工业园改造提升项目脚手架施工技术分析与研究

工业园改造提升项目脚手架施工技术分析与研究

宁建鹏

中铁一局集团第一建设有限公司  广东广州  510000

摘要：本文针对脚手架施工问题进行研究，以工业园改造提升项目为例，介绍项目建设内容和脚手架施工思路，重点阐述脚手架施工工艺的应用措施，包括施工准备、架体构建、提升、拆除和稳定性验算等方面，并提出安全施工策略。通过脚手架施工在工业园项目中的实际应用，总结提炼架体搭设、提升、拆除等工艺要点，以及屈服应力、龙骨板稳定性等指标的验算方法，使架体结构稳固牢靠，为相似工程施工提供参考价值。

关键词：工业园改造；脚手架施工；施工技术

引言

脚手架作为工程施工不可缺少的工具，对建筑施工效率和安全具有较大影响。常用脚手架包括落地扣件式、碗扣式、附着升降脚手架等等，其中扣件式钢管脚手架其具有加工简便、通用性强、搬运方便等特点，现已在民用建筑中广泛应用。在实际施工中，技术人员应根据实际情况制定合适的搭设方案，并通过必要的安全性验算，以确保架体科学合理、安全高效的投入使用。

1工程概况

以杏头工业园改造提升项目为例，位于广东省佛山市，主要内容是建设一区1栋、2栋建筑，总建筑面积为46111.02m2，其中1栋建筑物最大搭设高度为53m，外架采用落地式双排扣件钢管脚手架，设置3道14#钢丝绳卸荷，在第5层、第8层和第11层预埋吊环。在脚手架搭建和拆除的各个施工阶段，注意施工安全管理，并开展脚手架的安全稳定性验算，切实保障脚手架的施工质量，进而提高整体工业园改造效果。

2脚手架施工技术的应用措施

2.1施工准备

根据专项施工方案要求，向架子班组和使用者进行安全技术交底。脚手架搭设前，对所需设备、部件等进行质量验收，包括脚手片、钢管、扣件等，对于质量不合格的材料一律退回厂家，禁止入场；立杆底部放置150×150×8mm的钢垫板，预防构配件出现磕碰受损等情况[1]。在架体施工技术准备中，先确定立杆位置，依次放置横向、纵向扫地杆，将第一步横向水平杆和立杆固定在一起，安装纵向水平杆，将其与第二步横向水平杆固定后，再安装第二步的纵向水平杆，并设置临时斜撑杆，与第二步的横向水平杆固定，依次安装第三步、第四步的横向和纵向水平杆，安装建筑物连墙件，设置剪刀撑，最后铺设脚手板，将挡脚板牢牢绑扎起来，悬挂安全网。在卸荷钢丝绳安装中，相应楼层边框架预埋圆钢吊环，待混凝土强度符合规定后，安装钢丝绳，将绳体穿越圆钢吊环，利用三个钢丝绳卡紧，绕过下一层脚手架的主节点，用葫芦吊拉紧，最后用三个绳卡将绳子固定牢靠[2]。

2.2脚手架体系安装

（1）立杆。该工程所用脚手架为双排扣式，立杆和纵向水平杆均用直角扣件相连，接头采用对接扣件，交错布置，两个相邻接头禁止在相同跨中，高度差至少500mm，各接头和主接点相距至少为步距的1/3；立杆要求垂直安装，允许偏差控制在高度的1/200以内；立杆底部设置钢垫板，尺寸为150×150×8mm；在每个立杆和纵向水平杆相连的位置，都要安装一根小横杆，利用直角扣件固定在立杆上。该杆轴线与主节点的距离控制在150mm以内，考虑到脚手板构建需求，在立杆位置，要求上下横杆应错综安装，在两个纵向水平杆的中间安装4根小横杆，相关尺寸允许偏差如表1所示。

表 1 脚手架搭设尺寸允许偏差

（2）横、纵扫地杆。纵向干利用直角扣件与底座下方的立杆相连，横向杆紧靠纵向扫地杆，同样用直角扣件固定到立杆上。如若立杆基础高度不同，要求将高处纵向杆朝着低处固定，高低差应控制在1m左右，临近边坡上方的立杆轴线与边缘相距至少500mm；

（3）脚手板。选用定型钢栅网，将钢管铺设在脚手板的下层，周围用镀锌铁丝固定，使其与钢管形成一个整体。在脚手板施工期间，应根据实际需求选择相应的铺设方式，通常包括平铺、满铺等，与纵向水平杆的安装方向呈90度角，衔接位置要求平铺，临近墙体一侧与墙体的距离控制在150mm以内，预防空挡情况产生[3]；

（4）剪刀撑。对外立面长度和高度连续设置剪刀撑，每个跨越立柱的数量为5—7根，每道剪刀撑都应超过4跨，且长度至少6m，斜杆和地面间的夹角应保持在45—60°范围，倾角和跨越立杆的匹配关系如表2所示。斜杆连接位置采用搭接方式，用旋转扣件固定，边缘位置和杆端相距超过100mm，垂直距离应超过500mm，且搭接点位禁止在相同跨内。

表 2 剪刀撑跨越立杆数量

（5）连墙件。连墙件利用刚性连接，水平间距2—3跨，垂直间距为楼层高度，将连墙件设置在最顶部，与建筑物之间用直角扣件，如若楼层高度超过4.5m，可在结构外框架柱中间安装一组箍柱形式的拉杆，将其与框架柱相连。在连墙件施工期间，要求尽量靠近主节点，距离不超过300mm，由底层第一步纵向水平杆进行安装

[4]。

2.3脚手架平台的拆除

（1）将脚手架拆除之前，应提前做好相关准备工作，首先是全面检查架体连接件、连墙件是否满足构造要求，以检查结果为依据。优化拆除顺序，经过主管批准后才可开展；

（2）将架体拆除涉及的施工区用安全网围护，设置安全警示牌，由专人负责现场管理，禁止与拆除工作无关的人进入，以免引发安全事故；

（3）该工程采用分段拆除法，要求高差控制在2步以内，如若超过这一数值，则要增设连墙件达到加固效果。架体自上而下拆卸，禁止多个点位同时作业；全部连墙体都要逐层拆除，禁止连墙件整层拆卸后，再拆除脚手架。连墙件的轴相力计算公式如下：

Nl＝Nlw＋No

式中，Nl代表的是连墙件轴向力；Nlw代表的是受风荷载影响，产生的轴向力设计值；No代表的是架体外侧变形产生的轴向力。通过上述轴向力计算，可使连墙件与墙体间的连接更加牢靠，经过后续验算，确定该项指标与施工标准相符，能够使脚手架安装施工更加稳固[5]。

（4）架体拆卸期间，所有场内人员都禁止穿着拖鞋、赤脚作业，禁止饮酒后作业，并穿戴全套的安全装置，佩戴安全带，高挂低用。拆除立杆时，先要暂时固定立杆，拆开最后两个口，将大横杆、剪刀撑等拆掉后，由人员托着中间，最后将端头扣拆除；

（5）从架体上拆卸的材料应放入工具袋，不可直接高空抛掷，如若拆卸下的材料堆放在平桥上，应严格控制总负荷量，不可超过2kN/m2。拆除的钢管应定期涂抹防锈漆，弯管处校正平整，扣件涂抹润滑油，便于后续二次利用[6]。

3脚手架体系的验算与分析

3.1屈服应力计算

明确架体构成部件后，需要对屈服应力调整，确保满足压力值需求。搭设的脚手架需要设置好横间距和跨度，确定钢筋外径，允许偏差为+0.2mm和-0.1mm。搭设结构堆载不超过2kN/m2。根据架体布置间距，0—1.5m，对单元截面面积计算。计算出荷载情况。选择荷载系数1.2，对架体稳定性计算验证。确定机制立杆计算长度、轴心受压稳定系数，确保横杆满足组合荷载要求。对脚手架模型进行加载试验，设置最大荷载为135kN，检测水平杆应力梯度，根据水平杆应力梯度图，看出水平杆上应力分布呈现阶梯状态。应力随着荷载增加波动，框架无变形现象，应力曲线图数值模拟获得的荷载应力曲线图，能够观察到曲线吻合较好，验证了脚手架搭建结构合理，荷载、承载力符合要求[7]。

图2 水平杆应力梯度趋势图

3.2龙骨板稳定性计算

该工程爬架系统所用竖龙骨为矩形管，规格为80×40×2.5mm，在不同工作状况下，为保证架体结构安全，应对竖龙骨稳定性进行计算。

（1）不组合风荷载作用

架体各个机位的轴心压力值计算公式为：

N＝1.2P静＋1.4P活＝65152.2N

各机位都由6根竖龙骨支撑，两个接头相连，风荷载计算公式为：

可知，验算结果满足要求。

（2）组合风载作用

爬架设计为横距2m，步距3.5m，中间每间隔2m设置横撑，在此模式下，以0.5kN/m2计算活荷载，因架体施工禁止在大风等极端天气下开展，根据升降状态，计算活荷载标准值即可，公式如下。

单根立杆的轴心压力值计算公式为：

可知，验算结果满足要求。

3.3施工安全要点

脚手架涉及到高空作业，要求参建人员佩戴安全装备，禁止穿着皮鞋或塑料底鞋，正式搭设和拆除施工前，均要开展技术交底、安全交底，如若需要改变作业方式，需要争取原本审批部门的统一，否则任何人无权更改技术方案，以免随意施工增加安全隐患。全体参建者均持证上岗，无心脏病、高血压等不适宜高空作业群体；施工期间在搭设阶段，各类配件都要经过严格的质检后才可投入使用，对于没有经过验收的部分，除架子工之外，禁止其他人员靠近和攀登；经过验收合格的架体，禁止随意更改、拆卸等，如若必须要拆卸局部，应向技术负责人申请，经过审批后由专业的架子工操作。在使用阶段，操作层的施工荷载应满足设计要求，禁止存在超载情况，不可随意悬挂其中设备，如若架体使用时遇到大风、强降雨等极端天气，要求暂停作业，雨后作业时设置防滑措施，并全面检查脚手架是否牢固稳定，为作业者安全保驾护航[8]。

结束语：综上所述，在脚手架施工过程中，工人应明确工业园改造提升的目标，充分理解设计图纸意图，并在架体搭设前做好相应的准备工作，确保所用配件、工组质量满足国家要求，还应牢牢把握立杆、横杆、剪刀撑等关键工具的技术要点，从架体搭设准备、提升和拆卸等阶段进行安全管理，准确计算屈服应力、龙骨板稳定性等参数，确保满足施工安全规范，减少不必要的人工安全隐患，使整体工程能够顺利高效完成，切实达到预期工业园区升级改造目标。

参考文献：

[1]王春瑞,段雷,李昱晓,等.城市副中心剧院项目安全防护与施工操作脚手架研究分析[J].建筑技术,2022(008):053.

[2]王大广,刘加鲁,王胜超.承插式轮扣脚手架高支模施工技术及效益分析[J].建筑经济,2022,43(S01):1036-1039.

[3]黄必成,郑少星,李宏伟,等.全钢附着式升降脚手架的深化设计与施工技术[J].建筑技术,2023,54(16):2024-2027.

[4]翟英帅,刘龙龙,彭伟豪,等.异型变截面结构液压爬升脚手架施工技术[J].建筑技术,2022,53(1):67-69.

[5]王增辉,杨国荣,王森,等.螺栓连接型钢悬挑脚手架施工技术应用[J].建筑技术,2022,53(12):1624-1627.

[6]候丹涛,曾凡奎,郭君.附着式升降脚手架现场试验研究与有限元分析[J].土木工程与管理学报,2022,39(5):145-151.

[7]Humphry. Construction technology of triangular composite steel cantilever scaffold [J]. Construction Technology, 2022,53 (11): 1555-1557.

[8]Laurance. Unconventional demolition construction technology of high-rise buildings [J]. Construction Technology, 2022,53 (4): 22-24.