超高作業(yè)平臺(tái)盤扣架施工及安全監(jiān)測(cè)技術(shù)

江林，江升，環(huán)志勇

摘 要：超高作業(yè)平臺(tái)盤扣架分區(qū)設(shè)計(jì)，采用筒狀+井網(wǎng)格構(gòu)式豎向斜桿布置、雙鋼管及鋼管格構(gòu)柱、剛性連接與柔性連接相結(jié)合的拉結(jié)措施，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的架體智能AI安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)架體安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警智能化，確保架體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及抗傾覆性，減少周轉(zhuǎn)材料的投入，縮短施工工期。

關(guān)鍵詞：架體優(yōu)化分區(qū)設(shè)計(jì)；架體加固；頂托橫梁分區(qū)

中圖分類號(hào)：TU758.11? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2024）02-0088-03

0 引言

當(dāng)前，鋼結(jié)構(gòu)廠房屋面多采用彩鋼瓦屋面，對(duì)于超高鋼結(jié)構(gòu)廠房，需要通長(zhǎng)設(shè)置彩鋼瓦的屋面施工時(shí)，腳手架的搭設(shè)高度、施工荷載較大，傳統(tǒng)腳手架存在很大的安全隱患，難以保證安全施工。盤扣式作業(yè)腳手架整體設(shè)計(jì)間距過(guò)密，會(huì)造成物料及人力成本的浪費(fèi)。普通鋼管存在消耗大、周轉(zhuǎn)次數(shù)少、受室外自然環(huán)境腐蝕變形影響大的問(wèn)題。

車載3D蓋板玻璃生產(chǎn)線廠房一、二項(xiàng)目主體為鋼結(jié)構(gòu)，建筑高度31.2 m，外墻采用豎向單層壓型鋼板外墻，屋面為彩鋼瓦屋面。該工程單體屋面面積較大，屋面施工需要通長(zhǎng)設(shè)置彩鋼瓦確保屋面無(wú)滲漏。為此，需要搭設(shè)超高鋼結(jié)構(gòu)廠房搭設(shè)超高作業(yè)平臺(tái)，解決增強(qiáng)架體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及抗傾覆性問(wèn)題，確保施工安全。

1 技術(shù)工藝原理

為了便于屋面彩鋼瓦整板安裝，在廠房東側(cè)搭設(shè)滿堂盤扣鋼管腳手架操作平臺(tái)至屋面。滿堂腳手架搭設(shè)長(zhǎng)度約18 m，寬度約15 m，高度約29.7 m，作業(yè)平臺(tái)體系采用標(biāo)準(zhǔn)型（B型）48系列盤扣式作業(yè)腳手架。

根據(jù)荷載情況，采取盤扣式作業(yè)腳手架分區(qū)組合設(shè)計(jì)平臺(tái)：根據(jù)非核心受力區(qū)（作業(yè)交通區(qū)）、核心受力區(qū)（折板機(jī)操作區(qū)、彩鋼瓦堆放區(qū)）的架體基本技術(shù)參數(shù)，在不同區(qū)域布置不同的立桿間距，設(shè)置斜桿、水平剪刀撐和水平安全平網(wǎng)、兜網(wǎng)等。

在滿足荷載前提下，進(jìn)行單元架體設(shè)計(jì)優(yōu)化。將超高平臺(tái)架體作業(yè)交通區(qū)兩端對(duì)稱布設(shè)，折板機(jī)操作區(qū)與彩鋼板堆放區(qū)布設(shè)在操作平臺(tái)中間，不同區(qū)域布置不同的立桿間距。作業(yè)交通區(qū)采用立桿間距0.9 m×0.9 m，折板機(jī)操作區(qū)采用立桿間距0.6 m×0.6 m，彩鋼板堆放區(qū)采用立桿間距0.6 m×0.3 m，步距1.5 m。選擇水平桿規(guī)格為B-SG-300、B-SG-600、B-SG-900三種規(guī)格，方便盤扣扣件組裝施工。作業(yè)班組同時(shí)搭設(shè)各區(qū)域架體，再將各區(qū)域架體間的桿件連接。作業(yè)腳手架施工分區(qū)如圖1所示。

在鋼柱位置采用雙水平桿與兩根立桿扣件與作業(yè)腳手架體扣緊，鋼柱上首個(gè)作業(yè)腳手架體加固件距地2.2 m，鋼柱上沿高度方向加固件間距6～9 m。

作業(yè)腳手架架體連墻件水平間距3跨，因鋼柱間距較大，在鋼柱間增設(shè)格構(gòu)柱（規(guī)格900 mm×900 mm，900 mm×600 mm）。格構(gòu)柱與作業(yè)腳手架體采用盤扣橫桿連接，格構(gòu)柱首層掃地桿與作業(yè)腳手架體掃地桿相連，格構(gòu)柱間沿高度每間隔4～6個(gè)步距采用盤扣橫桿貫通連接。

與建筑非相鄰邊的盤扣架體，采取剛性連接與柔性連接相結(jié)合拉結(jié)措施。設(shè)置鋼絲繩或普通鋼管交叉與盤扣立桿斜拉，斜拉繩或普通鋼管角度45?～60?，鋼絲繩或鋼管斜拉在10 m、20 m標(biāo)高處。腳手架加固體系如圖2、3所示。

為加強(qiáng)滿堂作業(yè)腳手架整體剛度，在架體鋼管立管間豎向每5～7 m布置一道扣件式水平剪刀撐，將水平剪刀撐水平角度控制在45～60?。在10 m、20 m標(biāo)高處設(shè)計(jì)水平安全網(wǎng)，27 m標(biāo)高處作業(yè)腳手架外圍一圈設(shè)置2 m寬水平挑網(wǎng)，防止人員或材料墜落。

盤扣式作業(yè)腳手架體分區(qū)設(shè)置豎向斜桿，采取筒狀+井網(wǎng)格構(gòu)式豎向斜桿布置方案，核心受力區(qū)（折板機(jī)操作區(qū)、彩鋼板堆放區(qū)）滿鋪豎向斜桿，非核心受力區(qū)的斜桿隔三跨布設(shè)。作業(yè)腳手架體頂層步距內(nèi)每跨布置豎向斜桿。

2 主要技術(shù)工藝

2.1 基層處理

基層采用250 mm厚C25超厚預(yù)制混凝土板塊分塊組拼而成，預(yù)制混凝土板塊采用25 mm×25 mm角鋼護(hù)角保護(hù)，直接鋪設(shè)在夯實(shí)基層土上（高出周邊10～20 cm，周邊設(shè)置排水溝，板與板之間錯(cuò)縫布置并采用水泥砂漿灌封嚴(yán)密）。

2.2 架體桿件安裝

在定位線上先鋪設(shè)減振橡膠墊，然后放置14#槽鋼墊板，保持墊板水平，立桿下部采用盤扣底座找平。將立桿安裝，將橫桿與立桿配合同時(shí)安裝，再進(jìn)行斜桿安裝，實(shí)現(xiàn)架體安裝，作業(yè)班組分3個(gè)區(qū)域同時(shí)安裝盤扣架體。

立桿安裝時(shí)，相鄰兩支立桿采取不同長(zhǎng)度規(guī)格，或相鄰立桿連接套管顛倒對(duì)錯(cuò)，保證立桿承插對(duì)接接頭不在同一水平面。先安裝下方首層立桿，待首層架體校正成型后，進(jìn)行立桿接長(zhǎng)安裝，立桿通過(guò)立桿連接套管承插連接，套管內(nèi)徑與立桿鋼管外徑間隙≤2 mm。

橫桿安裝時(shí)，橫桿插銷先不敲緊，隨著立桿接長(zhǎng)，逐層安裝橫桿，將橫桿端部套入圓盤小孔位置使橫桿前端抵住立桿圓管，再以斜楔貫穿小孔敲緊固定[1]，實(shí)現(xiàn)盤扣式安裝。掃地桿最底層水平桿中心線高度離可調(diào)底座的底板高度不得大于550 mm。桿體之間每搭完一步后，校正橫桿步距、立桿的縱、橫距、立桿的垂直偏差與橫桿的水平偏差，控制立桿的垂直偏差不得大于H/500，且不得大于50 mm[2]。

架體水平調(diào)節(jié)完成后，進(jìn)行斜桿安裝。斜桿安裝時(shí)，需與立桿、橫桿形成三角形受力體系。將豎向斜桿全部依順時(shí)鐘或全部依逆時(shí)鐘方向組搭，將豎向斜桿套入圓盤大孔位置，使豎向斜桿頭前端抵住立桿圓管，再以斜楔貫穿大孔敲緊固定[1]。斜桿安裝完成后，使用錘子將橫桿、斜桿插銷逐一錘實(shí)，銷緊程度以插銷刻度線為準(zhǔn)。

2.3 頂托橫梁及腳手板安裝

架體安裝完成后，將U型頂托底部的絲桿插入立桿頂部，立桿最上排的橫桿距U型調(diào)整座的可調(diào)托板高度不得大于650 mm，絲桿外露長(zhǎng)度不得超過(guò)400 mm，絲桿插入立桿長(zhǎng)度不小于150 mm。

對(duì)于U型頂托內(nèi)的主梁設(shè)置有兩種方法：一是核心受力區(qū)采用14#槽鋼橫梁，槽鋼長(zhǎng)度4.3 m、1.88 m。非核心受力區(qū)采用雙層Φ48鋼管作為橫梁，鋼管長(zhǎng)度18.0 m、5.5 m，鋼管頂托橫梁安裝時(shí)，統(tǒng)一鋼管規(guī)格，縱橫鋼管交錯(cuò)布置，以提高整體穩(wěn)定性。腳手架頂托橫梁安裝如圖4所示。

二是核心受力區(qū)在槽鋼橫梁上點(diǎn)焊15 mm鋼板，非核心受力區(qū)在雙層鋼管上鋪設(shè)鋼笆片，腳手板外側(cè)設(shè)置0.2 m高擋腳板和1.5 m高盤扣式圍擋。

3 架體安全監(jiān)測(cè)

本工程提出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的架體智能AI安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)智慧工地駕駛艙管理平臺(tái)，應(yīng)用激光位移傳感器和MPU6050型全球首例整合性6軸運(yùn)動(dòng)處理集成電路芯片，對(duì)架體水平方向應(yīng)力監(jiān)測(cè)、垂直方向應(yīng)力監(jiān)測(cè)、水平位移監(jiān)測(cè)、豎向位移監(jiān)測(cè)等現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集和預(yù)警管理自動(dòng)化識(shí)別，使AI看板呈現(xiàn)多監(jiān)測(cè)管理視角，實(shí)時(shí)推送預(yù)警或危險(xiǎn)報(bào)警等功能。通訊方式為L(zhǎng)ora無(wú)線傳輸，通訊距離5 km，監(jiān)測(cè)頻率為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)警值，通過(guò)短信瞬時(shí)通知相關(guān)人員，實(shí)現(xiàn)架體安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警智能化，確保了架體施工安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

本工程設(shè)計(jì)超厚預(yù)制混凝土基礎(chǔ)墊層高出周邊且排水通暢，周轉(zhuǎn)使用、降本增效。根據(jù)架體使用功能區(qū)域，對(duì)盤扣架體進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，實(shí)施分區(qū)組合搭設(shè)方案，且針對(duì)性優(yōu)化布設(shè)桿件間距，方便組裝搭接，減少物料及人力成本的浪費(fèi)，提高施工效率。進(jìn)一步優(yōu)化剪刀撐、水平安全網(wǎng)、連墻件構(gòu)件形式，采取雙鋼管及鋼管格構(gòu)柱等連墻件措施，與建筑物非相鄰邊的盤扣架體采用剛性連接與柔性連接相結(jié)合，抗傾覆效果好。盤扣架體斜桿采用分區(qū)設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)架體結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。立桿頂托橫梁分區(qū)設(shè)置，核心受力區(qū)布設(shè)槽鋼橫梁，非核心受力區(qū)布設(shè)雙層鋼管橫梁，統(tǒng)一橫梁規(guī)格，雙層鋼管縱橫交錯(cuò)布置，整體穩(wěn)定性好。核心受力區(qū)槽鋼上點(diǎn)焊鋼板，提高承載力，安全可靠。安裝盤扣式防護(hù)欄桿，其布置靈活，安全便捷，可周轉(zhuǎn)使用，減少消耗材料和周轉(zhuǎn)材料的投入，降低成本，縮短施工工期。

參考文獻(xiàn)

[1] 周路鳴.淺析M60承插型盤扣式腳手架在高凈空地下通道中的應(yīng)用[J].中國(guó)建材科技，2021，30（2）：143-144，137.

[2] 盧偉，盧偉.QLF建筑施工承插式支架模板早拆體系[J].施工技術(shù)，2012，41（23）：74-78.