建筑施工用鋼管腳手架淺析
摘要：本文主要介紹了建筑施工用鋼管腳手架的發(fā)展情況、不同類型的特點(diǎn)，根據(jù)其特點(diǎn)選擇合理的鋼管腳手架方案。本文還就作為安全設(shè)施的鋼管腳手架討論其在裝拆和使用過程中可能發(fā)生的事故及其防范，也討論了鋼管腳手架搭設(shè)的混凝土支模架的安全問題。
關(guān)鍵詞：建筑施工、鋼管腳手架、門式鋼管腳手架、扣件式鋼管腳手架、碗扣式鋼管腳手架
0前言
鋼管腳手架起源于20世紀(jì)初的英、美、德等國(guó)家，在逐步發(fā)展中工藝逐漸成熟，因其具有抗腐蝕、耐高溫，強(qiáng)度高、表面精美、百分之百可回收等無(wú)與倫比的良好性能，被廣泛應(yīng)用于建筑、交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個(gè)領(lǐng)域，逐漸被人們所接受，也越來越多地走進(jìn)尋常百姓的日常生活。
中國(guó)在1949年前和50年代初期，施工腳手架都采用竹或木材搭設(shè)的方法。60年代起推廣扣件式鋼管腳手架。80年代起，中國(guó)在發(fā)展比較先進(jìn)的、具有多功能的腳手架系列方面的成就顯著，如門式腳手架系列，碗扣式鋼管腳手架系列，年產(chǎn)已達(dá)到上萬(wàn)噸的規(guī)模，并已有一定數(shù)量的出口。
長(zhǎng)期以來，由于鋼管腳手架本身及其構(gòu)造技術(shù)和使用安全管理工作處于較為落后的狀態(tài)，致使事故的發(fā)生率較高。有關(guān)統(tǒng)計(jì)表明：在中國(guó)建筑施工系統(tǒng)每年所發(fā)生的傷亡事故中，大約有1/3左右直接或間接地與鋼管腳手架及其使用的問題有關(guān)。
1概述及分類
1.1何謂鋼管腳手架
鋼管腳手架指施工現(xiàn)場(chǎng)為工人操作并解決垂直和水平運(yùn)輸而搭設(shè)的各種鋼管腳手架支架。建筑界的通用術(shù)語(yǔ),指建筑工地上用在外墻、內(nèi)部裝修或?qū)痈咻^高無(wú)法直接干活的地方。主要為了施工人員上下干活或外圍安全網(wǎng)維護(hù)及高空安裝構(gòu)件等。也就是通常所說的“搭架子”。
1.2目前在建筑施工中，較為普遍采用的腳手架形式有以下六種：
(1)落地式全高腳手架；
(2)吊籃；
(3)掛腳手架；
(4)挑腳手架；
(5)附墻升降式腳手架；
(6)整體提升腳手架；
此外，還有其它一些形式，例如：國(guó)內(nèi)有采用自制型鋼橋式腳手架，也有某些國(guó)外采用齒條電驅(qū)動(dòng)方式升降的橋式升降作業(yè)臺(tái)。
1.3鋼管腳手架的種類
鋼管腳手架中又分門式鋼管腳手架、扣件式鋼管腳手架、碗扣式鋼管腳手架和、承插式鋼管腳手架、還有各式各樣的里腳手架、掛挑腳手架以及其它鋼管材料腳手架等。本文主要介紹使用量較大的前三種。
(1)門式鋼管腳手架
按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ128-2000《建筑施工門式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》中定義，門式鋼管腳手架是指以門架、交叉支撐、連接棒、掛扣式腳手板或水平架、鎖臂等組成基本結(jié)構(gòu)，再設(shè)置水平加固桿、剪力棒、掃地桿、封口桿、托座與底座，并用連墻桿與建筑物主體結(jié)構(gòu)相連的一種標(biāo)準(zhǔn)化腳手架。門式鋼管腳手架的組成，如圖1所示。
1)門式鋼管腳手架優(yōu)點(diǎn)：
�、匍T式鋼管腳手架幾何尺寸標(biāo)準(zhǔn)化。
�、诮Y(jié)構(gòu)合理，受力性能好，充分利用利用鋼材強(qiáng)度，承載能力高。
�、凼┕ぶ醒b拆容易、架設(shè)效率高，省工省時(shí)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用。
2)門式鋼管腳手架缺點(diǎn):
�、僖蜷T式鋼管腳手架為標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，受其自身寬度和每組長(zhǎng)度的約束，對(duì)平面布置有一定限制，從而影響其使用范圍。
�、诮徊嬷我自谥秀q點(diǎn)處折斷。
③定型腳手板較重。
④價(jià)格較貴。
3)門式鋼管腳手架的用途：
�、贅�(gòu)造定型腳手架。
②作粱、板構(gòu)架或模板的支撐架(承受豎向荷載)。
�、鄣撞考踊喛蓸�(gòu)造活動(dòng)工作臺(tái)；
(2)扣件式鋼管腳手架
結(jié)合JGJ130-2001《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》及GB15831-2006《鋼管腳手架扣件》，扣件式鋼管腳手架是指以可鍛鑄鐵制作特定型式的扣件、建筑工程中鋼管(公稱外徑Φ48mm、Φ51mm)、腳手板為組成基本結(jié)構(gòu)，再設(shè)置底座、立桿、水平桿、掃地桿，并用連墻件與建筑物主體結(jié)構(gòu)相連的一種腳手架。主要幾種鋼管腳手架扣件，如圖2所示。
1）扣件式鋼管腳手架的優(yōu)點(diǎn)：
�、俪休d力較大。當(dāng)腳手架的幾何尺寸及構(gòu)造符合規(guī)范的有關(guān)要求時(shí)，一般情況下，腳手架的單管立柱的承載力可達(dá)15kN～35kN(1．5tf～3．5tf，設(shè)計(jì)值)。
�、谘b拆方便，搭設(shè)靈活。由于鋼管長(zhǎng)度易于調(diào)整，扣件連接簡(jiǎn)便，因而可適應(yīng)各種平面、立面的建筑物與構(gòu)筑物用腳手架。
3)比較經(jīng)濟(jì)。加工簡(jiǎn)單，一次投資費(fèi)用較低；如果精心設(shè)計(jì)腳手架幾何尺寸，注意提高鋼管周轉(zhuǎn)使用率，則材料用量也可取得較好的經(jīng)濟(jì)效果。
2）扣件式鋼管腳手架的缺點(diǎn)：
①扣件(特別是其配套的螺栓)容易丟失。
�、诠�(jié)點(diǎn)處的桿件為偏心連接，靠抗滑力傳遞荷載和內(nèi)力，因而降低了其承載能力。
③扣件節(jié)點(diǎn)的連接質(zhì)量受扣件本身質(zhì)量和工人操作的影響顯著。
3)鋼管腳手架扣件的用途：
�、贅�(gòu)筑各種形式的腳手架、模板和其它支撐架。
�、诮M裝井字架。
�、鄞钤O(shè)坡道、工棚、看臺(tái)及其它臨時(shí)構(gòu)筑物。
�、茏髌渌N腳手架的輔助，加強(qiáng)桿件。
(3)碗扣式鋼管腳手架
按照標(biāo)準(zhǔn)JGJ166-2008《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》，碗扣式鋼管腳手架是指以碗扣節(jié)點(diǎn)(由上碗扣、下碗扣、限位銷和橫桿接頭等組成)、立桿、橫桿和腳手板等組成基本結(jié)構(gòu)，再設(shè)置斜桿、挑梁、可調(diào)托撐與可調(diào)底座，并用連墻桿與建筑物主體結(jié)構(gòu)相連的一種標(biāo)準(zhǔn)化腳手架。其中立桿碗扣節(jié)點(diǎn)間距應(yīng)按0.6m模數(shù)設(shè)置。碗扣式鋼管腳手架的碗扣節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，如圖3所示。
(1)碗扣式鋼管腳手架的優(yōu)點(diǎn)：
�、俣喙δ�。能根據(jù)具體施工要求，組成不同組架尺寸、形狀和承載能力的單、雙排腳手架，支撐架，支撐柱，物料提升架，爬升腳手架，懸挑架等多種功能的施工裝備。也可用于搭設(shè)施工棚、料棚、燈塔等構(gòu)筑物。特別適合于搭設(shè)曲面腳手架和重載支撐架。
�、谑┕ば矢�。常用桿件中最長(zhǎng)為3130mm，重17.07kg。整架拼拆速度比常規(guī)快3～5倍，拼拆快速省力，工人用一把鐵錘即可完成全部作業(yè)，避免了螺栓操作帶來的諸多不便。
�、鄢休d力大。立桿連接是同軸心承插，橫桿同立桿靠碗扣接頭連接，接頭具有可靠的抗彎、抗剪、抗扭力學(xué)性能。而且各桿件軸心線交于一點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)在框架平面內(nèi)，因此，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固可靠，承載力大。（整架承載力提高，約比同等清況的扣件式鋼管腳手架提高15％以上）。
�、馨踩煽�。接頭設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到上碗扣螺旋摩擦力和自重力作用，使接頭具有可靠的自鎖能力。作用于橫桿上的荷載通過下碗扣傳遞給立桿，下碗扣具有很強(qiáng)的抗剪能力(最大為199kN)。上碗扣即使沒被壓緊，橫桿接頭也不致脫出而造成事故。同時(shí)配備有安全網(wǎng)支架，間橫桿，腳手板，擋腳板，架梯。挑粱．連墻撐等桿配件，使用安全可靠。
⑤加工制作簡(jiǎn)單。主要構(gòu)件為外徑Φ48mm、牌號(hào)Q235焊接鋼管，制造工藝簡(jiǎn)單，可直接對(duì)現(xiàn)有扣件式腳手架進(jìn)行加工改造，不需要復(fù)雜的加工設(shè)備。
�、薏灰走z失，后期維護(hù)成本低，循環(huán)利用率高。無(wú)零散易丟失構(gòu)件扣件，把構(gòu)件丟失減少到最小程度。腳手架構(gòu)件在使用中幾乎不損耗，可循環(huán)利用。
�、弑阌诠芾恚子谶\(yùn)輸。構(gòu)件堆放整齊，便于搬運(yùn)、運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)材料管理，滿足文明施工要求。
2)碗扣式鋼管腳手架的缺點(diǎn)：
�、贆M桿為幾種尺寸的定型桿，立桿碗扣節(jié)點(diǎn)間距按0.6m模數(shù)設(shè)置，使構(gòu)架尺寸受到限制。
②一次建筑施工成本較高。
3)碗扣式鋼管腳手架的用途:
�、贅�(gòu)筑各種形式的腳手架、模板和其它支撐架。
�、诮M裝井字架。
③搭設(shè)坡道、工棚、看臺(tái)及其它臨時(shí)構(gòu)筑物。
④構(gòu)造強(qiáng)力組合支撐柱或和承受橫向力作用的支撐架�！ �
2鋼管腳手架的選用
根據(jù)工程特點(diǎn)合理選擇腳手架方案，對(duì)施工企業(yè)具有較大的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。在選擇時(shí)，根據(jù)不同類型的鋼管腳手架的特點(diǎn)，充分考慮工作原理、適用性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性等，并對(duì)其進(jìn)行分析對(duì)比。
在工業(yè)與民用建筑施工中采用的落地(底撐)門式鋼管腳手架的搭設(shè)高度按照準(zhǔn)施工荷載標(biāo)值不得大于60m�？奂戒摴苣_手架施工前，應(yīng)按規(guī)范對(duì)腳手架結(jié)構(gòu)構(gòu)件與立桿地基承載力進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。采用碗扣式鋼管腳手架的設(shè)計(jì)應(yīng)采用結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析，確保架體為幾何不變體系，并必須編制專項(xiàng)設(shè)計(jì)方案。鋼管腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算及要求可參考相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，本文不作展開�！ �
3建筑施工用鋼管腳手架注意事項(xiàng)
3.1裝拆和使用過程中可能發(fā)生的事故及其防范
(1)應(yīng)注意搭設(shè)時(shí)的架體穩(wěn)定性。特別一些特殊架體，如當(dāng)一個(gè)井字架為兩幢樓服務(wù)時(shí)，兩幢樓之間要搭設(shè)過道。這種過道架子窄窄的，卻很高，工程是六層樓的，它有六層高，工程是八層的它就有八層高。要有計(jì)算書，要有搭設(shè)方案。
(2)應(yīng)注意鋼管腳手架周邊危險(xiǎn)源。如電線(特別是高壓電線)、施工過程產(chǎn)生的火源(如焊接火花)等。
(3)應(yīng)佩戴必要的安全防護(hù)用品，如安全帽、安全帶、工具袋等。
(4)制定嚴(yán)格的施工制度，對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)，強(qiáng)化安全意識(shí)。
3.2鋼管腳手架搭設(shè)的混凝土支模架的安全問題
(1)作為混凝土支模的鋼管腳手架必須進(jìn)過設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，以防止出現(xiàn)承載力不足而發(fā)生倒塌事故。
(2)混凝土支模架在一定荷載以上或一定高度以上的可以考慮以型鋼代替鋼管支模，或混凝土實(shí)在太厚時(shí)考慮分層澆搗，等第一層澆筑的混凝土達(dá)強(qiáng)度后再澆上一層混凝土，以一一層鋼筋混凝土分擔(dān)上一層混凝土的份量，減輕支模架的荷載。
(3)拆卸鋼管腳手架應(yīng)進(jìn)行。不可為盲目追求施工速度，在混凝土強(qiáng)度未完全形成的情況強(qiáng)行拆卸支模�！ �
4結(jié)語(yǔ)
鋼管腳手架作為一種新型的腳手架型式，在建筑施工中起到不可或缺的作用。應(yīng)用時(shí)應(yīng)符合各國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，必須認(rèn)真做好設(shè)計(jì)和選用工作。建筑施工的過程中應(yīng)注意事故防范和強(qiáng)化安全意識(shí)。
鋼管腳手架總的趨勢(shì)是向著輕質(zhì)高強(qiáng)結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化和多功能方向發(fā)展。搭設(shè)工藝將逐步采用組裝方法，盡量減少或不用扣件、螺栓等零件；材料也將逐步采用可循環(huán)利用的焊接鋼管、薄壁型鋼、鋁合金等金屬材料。
參考文獻(xiàn):
[1]JGJ128-2000建筑施工門式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].
[2]JG13-1999門式鋼管腳手架[S].
[3]JGJ130-2001建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].
[4]GB15831-2006鋼管腳手架扣件[S].
[5]JGJ166-2008建筑施工碗扣式鋼管安全技術(shù)規(guī)范[S].
