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[摘要]腳手架鋼管,建筑施工中最常見的施工材料。廣泛應(yīng)用于建筑作業(yè)中的整個(gè)過程。從基礎(chǔ)、土建、安裝、裝飾都可以發(fā)現(xiàn),我們在這里要討論的是在建筑安裝中的安全施工應(yīng)用。建筑安裝行業(yè)中,腳手架的使用頻率應(yīng)該僅次于土建施工中的應(yīng)用。在高處安裝風(fēng)管、水管、線槽、排線作業(yè)中大量使用腳手架的搭設(shè)。
[關(guān)鍵詞]腳手架;安裝;安全
1用腳手鋼管搭設(shè)的登高特殊移動平臺
在一個(gè)建筑工程中,如果把各個(gè)施工拆分開來作業(yè),那建筑施工現(xiàn)場幾乎都是滿堂、滿鋪腳手架。但現(xiàn)代的建筑施工往往都是交叉施工,一般一個(gè)建筑施工單位還未退場,另外一個(gè)建筑單位又要進(jìn)場施工了。而滿堂腳手架會在兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行的作業(yè)中阻礙一方施工;再者一些有特點(diǎn)的建筑中應(yīng)用滿堂腳手架即浪費(fèi)材料,又達(dá)不到很好的施工效果。所以,由腳手架衍生出一個(gè)特例,鋼管腳手架搭設(shè)的移動平臺。在我從事的浦東機(jī)場西貨運(yùn)區(qū)工程中就應(yīng)用了一個(gè)特殊的移動平臺。在浦東機(jī)場西貨運(yùn)區(qū)工程中,我發(fā)現(xiàn)機(jī)電安裝過程中的登高作業(yè)總工作量相當(dāng)大,使用普通的門式腳手架做登高設(shè)施無法滿足施工作業(yè)面積及穩(wěn)定性,市場上出售和租賃的門式腳手架操作面積小,搭設(shè)到兩層以上后由于支撐面積小而容易發(fā)生倒塌造成墜落事故,而根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際施工狀況,像這種門式腳手架需要搭設(shè)3層到4層,更加容易發(fā)生倒塌事故。因此我針對此問題向項(xiàng)目經(jīng)理建議使用更加可靠的登高設(shè)施,并且得到了項(xiàng)目經(jīng)理的支持,立即根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況繪制出移動登高作業(yè)平臺的基本構(gòu)造示意圖,向?qū)I(yè)制作單位購買了40套標(biāo)準(zhǔn)化的移動登高平臺,配備了輔助斜支撐系統(tǒng),確保了登高平臺的穩(wěn)定性。并且作業(yè)平臺四周設(shè)有可靠的防護(hù)欄桿,作業(yè)平臺底板可根據(jù)情況調(diào)節(jié)高度,滿足不同層高的作業(yè)要求,并且配備了專用的上下爬梯,爬梯超過2米以上部位采用了防護(hù)圈,增加了安全系數(shù),提升了登高設(shè)施的安全性。在作業(yè)施工前就把可能存在的危險(xiǎn)源及安全隱患分門別類的做分析。
1.1施工設(shè)計(jì)
根據(jù)工程的實(shí)際情況及施工人員登高作業(yè)所使用的移動平臺再加工具設(shè)計(jì)載荷150kg/m2能符合要求,具體設(shè)計(jì)圖樣如下:
1.2設(shè)計(jì)
根據(jù)JGJ130-2011國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范中規(guī)定的尺寸要求,并且符合國家規(guī)范表所規(guī)定要求,這里不再另做計(jì)算。本平臺只計(jì)算平臺自重及輪子載荷。(1)鋼管立柱0.0384kN/m×90m=3.42kN(2)鋼管橫楞、牽杠、扶手0.0384kN/m×108m=4.1kN(3)鋼管剪刀撐0.0384kN/m×101m=3.9kN(4)扣件0.0132kN/個(gè)×86只=1.1kN(5)迴轉(zhuǎn)扣件0.0146kN/個(gè)×59只=0.8kN(6)爬梯及鋼笆0.2kN(7)底座14#槽鋼0.0145kN/m×20m=0.29kN架體重量13.81kN施工載荷1kN/m2×4m2=4kN架體重量及施工載荷總重量17.81kN移動平臺滑輪(“8”鐵芯聚胺脂腳輪)4只,每只載重量為5kN×4只=20kN因滑輪載重量20kN大于架體總重量17.81kN,所以安全。這樣的施工設(shè)計(jì)使用通過專家認(rèn)證評審,具有實(shí)際使用效果。有以下幾點(diǎn)好處:①機(jī)動性強(qiáng),靈活應(yīng)用于各個(gè)施工地點(diǎn)。②收口設(shè)計(jì)保全了移動平臺的穩(wěn)定性,傾覆可能性小。③本身使用的鋼管重量也保證了整體的穩(wěn)定性。④避免了施工作業(yè)的交叉施工。還有幾個(gè)需要注意點(diǎn):(1)移動平臺在底部搭設(shè)時(shí)必須要求平整牢固,立桿必須垂直、間距符合規(guī)定要求,橫桿、縱橫必須平衡。斜撐搭設(shè)必須符合規(guī)定要求,特別是角度和間隔距離的設(shè)置符合規(guī)定。架體橫平豎直整體穩(wěn)定牢固。(2)用焊接來解決架體連接的問題,焊縫要飽滿牢固,完全符合連接部位的連接要求規(guī)定。(3)在操作層面四周設(shè)置安全防護(hù)欄桿,操作層面鋪設(shè)阻燃材料不留空隙,做到密實(shí)、可靠、安全。登高扶梯齊全,架體一側(cè)設(shè)置踏步至操作層,踏步間距約為280mm~300mm一檔。(4)何人未征得專業(yè)搭設(shè)人員的同意,不得擅自拆、卸該移動平臺所有零、配件。(5)特殊移動登高平臺在使用過程中必須保持支撐腳平穩(wěn),嚴(yán)禁在高低不平或斜坡上使用,如確要使用必須做好相應(yīng)的措施且措施須得到有關(guān)人員批準(zhǔn)。(6)該移動平臺允許載荷100㎏/㎡,只允許2人同時(shí)操作,移動時(shí)嚴(yán)禁單邊受力,造成傾斜,使用時(shí)四腳應(yīng)將支撐斜腳撐牢。(7)特殊登高平臺在移動過程中必須將人員及物品移至地面人員必須站在移動的受力方一側(cè),架體定位后,要求把可剎輪剎牢,方可操作。(8)嚴(yán)禁在平臺上放置電焊機(jī)、氧乙炔瓶等重型工具。(9)平臺層操作人員必須佩戴好三點(diǎn)式安全帶,保險(xiǎn)鉤必須掛在安全牢靠的地方。禁止將保險(xiǎn)鉤扣在移動平臺欄桿或其它部件上。如果遇到地坪不平整,一定要調(diào)節(jié)好平衡,剎車剎死,防止溜動移動。露天操作時(shí),注意防滑。(10)禁止在平臺上打鬧、嬉笑,且平臺下方必須有人看護(hù)。(11)在平臺上操作時(shí),除要遵守以上規(guī)定外,還必須嚴(yán)格遵守其他有關(guān)登高設(shè)施工作的一切安全規(guī)定。
2安裝設(shè)施的安全防護(hù)腳手架
2.1設(shè)計(jì)計(jì)算鋼腳手管搭設(shè)的特殊登高移動平臺的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)參照(JGJ130)規(guī)范技術(shù)要求。計(jì)算鋼管搭設(shè)的特殊移動平臺高度為5米,立桿采用∮48×3.5單獨(dú)立管。搭設(shè)尺寸為:立桿的相互間橫向、縱向距,步距均為1.8米。采用∮48×3.5的標(biāo)準(zhǔn)腳手鋼管。連接件采用2米鋼管連接,搭設(shè)成連體形架,再用3m的鋼管斜撐到操作平臺4m小橫中間,作為頂撐保護(hù)設(shè)備作用。施工均布載荷2.7kN/㎡,腳手鋼笆鋪滿。2.1.1橫桿的計(jì)算用規(guī)范內(nèi)簡支梁標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算特殊移動平臺橫桿的強(qiáng)度和撓度,大橫桿在小橫桿的下方。小橫桿上操作面的腳手板動載荷都按作用力平均分布來來計(jì)算小橫桿的最大變形及彎矩大小。(1)均布載荷值計(jì)算小橫桿的自重取值為:P1=0.038kN/m(標(biāo)準(zhǔn)值)腳手板的載荷取值為:P2=0.350×1.200/3=0.14okN/m(標(biāo)準(zhǔn)值)活載荷取值為:Q=2.000×1.200/3=0.800kN/m(標(biāo)準(zhǔn)值)載荷的計(jì)算值:q=1.2×0.038+1.2×0.140+1.4×0.800=1.334kN/m(2)強(qiáng)度計(jì)算彎曲矩最大處也用均勻分布載荷作為用下的彎曲矩計(jì)算公式如下:Mg²max=ql²/8M=1.334×1.0502/8=0.184kN•mσ=0.184×106/4491.0=40.938N/mm²根據(jù)計(jì)算:小橫桿所受力強(qiáng)度小于(205.0N/mm²)標(biāo)準(zhǔn)值要求,滿足要求!2.1.2撓度計(jì)算用橫桿分布均勻作用力下的最大撓度計(jì)算公式如下:Vg²max=5ql4/384EI平均作用力取標(biāo)準(zhǔn)值q=1.956(0.038+0.140+0.800+0.978kN/m)均勻分布作用力下的小橫桿撓度最大值計(jì)算:V=5.0×0.978×1050.04/(384×2.06×105×107780.0)=0.697mm小橫桿的最大撓度滿足要求!
2.2大橫桿的計(jì)算以三跨連續(xù)梁且大橫桿在小橫桿的下方來計(jì)算大橫桿強(qiáng)度和撓度。用小橫桿的最大反作用力在大橫桿上的最大變形度來進(jìn)行計(jì)算。2.2.1載荷值計(jì)算小橫桿的自重取值為:P1=0.038×1.050=0.040kN(標(biāo)準(zhǔn)值)腳手板的載荷取值為:P2=0.350×1.050×1.200/3=0.147kN(標(biāo)準(zhǔn)值)活載荷取值為:Q=2.000×1.050×1.200/3=0.840kN(標(biāo)準(zhǔn)值)經(jīng)計(jì)算得載荷值為:P=(1.2×0.040+1.2×0.147+1.4×0.840)/2=0.700kN2.2.2強(qiáng)度計(jì)算最大彎矩計(jì)算;本特殊移動平臺設(shè)定為大橫桿自重均勻分布載荷及最不利因素下彎矩載荷最大彎矩計(jì)算值所用公式如下:Mmax=0.08ql²載荷集中情況下最大彎矩計(jì)算公式如下:Mpmax=0.267PlM=0.08×(1.2×0.038)×1.2002+0.267×0.700×1.200=0.230kN•mσ=0.230×106/4491.1=51.150N/mm²大橫桿強(qiáng)度滿足要求其值小于標(biāo)準(zhǔn)值(標(biāo)準(zhǔn)值:205.0N/mm²)2.2.3撓度計(jì)算計(jì)算最大撓度;設(shè)定大橫桿自重均勻分布載荷及最不利分配的撓度作用力下最大撓度計(jì)算公式如下:Vmax=0.677ql4/100EI集中作用力下?lián)隙茸畲笾涤?jì)算公式如下:Vpmax=1.883×Pl³/100EI計(jì)算大橫桿最大撓度如下:V1=0.677×0.038×1200.004/(100×2.060×105×107780.000)=0.02mm集中載荷取值為:P=1.027kN(標(biāo)準(zhǔn)值)集中載荷標(biāo)準(zhǔn)值最不利因素引起的最大撓度V2=1.883×1027.320×1200.003/(100×2.060×105×107780.000)=1.51mm最大撓度和V=V1+V2=1.530mm大橫桿撓度滿足要求其值小于標(biāo)準(zhǔn)值(標(biāo)準(zhǔn)值:1200.0/150與10mm)
2.3扣件抗滑力的計(jì)算縱橫向水平鋼管與垂直鋼管連接時(shí),扣件在動載荷下抗滑力按照規(guī)范要求進(jìn)行計(jì)算:R≤Rc鋼扣件抗滑標(biāo)準(zhǔn)承載力取8.0kN—Rc;R—水平桿對立桿垂直方向的力設(shè)計(jì)值;2.3.1載荷值計(jì)算橫桿的自重取值:P1=0.040kN(標(biāo)準(zhǔn)值)腳手板自重取值:P2=0.22.kN(標(biāo)準(zhǔn)值)活載荷取值:Q=1.260kN(標(biāo)準(zhǔn)值)載荷的計(jì)算值:R=1.2×P1+1.2×P2+1.4×Q=2.077kN扣件單個(gè)承載抗滑力小于標(biāo)準(zhǔn)值滿足使用要求!
2.4腳手架載荷標(biāo)準(zhǔn)值用標(biāo)準(zhǔn)腳手鋼管搭設(shè)的特殊登高平臺的載荷包括靜載荷、活載荷由于是室內(nèi)不要考慮風(fēng)載荷。靜載荷包括以下一些標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)容:(1)每米單位立桿所承受自身重量標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m);本設(shè)計(jì)確立為0.1161NG1=0.116×20.000=2.322kN(2)踏腳板自身重量標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m);本工程采用鋼笆,取值為0.35(標(biāo)準(zhǔn)值)NG2=0.350×4×1.200×(1.050+0.150)/2=1.008kN(3)防護(hù)圍欄與擋腳板自重取值0.14(kN/m)(標(biāo)準(zhǔn)值)NG3=0.140×1.200×4/2=0.336kN(4)安全網(wǎng)(kN/m²)安全保護(hù)措施載荷;0.005NG4=0.005×1.200×20.000=0.120kN靜載荷計(jì)算得值:NG=2.322+1.008+0.336+0.120=3.786kN。活載荷為施工過程中人與物搬運(yùn)中產(chǎn)生的載荷,按1.8米縱距內(nèi)施工載荷總和的一半取值。
2.5立桿的穩(wěn)定性計(jì)算立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式σ=N/∮A≤[f]立桿軸中心設(shè)計(jì)壓力值為:N,(取8.07kN為標(biāo)準(zhǔn)值)∮—軸中心受壓時(shí)立桿的穩(wěn)定系數(shù)經(jīng)查表得到0.19值σ—腳手鋼管立桿受壓強(qiáng)度經(jīng)計(jì)算得到σ=100.45[f]—腳手鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,[f]=205.00N/mm²;本工程為室內(nèi)工程建設(shè),因此不考慮風(fēng)載荷,立桿穩(wěn)定性滿足施工要求!
2.6搭設(shè)后承載實(shí)驗(yàn)選用現(xiàn)場沙包,0.4KN*120包=4.8kN大于基本承載1.2倍。側(cè)向拉力測試都符合要求。
3結(jié)語
以上是移動式鋼管腳手架在本人參與施工安全管理的項(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用。事實(shí)證明,其靈活性及相對的安全穩(wěn)定性能夠廣泛適用于局部登高施工作業(yè)的需求,從而有廣泛的推廣性,從而更好的服務(wù)于施工,保證施工順利,作業(yè)安全。
作者:張德榮 單位:上海市安裝工程集團(tuán)有限公司