雙管立桿雙排鋼管腳手架在工程中的應用

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隨著建筑業(yè)的迅速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程的加快，全國各大、中、小城城市興建了越來越多的高層建筑，高層建筑成為城市建設的主流。在工程施工中，單管落地式雙排鋼管腳手架因容許搭設高度的限制，不能滿足施工的要求。例如，浙江臺州地區(qū)，基本風壓500N/m2，當施工場地為地城市郊區(qū)，地面粗糙度為B類，立桿縱距1.5m，立桿橫距1.05m，步距1.8m，連墻件豎向間距×水平間距＝層高×4.5m，竹笆板腳手板層層鋪設，踢腳桿、欄桿層層設置，外側用密目式安全立網全封閉的外腳手架（作為在結構主體施工階段作臨邊防護用、在外墻裝飾裝修施工階段作操作平臺用，每層裝修荷載2KN/m2，同時作業(yè)層數2層），腳手架架體搭設高度大約在28m至29m之間，不超過30m。這時，除可采取分段懸挑或卸載措施外，還有一種有效的方法，就是采用雙管立桿，工程實踐證明，架體高度在一定范圍內（50m以內）時是安全的，滿足工程施工要求。當腳手板采用竹笆板時，雙管立桿腳手架構造作法如下。

一、雙管立桿體系
采用橫桿混合承重方式，內部大橫桿與小橫桿用直角扣件（或旋轉扣件）連接，小橫桿用直角扣件與與雙管立桿中的一根立桿（被連接的立桿稱為主立桿，另一根稱為副立桿），兩側大橫桿都用直角扣件與雙管立桿的兩根立桿連接。
橫桿混合承重方式受力分析：腳手板和施工荷載大部分由小橫桿承擔，小橫桿把荷載傳給立桿，傳力直接，但小橫桿只與其中一根立桿（主立桿）連接，所以本步架內的荷載絕大部分由主立桿承受，副立桿受力很小，傳力不均衡，對此作如下改進:
相鄰步架的小橫桿分別與雙管立桿中的為主、副立桿用直角扣件連接，這樣，兩根立桿在總體上受荷均衡。
二、上部單立桿與雙管立桿的連接
有兩種方式：對接式和搭接式。
對接式：單立桿與雙管立桿中的主立桿用直角扣件連接（也就是雙管立桿中的主立桿沿豎軸線搭設到頂）。
搭接式：上部單立桿與下部雙管立桿的兩根立桿用不少于3只旋轉扣件搭接。
對接式受力分析：對接式上部單立桿把荷載先傳給雙管立桿中的主立桿。傳力不均衡，為使傳力均衡合理，改進如下：每步架內雙管立桿的兩根立桿用不少于2只旋轉扣件連接（這樣兩根立桿便可以共同工作）。由于旋轉扣件長度的限制，雙管立桿中的為主、副立桿只能有一根與大橫桿（縱向水平桿）用直角扣件連接。
搭接式受力分析：上部單立桿傳來的荷載由下部雙管立桿中的主、副立桿平均分擔。受力均衡，但上下立桿采用旋轉扣件搭接，旋轉扣件抗滑承載力?。ㄐD扣件抗滑承載力極限值10KN，設計值8KN），可靠性和安全性差。
實際施工中，最常用的是橫桿混合承重方式和對接式的雙管立桿構造。以下是一個雙管立桿腳手架設計的實例。
 
雙管立桿腳手架設計實例
一工程采用雙管立桿雙排鋼管腳手架，搭設高度46.95M，具體搭設如下：架體下部36m（標高-0.300至+35.700）為雙管立桿，上部10.95m為單管立桿，立桿縱距l(xiāng)a＝1.2m，立桿橫距1.05m，步距1.8m，連墻件豎向間距×水平間距＝層高×3.6m，鋼管外徑與壁厚φ48×3.5，該架體在結構主體施工階段作臨邊防護用，在外墻裝飾裝修施工階段作操作平臺用，每層裝修荷載2KN/m2，同時作業(yè)層數2層，施工總荷載4KN/m2，腳手架采用竹笆板，踢腳桿、欄桿和腳手片層層設置，縱向水平桿置于小橫桿（橫向水平桿）之上，建筑物結構型式為框架，用密目式安全立網全封閉腳手架。
主立桿沿豎軸線搭設到頂，輔立桿與主立桿之間的中心距不大于200mm，主、輔立桿中的一根用直角扣件與縱向水平桿連接，每步架內雙管立桿的兩根立桿用不少于2只旋轉扣件連接；小橫桿（橫向水平桿）設于雙立桿之間，相鄰步架的小橫桿分別與雙管立桿中的主、副立桿用直角扣件連接。構造圖如下：

施工地區(qū)基本風壓500N/m2，城市郊區(qū)，地面粗糙度為B類。
φ48×3.5鋼管特性：截面積A＝489mm2，截面模量W＝5080mm3，回轉半徑i＝15.8mm，每米重標準值38.4N/m，抗彎強度設計值f＝205N/mm2。
各種構配件自重標準值：竹笆板84N/m2，對接扣件18.4N/個，直角扣件13.2N/個，密目式安全立網5N/m2（密目式安全立網按1.8×6m網重30N計算，即30/（1.8×6）＝2.78N/m2，考慮到安全網上可能存留一些建筑雜物，取5N/m2計算）。
施工荷載2KN/m2×2＝4000N/m2，基本風壓Wo＝500N/m2
（1）主立桿穩(wěn)定性
①雙管立桿腳手架每米立桿結構自重標準值gk＇計算
單管立桿雙排鋼管腳手架每米立桿結構自重標準值0.1161KN/m（查《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》JGJ130-2001附錄A表-1）。
副立桿每步與縱向水平桿相交處用直角扣件扣牢，每6m用對接扣件扣牢，增加的副立桿每米自重為（13.2+38.4×1.8+1.8/6×18.4）/1.8＝48.8N/m＝0.0488KN/m。
gk＇＝0.1161+0.0488＝0.1649KN/m
②主立桿結構自重標準值NG1K
主、副立桿荷載分配：主、副立桿分別承擔腳手架結構自重的65％、35％，活荷載均由主立桿承受。
NG1K＝【（46.95-24）×0.1161+0.1649×24】×65％＝4.30KN
③主立桿構配件自重標準值NG2K
雙管立桿24m和單管立桿22.95m分別折合成層數24/1.8＝13層，22.95/1.8＝13層
NG2K＝【（0.5×1.05×1.2×0.084×13+0.0384×1.2×4×13+1.2×24×0.005）+（0.5×1.05×1.2×0.084×13+0.0384×1.2×4×13+1.2×22.95×0.005）】×65％＝4.19KN，式中4為外立桿兩道欄桿、一道踢腳桿和一道竹笆板支承桿的鋼管根數和。
④密目式安全立網雙管立桿雙排鋼管腳手架擋風系數φ
36m以下敞開式雙管立桿腳手架擋風系數φ2＝1.2An2/（la·h）＝1.2（la+2h+0.325la·h）·d/（la·h）＝1.2（1.2+2×1.8+0.325×1.2×1.8）×0.048/（1.2×1.8）＝0.1467
密目式安全立網網目密度2300目/100cm2，每目孔隙面積約為Ao＝1.3mm2，安全立網擋風系數φ1＝1.2（10000-2300×1.3）/10000＝0.841
φ＝φ1+φ2-φ1·φ2/1.2＝0.841+0.1467-0.841×0.1467/1.2＝0.8849
⑤驗算長細比
k＝1，μ＝1.5，λ＝lo/i＝kμh/i＝1×1.5×1800/15.8＝171＜[λ]＝210，可
k＝1.55，μ＝1.5，λ＝lo/i＝kμh/i＝1.55×1.5×1800/15.8＝197.4，φ＝0.185
⑥風荷載設計值產生的彎距Mw
場區(qū)粗糙度B類，場面處風壓高度變化系數μz＝1，風荷載體型系數μs＝1.3φ＝1.3×0.8849＝1.15
Mw＝0.85×1.4×（0.7×1×1.15×0.5）×1.2×1.82×0.1＝0.186KN·m
⑦主立桿穩(wěn)定性