摘要:本文以高层建筑悬挑脚手架的施工技术为探讨主题,针对当前我国高层建筑悬挑脚手架的施工现状,总结悬挑脚手架的结构特点,分析钢管、挑梁、钢丝绳与连墙件等脚手架相关材料的选择方法,具体探讨悬挑槽钢、起搭立柱、脚手架构架与卸料平台的搭设等脚手架的施工过程,为高层建筑悬挑脚手架施工建设的创新发展提供有效建议。
关键词:高层建筑;悬挑脚手架;施工技术
引言:随着市场经济升温与建筑业的兴起与繁荣,许多高层建筑在近年来拔地而起,更多的高层建筑工程投入到施工建设的队伍中。在高层项目建设过程中,悬挑脚手架施工技术由于具备鲜明的方便、快捷等优势特点而得到大范围的推广与应用。对悬挑脚手架的结构特点与建设环节进行系统的研究分析对于促进这种施工技术的创新与发展具有重要意义。
1 悬挑脚手架的结构特点
通过在相连的建筑物上搭设选悬挑式的施工用支撑结构便是悬挑式脚手架的基本概念,利用与建筑体相连的悬挑式支撑结构,架体在垂直方向上的荷载受力便可以以其作为过渡向建筑主体结构进行传递。在通常的建设施工情况下,型钢式支撑架、连墙件与扣件式钢管脚手架三部分是悬挑式脚手架的主要组成部分。将脚手架所承载的全部荷载力传递到主体建筑这种作业模式导致悬挑结构成为悬挑脚手架的关键所在,因此悬挑结构需具备高强度的稳定性、刚度与柔韧度,保证悬挑脚手架与建筑主体之间形成良好连接,实现荷载力从悬挑脚手架到建筑主体的安全传递。
斜拉式脚手架与下撑式脚手架是悬挑式脚手架的两种主要形式,两者的主要区别在于构造形式的不同。斜拉式脚手架通过将钢丝绳加到位于建筑主体结构内部的型钢跳梁最末端并进行斜拉,而钢丝绳的另一头需固定在吊环上,吊环是在作业之前在建筑主体结构内预先埋置的。下撑式脚手架的结构构造形式与其不同,主要通过将斜杆加在建筑结构的挑梁端部完成受力支撑[1]。
在高层建筑的建设作业中,这两种类型的悬挑式脚手架都具有十分广泛的运用,其使用方法与受力方式各有不同,对于斜拉式的悬挑脚手架,钢丝绳会控制悬挑结构所承载的荷载力,而对于下撑式脚手架来说,下撑杆受压从而实现对悬挑结构承载荷载力的稳定性控制。因此,从构造形式、使用材料与制作安拆的各种角度来看,下撑式悬挑脚手架更优于斜拉式脚手架,结构的受力形式更为科学,也可以将悬挑结构自身的构成材料的本质性能有效的发挥出来。并且,在实际的建设施工过程中,下撑式悬挑结构脚手架更加快捷方便。
2 脚手架相关材料选择
2.1钢管的选择
对于搭设脚手架所用的钢管材料,我国已经出台了相关制度标准进行具体规范,对于钢管的生产参数标准等主要内容进行明确规定。48.3*3.6规格的钢管是较为规范的选择,在钢管外径部分,偏差允许范围在0.5mm上下,对于钢管壁厚,误差允许范围在0.36mm上下。一般高层建筑的建筑工程建设所使用的均是规范规格的钢管。而在实际的生产作业与运输过程中,由于需要进行材料的调动与周转,或自然因素的影响,钢管外形可能会发生细微变化。因此,在计算钢管自身系数时,需要按照钢管较为薄的地方为基准进行计算,以避免系数计算出现较大误差。对于处于生产状态的钢管材料,系数计算便可以按照实际数值。在钢管的实际生产建造中,其最大长度普遍不超过6.5m。
螺栓扣件等附加材料也同样具有材料管理标准等相关规定,规定明确对于螺栓扣件的工业性生产,需以40单位为其相关扭矩值的最小数值,并确保材质的实际生产数值均在其以上[2]。在悬挑式脚手架的建造过程中,施工人员应注重拧紧螺栓,确保脚手架架设的稳定性,提高脚手架结构的抗侧移性能。
2.2挑梁的选择
在选择悬挑梁的建造材质时,可以选择型钢材料作为挑梁部分,并应用双轴对称截面结构的型钢产品。在悬挑式脚手架的架设过程中,由于单轴对称截面的型钢材料稳定性不足,因而并不建议增加单轴对称截面型钢材料的使用。根据建筑工程的建设需求挑选挑梁型钢的具体型号。挑梁型钢在投入建设使用前,应利用钢丝绳将建筑主体结构与挑梁进行连接,在进行悬挑脚手架具体受力的计算盘点时,受力计算并不需包含钢丝绳部分的受力。
除了挑梁这一脚手架主要架设材料外,还有诸如吊环、压环、脚手板与安全网等结构部件,选择此类材料时应遵守相关的材料选择规范,确保悬挑脚手架的各个连接部位紧密牢固,使得各工件的荷载均在相应的承载范围以内。
2.3钢丝绳与连墙件的选择
如若采用斜拉式悬挑脚手架,则需选择适宜的钢丝绳材料,由于斜拉式结构受力形式的特殊性,钢丝绳需要具备强大的荷载能力。在这类悬挑脚手架的架设过程中,作为结构之间的连接部件,钢丝绳的操作过程较为简单。连墙件也是悬挑脚手架中的一种连接部件,在具体的材料选择方面,圆钢材料是一种不错的选择。
3 脚手架的搭设
3.1悬挑槽钢与起搭立柱
结合高层建筑建设规定与悬挑脚手架的建造设计要求,需要先将悬挑式槽钢布置在建筑主体的四周,同时以槽钢材料为基础,在其顶部进行脚手架底座的焊接作业,实现对外部脚手架立柱的有力支撑,将悬挑脚手架所受的外部负载力稳定地传递给建筑主体结构。将具有纵向与横向的扫地立杆设置在脚手架立柱的基础部位上,与底座间的距离则需保持在20cm以内即可[3]。纵向扫地立杆的下部只需稍稍高于横向扫地立杆即可。
立柱起搭作业需要在脚手架的第二层槽钢面进行,从外脚手架的四周入手,按照架设设计图纸的要求在脚手架上部分进行相应的吊索卸荷设置。直到转换到第九层时,建设悬挑外挂式的全钢结构脚手架,重新更换并设置挑梁槽钢,对于脚手架的其他部分,只需采用全钢脚手架的落地式结构即可。在建筑主体相对结构面进行悬挑脚手架的起搭作业时,需要对其基地部分的钢管采取底座的套接处理,设置木枋,规格在80×100cm即可。施工人员还需注意在脚手架起搭的结构面下方,将事宜的回顶设置在与立柱钢管位置相对应的结构层内。进行脚手架立柱起搭作业时(如图1),抛撑与抛撑之间的距离设置在6跨步左右即可。包括连墙紧锢的拉杆的稳定安装作业在内,在每一步脚手架的架设作业完成之后,均需对柱与柱、杆与杆之间的排距、步距与跨距、立柱的水平度与垂直度等距离进行及时的测量与矫正。
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图1:立柱架设
3.2构架脚手架
悬挑式脚手架外缘的平桥柱与建筑主体外墙边的距离需保持在45cm左右,80cm是标准平桥的净宽度值。如若脚手架的结构架设产生一些变化,可以将平桥部分进行内伸与加宽。脚手架主柱之间的纵向距离应保持在1.4m以内,结构平桥层的层与层之间的步距需保持在2m左右。在进行排栅平桥的架设作业时,需先将钢筋栅条的脚手板部分铺设完好。进行悬挑脚手架的外部建造时(如图2),需将全高、全长、连续型的剪刀撑结构设置在建筑主体的外侧,撑与撑之间的距离宽度需控制在6m以外,大约4跨左右。
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图2:脚手架外部结构示意图
脚手架斜杆与地面之间所形成的的倾斜角度保持在45°至60°即可。每个处于脚手架底层的斜杆都需在低端接地处垫上适宜的垫板或者垫块。如果在悬挑脚手架的架设过程中,其与建筑外幕墙部分的装饰物发生冲突,建设单位需与建筑业主进行及时的沟通与协商。做好预埋件的处理并控制好与建筑墙体的距离,避免预埋件与相应立杆的碰撞与埋压。
在设置紧锢拉杆连墙件时,应保持其横向间距在4m以内,而竖向间距在2跨左右便可,确保上层与下层的层级之间处于相对错开的形式。一般来说,高层建筑的悬挑脚手架的架设是不可以设置为开口形式的,意味着从上方到下方不得是断开的结构[4]。脚手架需沿着建筑物的外延走向在特定的平层面上实现四周化连接。
3.3搭设卸料平台
切料平台的搭设需要结合高层建筑与悬挑脚手架的具体实际性建设情况,根据施工材料产地的布置在适宜位置开展卸料平台的搭设[5]。一般来说,抽吊塔设与钢管斜顶是建筑工程卸料平台的普遍搭设方法,其建造高度需与建筑主体的结构面保持一致,最大荷载能力的设置需以满足工程建设要求为基础,卸料平台上,立柱与立柱间的距离需保持在1m以内,最后搭设由钢管结构组成的密眼,并将杂枋、板材等材料铺设在切料平台上即可。
总结:随着城市与人们对高层建筑的需求不断增加,会有越来越多的高层建筑投入到建设施工的队伍中去,使用低成本、高效率的悬挑式脚手架会为建筑工程的项目建设提供极大的便利、提高高层建筑的建设质量与建造速度,降低建设单位的成本投入,从而实现经济效益的最大化。推动悬挑式脚手架施工技术的不断创新与发展,以促进我国高层建筑项目工程的健康成长。
参考文献:
[1]黄震寰.悬挑式脚手架在施工中的常见安全问题及处理措施分析[J].江西建材,2019,03:138-139.
[2]徐杰,左德花.悬挑脚手架工程施工安全技术控制要点[J].住宅与房地产,2019,16:236.
[3]王重根.高层建筑悬挑脚手架施工技术分析[J].建材与装饰,2019,25:31-32.
[4]张钢.高层建筑工程施工技术初探[J].建材与装饰,2018,04:6-7.
[5]郭上加.建筑施工脚手架搭设与拆除技术分析[J].安徽建筑,2018,2403:126-127.