脚手架及垂直运输设备(土木工程施工讲义第9讲)

第4讲脚手架及垂直运输设施1扣件式脚手架2碗扣式脚手架3门式脚手架4升降式脚手架5垂直运输设施邵阳学院杨宗耀(教授级高工)脚手架的种类脚手架是为了便于施工活动和安全操作的一种临时设施。脚手架的种类很多，常用的有扣件式钢管脚手架、碗扣式脚手架和门式脚手架三大类。按脚手架搭设的方法又可分为落地式脚手架、悬挑式脚手架、吊式脚手架和升降式脚手架等。第4讲脚手架及垂直运输设施共47页第1页1扣件式钢管脚手架扣件式钢管脚手架是目前广泛应用的一种多立杆式脚手架，其不仅可用作外脚手架，还可用作里脚手架、满堂脚手架和支模架等。扣件式钢管脚手架由钢管、扣件和底座组成。钢管为外径48mm、壁厚3.5mm的焊接钢管，扣件为可锻铸铁或玛钢扣件。第4讲脚手架及垂直运输设施共47页第2页常用扣件的形式有三种：用于两根任意角度相交钢管连接的回转扣件；供两根垂直相交钢管连接的直角扣件；供两根对接钢管连接的对接扣件。回转扣件直角扣件对接扣件底座一般采用厚8mm、边长150～200mm的钢板作底板，上焊150mm高的钢管。底座有内插式和外套式。1扣件式钢管脚手架共47页第3页立杆立杆立杆间距1.4～2m,≯2m大横杆大横杆大横杆间距1.2～1.8m,≯1.8m小横杆小横杆伸出立杆0.1m剪刀撑剪刀撑与地面夹角450剪刀撑每隔12～15m设置一道操作层操作层栏杆栏杆栏杆高度1.2m踢脚板附墙拉结扫地杆离地面0.1～0.3m架宽0.9～1.2m内立杆离墙≯0.35m1扣件式钢管脚手架1.1基本规定双排脚手架的宽度一般为1.2～1.5m（高层脚手架为1.2m）；立杆间距为1.4～2m（35m以下为1.4～2m，35m以上为1.4～1.6m）；剪刀撑35m以下脚手架除在两端设置外，中间每隔12～15m设一道，35m以上脚手架沿两端、转角处起每隔7～9根立杆设一道，斜杆与地面的夹角为450～600；大横杆步距1.2～1.8m（砌筑用最佳步距1.2～1.4m）；小横杆贴近立杆布置，在相邻立杆之间根据需要加设1～2根；1扣件式钢管脚手架共47页第5页连墙件按二步三跨或三步三跨设置，其水平和垂直间距均不大于6m（50m以上脚手架垂直间距为4m）。双排脚手架的最大搭设高度为50m（超过50m时，35m以下应采用双立杆）。单排架只适用于6层以下的建筑，最大搭设高度20m，属限制使用的搭设方式。1.1基本规定共47页第6页1.2安全规定⑴立杆地基应平整坚实，立杆底部应插入金属底座并设置垫木，在立杆底端100～300mm处设置一道扫地杆。立杆底部做法扫地杆离地面0.1～0.3m1扣件式钢管脚手架共47页第7页⑵立杆的最大间距不大于2m，左右相邻的立杆接头应相互错开；大横杆的最大间距不大于1.8m；上下相邻的大横杆接头应相互错开。立杆接头1立杆接头2立杆接头3立杆接头4立杆接头未错开违反规范！1.2安全规定共47页第8页⑶小横杆的最大间距不大于1m，小横杆的两端均需与大横杆固定，并伸出大横杆100mm（单排架伸入墙内不小于240mm）；⑷脚手架在7m以上必须与建筑物设置均匀分布的连墙点，脚手架上部未设置拉结点的自由高度不得大于6m；⑸操作层脚手板应满铺，不得有探头板，外侧应设置1.2m高防护栏杆和0.3m高的挡脚板，并用密目式安全网封闭；小横杆伸出大横杆100mm1.2安全规定共47页第9页⑹操作层以下每隔10m用平网或满铺脚手板封闭，内立杆与墙体之间用木板或其它措施封闭；高层建筑的底部平网脚手架与建筑物的封闭隔离措施内立杆与建筑物的间隙用木板或其它措施封闭底部平网每隔10m一道1.2安全规定共47页第10页⑺操作层的施工荷载不得大于3KN/m2，在架板上堆放的标准砖单排立码不得超过三层，砂浆和容器总重不得大于1.5KN，施工设备单件重量不得大于1KN，使用人力在架上搬运和安装的构件自重不得大于2.5KN。⑻架子工作业时，必须戴安全帽、系安全带、穿软底鞋。脚手材料应堆放平稳，工具应放入工具袋内，上下传递物件时不得抛掷。⑼在雨、雪、冰冻的天气施工，架子上要有防滑措施，并在施工前将积雪、冰渣清除干净。复工工程应对脚手架进行仔细检查，发现立杆沉陷、悬空、节点松动、架子歪斜等情况，应及时处理。1.2安全规定共47页第11页⑽脚手架与电压为1~20kV以下架空输电线路的距离应不小于2m，同时应有隔离防护措施。脚手架应有良好的防电避雷装置。钢管脚手架、钢井架应有可靠的接地装置，每50m长应设一处，经过钢脚手架的电线要严格检查，谨防破皮漏电。施工照明通过钢脚手架时，应使用12V以下的低压电源。电动机具必须与钢脚手架接触时，要有良好的绝缘。钢管脚手架的接地1.2安全规定共47页第12页扣件式钢管脚手架（落地式）搭设施工1.2安全规定共47页第13页扣件式钢管脚手架搭设施工高层建筑搭设的双立柱扣件式钢管脚手架挑平网卸料平台立柱及剪刀撑均采用双杆1.2安全规定共47页第14页1.3连墙构造（简称连墙件）连墙构造对外脚手架的安全至关重要，因连墙件数量不足或构造不符合要求造成的事故屡有发生。连墙构造有刚性和柔性两种。⑴刚性连墙件：既能承受拉力和压力，又有一定的抗弯和抗扭能力。刚性较好的连墙构造既能抵抗脚手架里倒或外倾变形，又能形成对立杆纵向弯曲变形的约束，提高脚手架的抗失稳能力。常见刚性连墙构造有八种：1扣件式钢管脚手架共47页第15页①单杆穿墙夹固式——单根小横杆穿过墙体，在墙体两侧用≥0.6m的短钢管塞以垫木固定；②双杆穿墙夹固式——方法同上，穿墙杆为上下或相邻一对小横杆。③单杆窗口夹固式——单根小横杆穿过门窗洞口，在洞口两侧用适长的（立放或平放均大于洞口尺寸0.5m）钢管塞以垫木固定；④双杆窗口夹固式——方法同上，穿过洞口的小横杆为上下或相邻的一对。1.3连墙构造共47页第16页⑤单杆箍柱式——单根适长的小横杆紧贴结构柱，用2根短钢管将其固定于柱侧；⑥双杆箍柱式——用两根适长的水平横杆和2根短钢管抱紧结构柱固定；⑦埋件连固式——在砼墙体中埋设连墙件，用扣件与脚手架立杆或大横杆固定；见图a、图b。⑧绑捆连固式——采用绑或挂的方式固定螺栓套管连接件。见图c、图d。1.3连墙构造共47页第17页⑵柔性连墙件只能承受拉力作用，不具有抗弯和抗扭能力，只能用于高度≤24m的建筑中。常见柔性连墙构造有二种：①单拉式：前述的单杆或双杆穿墙夹固只在墙的里侧设置挡杆；或在墙体内设置埋件，用双股8#铅丝一端与埋件相连，另一端与立杆或大横杆绑扎连结。单拉式只适用于3层以下或高度不超过10m的房屋建筑；②拉顶式：将脚手架的小横杆顶于外墙面，同时设双股8#铅丝拉结。拉顶式适用于6层以下或高度不超过20m的房屋建筑；7层以上高度大于20m的房屋建筑应采用刚性连墙构造。1.3连墙构造共47页第18页⑶正确的连墙构造与砼梁拉结与砼柱拉结与砼楼面预埋件拉结1.3连墙构造共47页第19页1.4其它脚手架构造采用悬挑方式支固的脚手架有以下三种：⑴悬挑式脚手架①架设于专用悬挑梁上；②架设于专用悬挑三角桁架上；③采用斜撑式、斜拉式、拉撑式或顶固式等撑拉杆件组合的支挑结构。1扣件式钢管脚手架共47页第20页专用悬挑钢梁水平布置悬挑钢梁的楼面锚固型钢悬挑脚手架的搭设1.4其它脚手架构造共47页第21页采用悬挑三角桁架的挑脚手架采用杆件支挑结构的挑脚手架1.4其它脚手架构造共47页第22页⑵变形脚手架的设置在搭设烟囱、水塔、凉水塔等构筑物的外脚手架时，常需采用随工程外形变化的上扩或上缩的脚手架。上扩应保持有一跨（两排）立杆为满高设置。上缩可分段设计和搭设，上部在悬挑支撑架上另行搭设，并与下部脚手架在受力上截然分开。1.4其它脚手架构造共47页第23页⑶室内里脚手架、移动式脚手架1.4其它脚手架构造共47页第24页里脚手架移动式脚手架2碗扣式钢管脚手架是一种多功能的工具式脚手架。由主部件、辅助构件、专用构件三大类组成，全系列分为23类、53种规格，除能作为一般单双排脚手架、支撑架外，还可用作支撑柱、物料提升架、悬挑脚手架、爬升脚手架等。碗扣接头节点大样碗扣式钢管脚手架的组装第9讲脚手架及垂直运输设施共47页第25页碗扣式钢管脚手架搭设中整齐划一的碗扣式钢管脚手架碗扣式接头大样2碗扣式钢管脚手架共47页第26页碗扣式脚手架作桥梁支模架一幅建筑艺术画碗扣式脚手架杆件2碗扣式钢管脚手架共47页第27页3门式钢管脚手架门式脚手架又称“鹰架”、“框组式脚手架”，是一种国际土木界普遍流行的脚手架形式。已形成系列产品，品种齐全、各类配件多达70余种，可搭设里外脚手架、满堂红架、支撑架、工作平台、井字架等。见右图及下图：第9讲脚手架及垂直运输设施共47页第28页优点：搭设高度可达60m（一般限制在45m），可满足多层同时作业（45m以下可二层同时作业，38m以下可三层同时作业，17m以下可四层同时作业），门式脚手架的搭设方便简单（只要按照产品目录所列的使用荷载和搭设规定进行施工）。缺点：标准门架架宽1.2m、架高1.7m作为砌筑架略显不适。施工中要求严格控制各类施工荷载。门式钢管脚手架的应用3门式钢管脚手架共47页第29页4升降式脚手架是将脚手架附着于工程边侧结构之侧并支承和传递荷载的附着升降式脚手架。4.1升降式脚手架的类别附着升降式脚手架有7种形式。第9讲脚手架及垂直运输设施共47页第30页注意！悬挑式、吊拉式由于无防倾构造已被禁止使用。4.1升降式脚手架的类别共47页第31页4.2升降式脚手架的提升方式附着升降脚手架是由固定或悬挂、吊挂于附着支承上的各节（跨）3～7层（步）架体构成，各节架体的升降方式有三种：⑶互爬升降：即相邻架体互为支托并交替提升（或落下）附着升降脚手架。⑵整体升降：即每次升降2节（跨）以上架体、乃至四周全部架体的附着升降脚手架；⑴单跨（片）升降：即每次单独升降一节（跨）架体的附着升降脚手架；4升降式脚手架共47页第32页4.3提升方式及设备常用的提升方式有手动（葫芦）提升、电动（葫芦）提升、卷扬机提升和滚压提升4种。手动葫芦只用于分段（1～2跨架体）提升和互爬提升；电动葫芦可用于分段和整体提升；卷扬机提升较少采用；滚压提升采用液压升降设备，是发展、进步较快的提升方式。⑴液压千斤顶爬升采用穿心式液压千斤顶沿φ48×6钢管爬杆爬升，爬杆既是架体的导杆亦是防倾装置。其附着构造为吊拉式。4升降式脚手架共47页第33页⑵滚压升降装置提升⑶液压升降装置提升由爬升箱、滚压油缸和导轨等组成。可分为带模板或不带模板的附着升降脚手架。按塔吊液压顶升系统的原理进行设计。液压活塞杆与架体上的导轨以锁销相连，采用单跨提升。1套滚压提升装置，在完成一跨提升后，转移到另一跨进行提升。4.3提升方式及设备共47页第34页脚手架内景升降式脚手架实景图片脚手架防坠落装置与墙体附着节点电动提升装置升降操作控制台4升降式脚手架共47页第35页整体电动式爬架4升降式脚手架共47页第36页爬架在主体施工阶段上爬在装修阶段下降爬架分片下降操作中4升降式脚手架共47页第37页5垂直运输设施井架是施工中最常用、最简便的垂直运输设施。分为扣件式钢管井架和定型井架两大类。井架有单孔、双孔和多孔井架，可视需要设置摇头扒杆。5.1钢管井架第9讲脚手架及垂直运输设施共47页第38页⑴30m以下钢井架有四柱、六柱、八柱三种。四柱井架（起重量500kg）；六柱井架（起重量1000kg）；八柱井架（起重量1000kg）；缆风绳在15m高处设一道，15m以上每隔10m设一道，缆风绳用7～9mm钢丝绳，与地面成450夹角。⑵30m以上钢井架30～50m为12柱井架，50m以上为16柱井架，起重量均为1000kg；30m以下可用钢丝绳作缆风绳，30m以上每隔1～2层设附墙拉结。5.1钢管井架共47页第39页⑶井架与结构的附墙拉结当井架宽度方向平行于墙面时，采用简单拉结或加强拉结；当井架宽度方向垂直于墙面时，采用展宽拉结。见下图：5.1钢管井架共47页第40页⑷井架栈桥进楼栈桥的立杆不利用井架的立杆，应分开架设，缩小间距并采用双杆搭设。每层栈桥与井架之间应用不受垂直力的横杆进行拉结。见右图：5.1钢管井