正定國(guó)際機(jī)場(chǎng)塔臺(tái)防護(hù)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

張軍 劉剛

摘? 要：該文以正定國(guó)際機(jī)場(chǎng)塔臺(tái)工程為實(shí)例，闡述了防護(hù)架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中包括的架體及支撐體系設(shè)計(jì)、架體支撐選形及施工工藝流程、材料選擇、架體支撐系統(tǒng)的搭設(shè)等關(guān)鍵要素的研究及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：正定國(guó)際機(jī)場(chǎng);防護(hù)架;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);計(jì)算

中圖分類號(hào)：TU31? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 正定國(guó)際機(jī)場(chǎng)概況

正定國(guó)際機(jī)場(chǎng)是河北省重要的空中交通門戶和對(duì)外開放窗口，也是國(guó)家北方重要的國(guó)際航空貨運(yùn)中轉(zhuǎn)基地，正定國(guó)際機(jī)場(chǎng)空管改擴(kuò)建工程塔臺(tái)是民航局空管局、華北空管局的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，是落實(shí)京津冀協(xié)同發(fā)展交通先行、民航率先突破的重大舉措。正定國(guó)際機(jī)場(chǎng)效果圖如圖1所示。

1.1 塔臺(tái)防護(hù)架產(chǎn)品概況

1.1.1 腳手架性質(zhì)、用途及荷載限定

用途有2種。1）腳手架主要用于主體施工作業(yè)及外擴(kuò)壁模板側(cè)向支撐。2）堆料平臺(tái)。

荷載限定如下。

在每層結(jié)構(gòu)施工時(shí)外腳手架內(nèi)側(cè)需要單層分布堆放鋼筋，位置位于環(huán)形架體的從內(nèi)側(cè)起第2根立桿與第3根立桿之間，荷載不大于200 kg/m2。

1.1.2 腳手架部位及相關(guān)參數(shù)

腳手架部位及相關(guān)參數(shù)見表1。

1.2 專項(xiàng)工程重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)腳手架高度較大，高為78.45 m，在支設(shè)、使用、拆除過程中的安全尤為重要。

難點(diǎn)有5個(gè)。1）結(jié)構(gòu)為直線加曲線形狀，頂部大，需要增大架體基礎(chǔ)搭設(shè)面積。2）裝配式腳手架無法直接搭設(shè)成圓形，需要將架體分單元設(shè)置，然后用鋼管連接成整體。3）由于搭設(shè)過程中臨邊位置零件易落下，因此必須做好防護(hù)措施保證安全。4）該腳手架功能多，既要作為施工外腳手架，又作為結(jié)構(gòu)施工時(shí)鋼筋、模板等施工材料堆放平臺(tái)。5）腳手架搭設(shè)需要躲避塔吊扶臂，為避免打斷立桿，需要進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)。

2 施工工藝

2.1 架體及支撐體系設(shè)計(jì)

架體結(jié)構(gòu)為直線加曲線形狀，頂部大，需要增大架體基礎(chǔ)搭設(shè)面積，裝配式腳手架無法直接搭設(shè)成圓形，需要將架體分單元設(shè)置，然后用鋼管連接成整體搭設(shè)過程中臨邊位置零件易落下，必須做好防護(hù)措施保證安全，其架體支撐參數(shù)見表2。

2.2 架體支撐選形及施工工藝流程

材料進(jìn)場(chǎng)，放出軸線，下達(dá)書面搭設(shè)通知書，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和使用方要求進(jìn)行腳手架搭設(shè)[1]。進(jìn)場(chǎng)構(gòu)配件的檢查和驗(yàn)收應(yīng)符合以下4項(xiàng)規(guī)定。1）新出廠產(chǎn)品應(yīng)有產(chǎn)品質(zhì)量合格證和材質(zhì)檢驗(yàn)報(bào)告，周轉(zhuǎn)使用產(chǎn)品應(yīng)有產(chǎn)品質(zhì)量合格證和周轉(zhuǎn)使用復(fù)檢合格證。2）構(gòu)配件及其連接件的外觀應(yīng)平直光滑，不得有明顯變形、裂縫、結(jié)疤、觸痕（坑）、壓陷、深的劃痕和鍍層剝落，鋼管應(yīng)平直，兩端面應(yīng)平整，不得有斜口、毛刺。3）鑄件表面應(yīng)光滑，不得有砂眼、縮孔、裂紋、澆冒口殘余等缺陷，表面黏砂應(yīng)清除干凈。4）各焊縫有效高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，焊縫應(yīng)飽滿，焊藥應(yīng)清除干凈，不得有未焊透、夾渣、咬肉、裂紋等缺陷。

搭設(shè)流程：清理搭設(shè)現(xiàn)場(chǎng)→放線定位→擺放底座→安裝底桿（基礎(chǔ)立桿）→基礎(chǔ)橫桿→超平找方→安裝標(biāo)準(zhǔn)立桿→安裝第一步橫桿斜拉桿→標(biāo)準(zhǔn)架體搭設(shè)→安裝踏板→自檢→驗(yàn)收。

2.3 材料選用

根據(jù)承載力要求，該項(xiàng)目采用的桿件規(guī)格為：立柱截面為

φ60.3 mm×2.9 mm，材質(zhì)Q345B;橫桿截面為φ48.3 mm×2.75 mm，材質(zhì)Q345B;斜桿截面為φ38mm×3mm，材質(zhì)Q235B。

2.3.1 腳手架桿件

該工程腳手架的主要桿件直徑為φ60.3mm和φ48.3mm，材質(zhì)為Q345B，且經(jīng)過熱鍍鋅處理，承載能力比一般腳手架鋼管高，由立桿、橫桿和斜拉桿組成的支撐體系，穩(wěn)定性好，輕質(zhì)高強(qiáng)，架體的承載能力高，架體連接形式均采用“U”形卡件與“C”形楔銷鎖緊固定其安裝速度快，精度高。可調(diào)底座——結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件之一，用于調(diào)整架體結(jié)構(gòu)的水平高度保證一致，使立桿保持垂直承載，分散立桿的集中荷載到基礎(chǔ)上。

立桿——結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件之一，垂直荷載的主要傳遞者;由φ60.3mm×3.2mm 材質(zhì)Q345B的鋼管和φ65mm×3mm的連接套管構(gòu)成主體，其上每間隔0.5 m焊接有一組“U”形卡，用于與橫桿、斜桿連接。60立桿高度為2.0 m、1.0 m、0.75 m、0.5 m和0.3 m。

橫桿——結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件之一，水平荷載的主要傳遞者;由φ48.3×2.7 材質(zhì)Q345B的鋼管和經(jīng)沖壓成型的“C”形卡焊接而成，在C形卡內(nèi)安裝有可自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的楔形扣件。橫桿規(guī)格：0.3 m、0.5 m、0.7 m、1.0 m、1.5 m、2.0 m、2.5 m和3.0 m。

由掛在桿上的“T”形鎖銷穿入焊在立桿上的“U”形卡蝶形孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)90°鉤住立桿，再將“T”形鎖銷尾部穿掛著的楔形扣件楔緊形成立桿與斜桿的連接。該結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接受人為因素影響小，連接緊湊、可靠，橫立桿連接完全在平面內(nèi)，立桿與斜桿連接偏心極小，節(jié)點(diǎn)計(jì)算模型誤差小，如圖2所示。

2.3.2 防護(hù)欄桿

腳手架外側(cè)密目網(wǎng)，要求嚴(yán)密、平整。

腳手架內(nèi)側(cè)形成臨邊的（如遇大開間門窗洞等），在腳手架內(nèi)側(cè)設(shè)1.5 m的防護(hù)欄桿和0.3 m高踢腳板。

2.3.3 三角支架

當(dāng)架體工作面距離塔體較遠(yuǎn)時(shí)，可以在架體立桿上外掛三角支架，三角支架通過一端的扣件與立桿連接，三角支架上鋪設(shè)鋼踏板，用于加大工作面，三角支架寬有0.3 m、0.5 m、0.7 m、1.0 m等多種規(guī)格，可以靈活選用[2]。

2.3.4 架體地基處理

由于外腳手架較高，并且有懸挑架，架體的基底反力較大，因此，架體基礎(chǔ)采用2∶8灰土分層回填，作為支撐架的持力層。每層厚度不大于300 mm，壓實(shí)系數(shù)≥0.96?；壮休d力不小于100 kPa。架體搭設(shè)前，在2∶8夯實(shí)灰土上澆筑200 mm厚C20混凝土由結(jié)構(gòu)邊緣找坡至現(xiàn)場(chǎng)排水溝，在混凝土上通長(zhǎng)鋪腳手板，腳手板寬250 mm，厚50 mm，避免底座直接隔置在基礎(chǔ)上而產(chǎn)生集中荷載。

灰土回填夯實(shí)至地下室頂板以下200 mm，沿地下室外墻周邊澆筑素混凝土墊層，架體素混凝土墊層寬度3 000 mm，厚度200 mm;安全通道處架體墊層寬度5 000 mm，素混凝土墊層內(nèi)側(cè)與地下室板頂高度平齊，向外找坡2%，沿墊層外側(cè)周邊開挖排水溝槽，溝槽凈寬度500 mm，凈深度300 mm，采用蒸壓灰砂磚砌筑并用水泥砂漿抹平。東側(cè)兩個(gè)角處開挖2個(gè)集水井，集水井500 mm寬，500 mm長(zhǎng)，1 000 mm深。集水井內(nèi)雨水通過污水泵抽至市政雨水井。

2.4 架體支撐系統(tǒng)的搭設(shè)及拆除要求

施工前必須進(jìn)行安全技術(shù)交底，所有架子工必須持證上崗。

搭設(shè)施工用的腳手架材料，必須把好材料質(zhì)量關(guān)，不符合規(guī)定要求的材料，嚴(yán)禁使用。架子外掛安全網(wǎng)，擋腳板高20 cm，架子上除指定位置不允許堆物，只作為人行通道。

施工人員2 m以上高空作業(yè)時(shí)，必須系好安全帶，戴好安全帽，穿緊身衣褲和防滑鞋，嚴(yán)禁酒后上崗，禁止空中拋物。上架子作業(yè)人員上下均應(yīng)走人行梯道，不準(zhǔn)攀爬架子[3]。

腳手架必須鋪設(shè)牢靠、嚴(yán)實(shí)，并應(yīng)用安全網(wǎng)雙層兜底。

2.4.1 架體支撐系統(tǒng)的搭設(shè)要求

地下室結(jié)構(gòu)施工完成后，對(duì)地下室外側(cè)周邊進(jìn)行回填，地下室周邊回填為2∶8灰土，壓實(shí)度不小于0.96，回填完成后再進(jìn)行地上部分腳手架搭設(shè)，地上部分腳手架搭設(shè)前，要求對(duì)回填的2∶8灰土進(jìn)行地基承載力試驗(yàn)，地基承載力要求不得小于100 kPa。

為了使地下室頂板混凝土強(qiáng)度達(dá)到其達(dá)到要求后拆除內(nèi)架并進(jìn)行回頂?；仨敳捎命c(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，地下室回頂立桿與頂板上架體立桿一一對(duì)應(yīng)，回頂桿上方采用頂托調(diào)節(jié)高度，用方木與頂板接觸。

施工外架設(shè)計(jì)包括3個(gè)方面的內(nèi)容。1）采用分組搭設(shè)方式，共10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元。標(biāo)準(zhǔn)單元架體以塔體為中心環(huán)形陣列對(duì)稱布置，立桿沿弧向間距為1 m，沿徑向間距為1.5 m。2）在塔底部沿徑向搭設(shè)6排腳手架，向上隨塔體形狀變化遞減。橫桿步距為2 m，外排布置連續(xù)性斜桿，斜桿布置豎向間距為4 m，沿徑向腳手架立面也布置連續(xù)性斜桿。3）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求，架體在主體施工結(jié)構(gòu)8層前，搭設(shè)4排立桿，待施工結(jié)構(gòu)9層時(shí)，再進(jìn)行外側(cè)2排架體搭設(shè)，保證在結(jié)構(gòu)九層施工時(shí)6排架體同時(shí)搭設(shè)。

連墻設(shè)計(jì)：為了保證架體的整體穩(wěn)定性，架體與結(jié)構(gòu)設(shè)置頂撐的固定方式。頂撐采用絲桿調(diào)節(jié)的方式與塔體結(jié)構(gòu)頂緊，頂撐桿與腳手架的連接點(diǎn)不少于2點(diǎn)，頂撐桿優(yōu)先與立桿拉結(jié)，在不能與立桿連接處可以連接到橫桿上，但不得超過橫桿與立桿節(jié)點(diǎn)處200 mm范圍內(nèi)。

安全防護(hù)設(shè)計(jì)架體外采用安全網(wǎng)封閉，首層布置1道水平安全網(wǎng)，向上每隔10 m布置1道水平安全網(wǎng)，操作面下布置水平安全網(wǎng)。

施工步梯設(shè)計(jì)：施工步梯安放在架體外側(cè)，步梯采用ADG架體48體系搭設(shè)，架體寬2 m，長(zhǎng)5.5 m，高度隨施工外加搭設(shè)，最高搭設(shè)高度79 m，施工步梯與外墻架體垂直拉結(jié)不少于4處，間隔4 m布置，施工步梯與外墻架斜向連接每側(cè)兩個(gè)，共兩側(cè)，間隔4 m布置，垂直拉結(jié)與斜向拉結(jié)間隔布置，確保對(duì)步梯形成穩(wěn)定拉結(jié)。

3 架體支撐系統(tǒng)質(zhì)量保證措施

3.1 技術(shù)準(zhǔn)備

熟悉腳手架設(shè)計(jì)圖紙、了解施工流程，并且要實(shí)地勘察施工現(xiàn)場(chǎng)是否滿足搭設(shè)條件，基礎(chǔ)是否滿足承載力的要求，施工人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)之前，必須進(jìn)行三級(jí)安全教育和相應(yīng)考核[4]。

3.2 腳手架搭設(shè)

腳手架搭設(shè)前應(yīng)對(duì)桿件、配件進(jìn)行質(zhì)量檢查，禁止使用不合格的桿件、配件進(jìn)行安裝。

腳手架安裝前必須進(jìn)行技術(shù)、安全交底方可施工。統(tǒng)一指揮，并嚴(yán)格按照腳手架的搭設(shè)流程進(jìn)行安裝。

在架體搭設(shè)前檢查基礎(chǔ)是否符合搭設(shè)要求，對(duì)基礎(chǔ)不符合要求的部位不得進(jìn)行腳手架搭設(shè)施工，待基礎(chǔ)處理合格后方可搭設(shè)施工。

先放線定位，按放線位置準(zhǔn)確地?cái)[放可調(diào)底座，安裝將第一步橫桿進(jìn)行抄平、找方，并將橫桿楔形銷打緊，然后搭設(shè)標(biāo)準(zhǔn)步距架體。斜拉桿安裝與標(biāo)準(zhǔn)步距架體同步進(jìn)行，以保持其架體的穩(wěn)定。在搭設(shè)過程中，隨著架體的升高隨時(shí)檢查和校正架體的垂直度并將桿件的楔形銷打緊。

4 結(jié)論

該文以石家莊正定國(guó)際機(jī)場(chǎng)的正定國(guó)際機(jī)場(chǎng)塔臺(tái)工程防護(hù)架施工為例，施工中克服了施工中裝配式腳手架無法直接搭設(shè)成圓形、搭設(shè)過程中臨邊位置零件易落下、腳手架功能多、腳手架搭設(shè)需要躲避塔吊扶臂等難題，為今后高難度建筑工程設(shè)計(jì)進(jìn)行了有益的探索和實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)

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