脚手架工程技术、安全管理和设计计算

5 脚手架工程和垂直运输设施5-1 脚手架工程技术、安全管理和设计计算5-1-1 脚手架工程技术和安全管理5-1-1-1 脚手架的分类“脚手架”的原意是为施工作业需要所搭设的架子。随着脚手架品种和多功能用途的发展，现在已扩展为使用脚手架材料（杆件、构件和配件）所搭设的、用于施工要求的各种临设性构架。其类别有以下几种划分方式：1按用途划分（1）操作（作业）脚手架。又分为结构作业脚手架（俗称“砌筑脚手架”）和装修作业脚手架。可分别简称为“结构脚手架”和“装修脚手架”，其架面施工荷载标准值分别规定为3kN/m2和2kN/m2；（2）防护用脚手架。架面施工（搭设）荷载标准值可按1kN/m2计；（3）承重、支撑用脚手架。架面荷载按实际使用值计。2按构架方式划分（1）杆件组合式脚手架。俗称“多立杆式脚手架”，简称“杆组式脚手架”；（2）框架组合式脚手架（简称“框组式脚手架”），即由简单的平面框架（如门架、梯架、“口”字架、“日”字架和“目”字架等）与连接、撑拉杆件组合而成的脚手架，如门式钢管脚手架、梯式钢管脚手架和其他各种框式构件组装的鹰架等。（3）格构件组合式脚手架，即由桁架梁和格构柱组合而成的脚手架，如桥式脚手架又有提升（降）式和沿齿条爬升（降）式两种。（4）台架 具有一定高度和操作平面的平台架，多为定型产品，其本身具有稳定的空间结构。可单独使用或立拼增高与水平连接扩大，并常带有移动装置。3按脚手架的设置形式划分（1）单排脚手架 只有一排立杆的脚手架，其横向平杆的另一端搁置在墙体结构上。（2）双排脚手架 具有两排立杆的脚手架。（3）多排脚手架 具有3排以上立杆的脚手架。（4）满堂脚手架 按施工作业范围满设的、两个方向各有3排以上立杆的脚手架。（5）满高脚手架 按墙体或施工作业最大高度、由地面起满高度设置的脚手架。（6）交圈（周边）脚手架 沿建筑物或作业范围周边设置并相互交圈连接的脚手架。（7）特形脚手架 具有特殊平面和空间造型的脚手架，如用于烟囱、水塔、冷却塔以及其他平面为圆形、环形、“外方内圆”形、多边形和上扩、上缩等特殊形式的建筑施工脚手架。4按脚手架的支固方式划分（1）落地式脚手架 搭设（支座）在地面、楼面、屋面或其他平台结构之上的脚手架。（2）悬挑脚手架（简称“挑脚手架”） 采用悬挑方式支固的脚手架，其挑支方式又有以下3种（图5-1）：图5-1 挑脚手架的挑支方式（a）悬挑梁；（b）悬挑三角桁架；（c）杆件支挑结构1）架设于专用悬挑梁上；2）架设于专用悬挑三角桁架上；3）架设于由撑拉杆件组合的支挑结构上。其支挑结构有斜撑式、斜拉式、拉撑式和顶固式等多种。（3）附墙悬挂脚手架（简称“挂脚手架”），在上部或（和）中部挂设于墙体挑挂件上的定型脚手架。（4）悬吊脚手架（简称“吊脚手架”）悬吊于悬挑梁或工程结构之下的脚手架。当采用篮式作业架时，称为“吊篮”。（5）附着升降脚手架（简称“爬架”）附着于工程结构、依靠自身提升设备实现升降的悬空脚手架（其中实现整体提升者，也称为“整体提升脚手架”）。（6）水平移动脚手架 带行走装置的脚手架（段）或操作平台架。5按脚手架平、立杆的连接方式划分（1）承插式脚手架 在平杆与立杆之间采用承插连接的脚手架。常见的承插连接方式有插片和楔槽、插片和楔盘、插片和碗扣、套管与插头以及U形托挂等（图5-2）。图5-2 承插连接构造的形式（2）扣接式脚手架 使用扣件箍紧连接的脚手架，即靠拧紧扣件螺栓所产生的摩擦作用构架和承载的脚手架。（3）销栓式脚手架 采用对穿螺栓或销杆连接的脚手架，此种型式已很少使用。此外，还按脚手架的材料划分为竹脚手架、木脚手架、钢管或金属脚手架；按使用对象或场合划分为高层建筑脚手架、烟囱脚手架、水塔脚手架、凉水塔脚手架以及外脚手架、里脚手架。还有定型与非定型、多功能与单功能之分，但均非严格的界限。5-1-1-2 脚手架工程的常用术语1脚手架名称除前面分类中已列名称外，尚有以下称谓：（1）安装脚手架 用于结构和设备安装的脚手架；（2）受料架（台） 用于存放材料的脚手架（台架）；（3）转运栈桥架 用于转运材料的栈桥型脚手架；（4）模板支撑架 用脚手架材料搭设的模板支架；（5）安装支撑架 用于安装作业的支撑架；（6）临时支撑架 用于临时支撑和加固用途的支架；（7）拦（围）护架 用于安全拦（围）护的脚手架；（8）插口架 穿过墙体洞口（包括框架结构未砌墙体时）设置挑支和撑拉构造的挑脚手架或挂脚手架；（9）桥式脚手架 由附着于墙体的支撑柱和桁架梁式作业台组成的脚手架；（10）敞开式脚手架 仅在作业层设栏杆和挡脚板，以及立面挂大孔安全网，无其他封闭围护遮挡（挡风）的脚手架；（11）局部封闭脚手架 安全围护、遮挡面积小于30的脚手架；（12）半封闭脚手架 安全围护、遮挡面积占3070的脚手架；（13）全封闭脚手架 采用挡风材料、沿脚手架四周外侧全长和全高封闭的脚手架；（14）试验脚手架 按1：1比例搭设的、只用于试验目的的脚手架。2杆配件（1）立杆脚手架中垂直于水平面的竖向杆件；（2）外立杆双排脚手架中不贴近墙体一侧的立杆；（3）内立杆双排脚手架中贴近墙体一侧的立杆；（4）平杆（水平杆或横杆）脚手架中的水平杆件；（5）纵向平杆沿脚手架纵向设置的平杆；（6）横向平杆沿脚手架横向设置的平杆；（7）斜杆与脚手架立杆或平杆斜交的杆件；（8）斜拉杆承受拉力作用的斜杆；（9）剪刀撑成对设置的交叉斜杆（泛指沿竖向设置者）；（10）水平剪刀撑沿水平方向设置的剪刀撑；（11）扫地杆贴近地面、连接立杆根部的平杆；（12）纵向扫地杆沿脚手架纵向设置的扫地杆；（13）横向扫地杆沿脚手架横向设置的扫地杆；（14）封口杆连接首步门架两侧立柱的横向扫地杆；（15）连墙件连接脚手架和墙体结构的构件；（16）扣件采用螺栓紧固的扣接件；（17）直角扣件用于垂直交叉杆件连接的扣件；（18）旋转扣件用于平行或斜交杆件连接的扣件；（19）对接扣件用于杆件对接连接的扣件；（20）底座设于立杆底部的垫座；（21）固定底座不能调节支垫高度的底座；（22）可调底座能够调节支垫高度的底座；（23）垫板设于底座之下的支垫板；（24）垫木设于底座之下的支垫方木；（25）脚手板用于构造作业层架面的板材；（26）挂扣式定型钢脚手板两端设有挂扣支搭构造的定型钢脚手板；（27）门架门式钢管脚手架的门形构件；（28）同列门架平面中线重合、前后平行的一列门架；（29）同排门架平面水平投影线重合、左右相邻的一排门架；（30）门架立柱门架两侧的主立杆；（31）交叉支撑连接相邻门架的竖向定型剪刀撑；（32）水平架（平行架）水平挂扣于相邻门架横梁之间的框式构件；（33）托座插于立杆或门架立柱顶部的、用于支承模板的撑托件；（34）固定托座不能调整支托高度的托座；（35）可调托座能够调节支托高度的托座；（36）平托撑用于水平支顶的托撑；（37）脚轮装于脚手架底部的行走轮。3几何参数（1）步距上下平杆之间的距离或门架的设置高度；（2）立杆间距相邻立杆之间的轴线距离；（3）立杆纵距脚手架立杆的纵向间距；（4）立杆横距脚手架立杆的横向间距（单排脚手架为立杆轴线至墙面的距离）；（5）门架间距同排相邻门架毗邻立柱之间的轴线距离；（6）门架架距同列相邻门架同侧立柱之间的轴线距离；（7）脚手架高度自立杆底座下皮至架顶平杆上皮的垂直距离；（8）脚手架长度脚手架纵向两端立杆外皮之间的水平距离；（9）脚手架宽度脚手架横向两端立杆外皮之间的水平距离；（10）连墙点竖距上下相邻连墙点之间的垂直距离；（11）连墙点横距左右相邻连墙点之间的水平距离。4其他（1）基本构架结构脚手架承受竖向荷载作用的构架结构部分（不包括脚手板）；（2）作业层上人作业的脚手架铺板层；（3）立网竖向设置的安全网；（4）平网水平设置的安全网；（5）首层网在底层设置的平网；（6）随层网紧靠施工作业层设置的平网；（7）层间网沿高度按规定竖向间距设置的平网；（g）节点脚手架杆件的交汇点；（9）主节点立杆、纵向平杆和横向平杆的三杆交汇点；（10）恒荷载脚手架构架、脚手板、防护设施等的自重；（11）施工荷载作业层架面上人员、器具和材料的重量。注：以上术语的说明，仅为正确理解术语之用。5-1-1-3 脚手架工程的技术要求1，脚手架产品或材料的技术要求（1）杆配件、连接件材料和加工的质量要求；（2）构架方式和节点构造；（3）杆配件、连接件的工作性能和承载能力；（4）搭设、拆除的程序，操作要求和安全要求；（5）检查验收标准和使用中的维护要求；（6）应用范围和对不同应用要求的适应能力；（7）运输、储存和保养要求。2脚手架工程的技术要求（1）满足使用要求的构架设计；（2）特殊部位的技术处理和安全保证措施（加强构造、拉结措施等）；（3）整架、局部构架、杆配件和节点承载能力的验算；（4）连墙件和其他支撑、约束措施的设置及其验算；（5）安全防、围护措施的设置要求及其保证措施；（6）地基、基础和其他支承物的设计与验算；（7）荷载、天然因素等自然条件变化时的安全保障措施。3脚手架构架的组成部分和基本要求不同的脚手架系列均有其自身的构架特点、使用性能和应用方面的限制；不同的建筑工程对脚手架的设置要求也有其共同性和差异性。因此，在解决施工脚手架的设置问题时，必须从满足施工需要和确保安全的要求出发，综合考虑各种条件和因素，解决实际存在的各种问题。脚手架的构架由构架基本结构、整体稳定和抗侧力杆件、连墙件和卸载装置、作业层设施、其他安全防护设施等五部分组成。其基本要求分别叙述如下：（1）构架基本结构脚手架构架的基本结构为直接承受和传递脚手架垂直荷载作用的构架部分。在多数情况下，构架基本结构由基本结构单元组合而成。1）基本结构单元的类型基本结构单元为构成脚手架基本结构的最小组成部分，由可以承受或传递荷载作用的杆件组成，包括毗邻基本结构单元的共用杆件。基本结构单元大致有8种类型，见表5-1。脚手架基本结构单元 表5-1注：1单向组合：沿一个方向扩展；双向组合：沿高度和宽度（或长度）两个方向扩展；三向组合：沿高度、宽度和长度三个方向扩展。2整体作用：与毗邻单元杆件共用，形成整体承受荷载作用；并列作用：以直立式片式构架承受垂直荷载作用，其间连系杆则主要起连系、约束和分配荷载作用。2）基本结构单元的构造和承载特点全部为刚性杆件，没有柔性杆件，且杆件的长细比不能过大，以使其受稳定性和变形控制的承载性能得到保证。主要承受和传递垂直（竖向）荷载作用。节点一般都具有一定的抗弯能力，即节点为刚性或半刚性，但在计算时则按最不利的情况考虑。3）基本结构单元组合的特点和要求组合形式：单向组合基本结构单元沿一个方向组合，构成“单条式”架、组合柱或塔架。双向组合基本结构单元沿两个方向组合、构成“板（片）式”架，例如单排和双排脚手架。三向组合基本结构单元沿三个方向组合，构成“块式”架，例如满堂脚手架。组合的承载特点：整体作用组合基本结构单元组成一个整体结构，毗连基本结构单元的杆件共用，没有不是基本结构单元杆件的连系杆