离横横杆约50mm,留出扣件位位置(图2-15--8c)。悬挑钢管脚手架在在筒库顶板施施工中的应用用某面粉厂粮仓筒库库，总容量l万t。由10个直径8m的圆仓组成成，仓下层及及仓体为钢筋筋混凝土筒壁壁(下层含钢筋筋锥形料斗)，仓上层为为钢筋混凝土土框架，筒壁壁厚度为18cm，筒库全高高为32.800m(图2-21--1)。立筒库的筒壁(土土0.0000~29.1100m标高)采用滑模施施工，随滑随随抹光。当筒筒壁滑模施工工结束，滑模模平台、提升升架全部拆除除后，立筒库库顶板(板底标高29.1550m、板厚150m、大梁断面250mmm×600mmm)支模采用的的脚手架方案案成为整个建建设项目的难难题之一。脚手架方案的选择择顶板支模所用脚手手架按常规可可采用满堂钢钢管脚手架，也也可用槽钢或或工字钢与预预埋铁件焊接接提供支撑面面，再在其上上搭设钢管架架支模。前种种方案所需周周转材料量太太大，搭设、拆拆除脚手架的的用工量太多多;后种方案的的一次性投资资高，效益低低，且焊接工工作条件差，焊焊接质量要求求高，拆除也也很困难。权权衡利弊均不不可采用。最最后提出了悬悬挑钢管脚手手架方案，并并将方案中的的基本三角架进行了不同同荷载下的破破坏性试验，同同时对顶板施施工阶段的最最大荷载进行行了分析。根根据载荷试验验和荷载分析析得出的结论论修改原方案案并对脚手架架体系进行刚刚度、强度加加固，将完善善后的悬挑钢钢管脚手架方方案付诸实施施。实践证明明该方案具有有施工简单、安安全可靠、经经济效益好的的特点。悬挑铜管脚手架设设置该方案要求滑模施施工时在筒壁壁上部的指定定位置预留两两排相距3m的孔洞,穿设水平杆,用垂直杆、斜斜撑将水平杆杆固定形成基基本三角架,并用钢管连连系杆连接,从而形成悬悬挑三角架体体系(图2-21--2)。预留孔洞的留设该方案对预留孔洞洞的质量要求求较高，故采采用了预制带带孔水泥砂浆浆长方块的留留孔方法。具具体作法为:在施工场地地用1：2水泥砂浆预预制长方块(图2-21--2)，用废水泥泥袋纸将圆孔孔塞满(以免施工时时的水泥浆流流入)。在滑升平平台的四周根根据基本三角角架平面布置置的要求(20等分)以钉子涂红红作标记，当当筒壁混凝土土浇至25.1000m和28.1000m标高时将预预制带孔块在在钉子位置放放平、放直，并并用铁丝可靠靠地固定在筒筒壁钢筋网上上。滑模过后后及时清孔。上上下两预留孔孔洞在同一垂垂直线上以满满足基本三角角架平面为垂垂直面。预留留孔要尽可能能水平。基本三角架搭设在预留孔内穿设上上长下短2根水平杆，上上水平杆内挑挑稍大于2.9m，外伸稍大大于1.Im(见图2-21--2)，下水平杆杆长度无具体体要求。紧靠靠外筒壁用垂垂直杆和十字字扣件将上下下水平杆固定定(上杆紧靠内内壁与短钢管管固定)，再在上下下水平杆间设设置斜撑(水平杆和斜斜撑间用万向向扣件连结)，便形成了了基本三角架架。该方案要要求基本三角角架斜撑的下下端一律伸至至筒壁，所有有扣件的质量量必须可靠。基本三角架的平面面布置图每个筒仓内等分220榀基本三角角架,以筒心为中中心呈放射性性布置(见图2-21--3)。为保证基基本三角架的的整体性,在上水平杆杆设置3道连系杆,其中筒仓中中心附近1道,连系杆设置置成正方形,以便同下面面操作平台垂垂直连接。操作平台的铺设操作平台由4棍桁桁架加钢管连连系杆构成(图2-21--4)，安装在滑滑模吊架上，随随滑模提升而而上升，当升升至安放部位位(24.9900标高)时将平台吊吊筋与筒壁上上预埋件焊牢牢成为悬空平平台。它的作作用一是为搭搭设仓内脚手手架提供工作作面，二是可可作为仓内安安全防护设施施。为提高脚手架的安安全系数，同同时解决三角角架端部、体体系中部刚度度差的问题，对对体系进行了了刚度、强度度加固。具体体作法是:将操作平台台中部用4根钢丝绳拉拉起，其托力力由立杆传至至脚手架体系系中部，体系