超高層建筑整體爬升外腳手架及設計與施工.doc

第一卷 超高層建筑整體爬升外腳手架的設計與施工在超高層建筑的主體施工中,整體爬升腳手架有明顯的優(yōu)越性,它用料少,只安拆一次,爬升快捷方便,經(jīng)濟效益顯著,是一種很有推廣使用價值的超高層建筑外檐腳手架,被建設部列入重點推廣的10項新技術之一。第1章 超高層建筑整體爬升外腳手架的設計整體爬升外檐腳手架以電動葫蘆為提升機,使整個外腳手架沿建筑物外墻或柱整體向上爬升。搭設高度依建筑物標準層的層高而定,一般取建筑物標準層4個層高加1步護身欄的高度為架體的總高度。腳手架為雙排,寬以0.8lm為宜,里排桿可距建筑物外皮0.40.6m。腳手架的橫桿和立桿間距不宜超過1.8m,可將1個標準層高分為3步或2步架,以此步距為基數(shù)確定架體橫、立桿的間距。架體最下一步為整個架體的承力 桁架(圖2-16-1),承力桁架仍是整個架體的一部分,只不過在每個節(jié)間內都有斜腹桿,且上下弦桿、斜腹桿均采用雙管。承力桁架兩端坐落在用型鋼制作的承力托上。承力桁架承受上部架體傳下的全部荷載,并將其傳遞給承力桁架兩端下面的簡支點(承力托)上。在進行架體設計計算時可將架子沿建筑物外圍分成若干單元,每個單元的寬度參考建筑物的開間而定,一般在59m之間,不宜大于9m。在架體單元與單元相連處的下面安裝承力托,所以承力托的間距也是59m,承力托作為每個單元架體的簡支點。荷載傳遞路線為每單元架體上部的全部荷載傳遞給承力桁架,再由承力桁架傳遞給承力托。從偏于安全考慮,承力桁架按簡支計算。以型鋼制作的承力托里端用螺栓與建筑物外墻或邊梁、柱固定,外端用斜拉桿與上層的相同部位固定,承力托外端的斜拉桿為主要受力桿件。架體的提升動力使用710t電動葫蘆,電動葫蘆掛在用型鋼制作的挑梁上。挑梁與建筑物的固定方式與承力托相同,挑梁固定的位置與承力托上下相對,與承力托相隔2個層高(圖2-16-2)。電動葫蘆下面的吊鉤吊在承力托的花籃吊架上。架體每次爬升l個層高。在爬升前先拆開承力托與建筑物的連接點,此時架體荷載由電動葫蘆及挑梁承受。設計時,這條傳力路線上的所有構件、焊接點均應通過計算。架體爬升到位后安裝承力托,架體使用期間,架體荷載由承力托承受，并通過斜拉桿等傳遞給建筑物,這條傳力路線上的所有構件和焊接點亦應通過計算。.架體爬升到位后,使用期間拆下電動葫蘆及挑梁,用滑輪或手動葫蘆倒至上一層相同部位并固定,以備下一次爬升。使用期間架體還應與建筑物有足夠的拉結點,拉結點的個數(shù)根據(jù)風載計算確定。在爬升過程中,因這些固定拉結點均須拆除,所以還應設有滑動拉結點或滑輪纜繩拉結點,在爬升過程中起拉結作用。在爬升過程中,為防止架子內傾與建筑物產(chǎn)生摩擦,還應設有爬墻(柱)輪。第2章 安裝前的準備工作1.按平面圖先確定承力托及電動葫蘆挑梁安裝的位置和個數(shù),在相應位置上的混凝土墻或梁內預埋螺栓或預留穿螺栓的孔眼。各層的螺栓位置要求上下相一致,誤差不超過土10mm。2.加工制作型鋼承力托、挑梁、斜拉桿。準備電動葫蘆、鋼絲繩、腳手管、扣件、安全網(wǎng)、木板等材料。3.因整體爬升腳手架的高度為4個標準層層高,而建筑物的首層層高往往與標準層不一致,所以一般在建筑物主體施工到56層時才能從23層開始安裝、搭設爬升腳手架。此時要先搭設12層的落地外腳手架,作為安裝爬升架子承力托和搭設爬升架子的操作面。第3章 整體爬升腳手架的安裝1.先安裝承力托,承力托內側用2530mm的螺栓與混凝土邊梁固定,承力托外側用斜拉桿與上層邊梁拉結固定,用斜拉桿中部的花籃螺栓將承力托調平。2.在承力托上面搭設架子,先豎承力托上的立桿,然后搭設最下一步的承力桁架,桁架下弦管的接頭如用接頭扣件連接,架子受荷后接頭處會拔開,故須用幫焊鋼筋連接。搭設時承力桁架上下弦管應中間起拱3cm。承力桁架內的各桿件宜用雙管。3.逐步搭起4層高的整個架體,隨搭隨設置拉結點,并設剪刀撐。4.在比承力托高2層的相同位置安裝工字鋼挑梁,挑梁與混凝土邊梁的連接方法與承力托相同。電動葫蘆掛在挑梁下。將電動葫蘆的吊鉤掛在承力托的花籃提梁上。5.在架體上鋪板,每個層高滿鋪一層,宜用厚約30mm的輕質木板。架體外面滿掛小眼網(wǎng),小眼網(wǎng)應從架體底部兜滿。6.位于電動葫蘆挑梁處2個單元架子搭接處的里排橫桿應使用短管,提升時暫時拆除有妨礙的幾根,待挑梁通過后再重新連接。第4章 提升步驟檢查電動葫蘆是否掛妥,挑梁是否安裝牢固。撤出架體上所有活荷載和施工荷載。短暫開動電動葫蘆,將電動葫蘆與承力托之間的吊鏈拉緊,使其處在初始受力狀態(tài)。松開架體與建筑物的固定拉結點(此時滑動拉結點仍起作用)。5.松開承力托與建筑物相連的螺栓和斜拉桿,觀察架子的穩(wěn)定狀態(tài)(此時架體已經(jīng)懸空,荷載由電動葫蘆系統(tǒng)承受)。6.開動電動葫蘆開始爬升,爬升過程中應隨時觀察架子的同步情況,如發(fā)現(xiàn)不同步應暫時停機進行個別調整。每次爬升一個層高,爬升時間12h。7.爬升到位后,先安裝承力托與混凝土邊梁的緊固螺栓,并將承力托的斜拉桿與上層邊梁固定,然后安裝架體上部與建筑物的各拉結點(此時腳手架處于穩(wěn)定狀態(tài))。待檢查腳手板等符合安全要求后,腳手架即可開始使用,進行上一層的主體施工。8.在新一層主體施工期間,將電動葫蘆及其挑梁摘下,用滑輪或手動葫蘆倒至上一層重新安裝,為一下層爬升做準備。第5章 使用及安全注意事項架子安裝完畢,須經(jīng)安全部門檢查合格后方能使用。2.主體施工時模板的支撐系統(tǒng)不能支在該腳手架上,模板、腳手管等不能存放在該腳手架上,砌外墻時外腳手架上不宜存放機磚、砌塊、砂漿桶等,外檐裝修時可存放部分裝飾材料,但不能超過設計計算時確定的施工荷載。3.進行腳手架設計時,施工荷載可取每平方米投影面積45kN,且應為均布荷載。4.架子外圍和兜底應全部用小眼安全網(wǎng)封嚴,每個層高滿鋪一層板。5.由專人組成爬升架子操作班,負責架子的安裝、爬升、維修和安全監(jiān)護,他人不得改動架子。6.安全員要經(jīng)常檢查承力托、挑梁等處的焊縫是否開焊,檢查承力桁架上、下弦桿上的扣件是否滑扣等,發(fā)現(xiàn)異常情況隨時修整。第6章 計算實例某大廈平面呈方形，每邊邊長35m，每面5個開間,最寬的架體單元取7m,架體高18.2m、l3步。橫、立桿間距取1.4m，雙排架子寬0.8m。第1節(jié) 承力椅架內力計算承力桁架為每個單元架體最下面一步架，承受架體上部傳來的荷載P，承力桁架被承力托簡支(圖2-16-3)。1.荷載P計算：P由腳手架自重、腳手架附設構件重量(腳手板、安全網(wǎng)、護欄)、施工荷載3部分組成。查高層建筑施工手冊(中國建筑工業(yè)出版社出版，以下簡稱手冊)表4-4-4，用插入法算得，由一步一個縱距腳手架自重產(chǎn)生的l個立桿內的軸力為0.388kN。架體為13步，故軸力NGK1=0.388X13=5.044kN。查手冊表4-4-5，用插入法算得由1個立桿縱距的架子附設構件重量產(chǎn)生的軸力(鋪5層板)NGK2=3.33kN。查手冊表4-4-6，用插入法算得由施工荷載(取5kN/m2)產(chǎn)生的軸力NQR=9.8kN。故總軸力N=1.2(5.044+3.33.)+1.49.8=23.769kN。因N是作用在雙排架子上的，故單片桁架1個立桿縱距上的荷載P=N/2=11.885kN。桿件內力計算：由平衡方程求得每單元架體承力托處支反力分別為YA=35.66kN，YB=35.66kN。用結點平衡法計算出：受拉力最大的桿為中間的下弦桿，N1=35.65kN;受壓力最大的桿為中間的上弦抨，N2=35.65kN;斜腹桿中壓力最大的為邊跨腹桿，N3=33.64kN。桿件強度及穩(wěn)定計算：上、下弦桿強度驗算：=N1/An=35650489=72.9N/mm2<f=205;穩(wěn)定驗算取較長的腹桿：N3/A=33640(0.423489)=162N/mm2<f=205。第2節(jié) 承力托斜拉桿及連接螺栓的強度計算承力托與建筑物連接處的螺栓承受剪力，斜拉桿承受拉力(圖2-16-4)。設p為由承力桁架傳來的荷載，N為斜拉桿內力，Yc為螺栓承受的剪力。每個承力托承受一個單元架體的荷載，每個架體單元有6根立桿。故P=6P=11.8856=71.3kN;由平衡方程求得N=126.94kN，Yc=43.88kN選用2根25Q235鋼為斜拉桿，選用2根25的普通螺栓。斜拉桿=N/A=126940(2490.62)=l29.37<2l0N/mm2。螺栓=YC/A=43880(23.1412.52)=44.72<130N/mm2。第3節(jié) 電動葫蘆挑梁與建筑物連接強度計算電動葫蘆掛在挑梁下，位于雙排架子中間，故距建筑物距離為400+500=900mm，設N"為斜拉桿內力，w為1個單元架體的荷載，Y為連接螺栓的剪力(圖2-16-5)。由平衡方程算得:W=2P=271.31=142.62kNN"=145.83kN， Y=0。斜拉桿及螺栓的規(guī)格同承力托:斜拉桿=N"/A=145830(2490.62)=148.62<210N/mm2。第4節(jié) 電動葫蘆起重量的確定由于規(guī)定了在架子爬升時要卸下所有的施工荷載，故電動葫蘆的起重量不必達到W=14.2t，而只取腳手架自重及附設構件兩項荷載。故Nw=1.2(5.044+3.33)=l0.05kN，(1個立桿縱距的荷載)W=10.056=60.3kN以W=6.03t確定電動葫蘆的起重量即可。