第六章 高层建筑脚手架工程

第六章高层建筑脚手架工程知识目标：了解悬吊式脚手架的种类及构造理解各类落地式钢管脚手架基本构造要求掌握附着升降式脚手架基本构造要求能力目标：能够正确针对工程选用合适的脚手架能够针对工程进行简单的脚手架方案设计

在高层施工中，脚手架使用量大，要求高，技术较复杂，对人员安全、施工质量、施工速度和工程成本影响较大。采用哪一种脚手架搭设极为重要,即要节省开支,又要牢固、安全可靠。

第一节落地式钢管脚手架一、扣件式钢管脚手架我国自60年代以来，开始推广扣件式钢管脚手架，用于高度20m左右的房屋建筑的施工，并取得了较大的进展。经过设计和使用证明，从地面向上搭设总高度不超过40m是可行的，安全的。对于超过40m以上的建筑物，采取吊撑、悬挑钢架等措施，可以解决40m以上高度的建筑物外脚手架的搭设、使用问题。扣件式钢管脚手架按承载能力可分为轻型、中型及重型三类。各类脚手架额定载重量、应用范围及主要架设间距见表6-1。（一）扣件式钢管脚手架用于高层建筑的优缺点

1.优点：适用于各种外形形状的建筑物，安全感好，节省木材，用于外脚手架的钢管和扣件，可以组成多种结构形式，一材多用，周转次数多，显示出许多优越性。

2.缺点：搭设和拆除耗用工时多，劳动强度大，材料占用流动资金多，具有自身难以克服的弱点。（二）扣件式钢管脚手架的构造要求扣件式钢管脚手架由钢管、扣件、脚手板和底座组成，如图（6-1）。钢管一般用Φ48㎜、厚3.5㎜的镀锌高频焊接钢管。最大重量不应超过25㎏。用于立杆、纵向水平杆和支撑杆（包括剪刀撑、横向斜撑、水平斜撑等）的钢管长宜为4～6.5m；用于横向水平杆的钢管长度以2.2m为宜。图6-1扣件式钢管脚手架的基本构架形式1—外立杆2—内立杆3—横向水平杆4—纵向水平杆5—栏杆6—挡脚板7—直角扣件8—旋转扣件9—连墙件10—横向斜撑11—主立杆12—副立杆13—抛撑14—剪刀撑15—垫板16—纵向扫地杆17—横向扫地杆扣件用于钢管之间的连接，其基本形式有三种：（a）直角扣件，用于两根钢管呈垂直交叉连接；（b）旋转扣件，用于两根钢管呈任意角度交叉连接；（c）对接扣件，用于两根钢管的对接连接，见图6-2。图6-2扣件形式立杆底端立于底座上，以传递荷载到地面上，底座如图6-3所示。图6-3底座脚手板可采用钢、木、竹材料制作的冲压钢脚手板、钢木脚手板、竹脚手板等，每块质量不宜大于30kg。1.纵向水平杆的构造应符合下列规定（1）纵向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨。（2）纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接，也可采用搭接。对接、搭接应符合下列规定：①纵向水平杆的对接扣件应交错布置：两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500㎜；各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3，如图6-4所示；（a）接头不在同步内（立面）（b）接头不在同跨内（平面）图6-4纵向水平杆对接接头布置1—立杆2—纵向水平杆3—横向水平杆②搭接长度不应小于lm，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100㎜；③当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时，纵向水平杆应作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上；当使用竹笆脚手板时，纵向水平杆应采用直角扣件固定在横向水平杆上，并应等间距设置，间距不应大于400㎜，如图6-5所示。图6-5铺竹笆脚手板时纵向水平杆的构造1—立杆2—纵向水平杆3—横向水平杆4—竹笆脚手板5—其它脚手板2.横向水平杆的构造应符合下列规定（1）主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150㎜。在双排脚手架中，靠墙一端的外伸长度a（如图6-6）不应大于0.4La，且不应大于500㎜；（a）双排脚手架；（b）单排脚手架图6-6横向水平杆的构造1—横向水平杆；2—纵向水平杆；3—立杆（2）作业层上非主节点处的横向水平杆，宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于纵距的1/2；（3）当使用冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板时，双排脚手架的横向水平杆两端均应采用直角扣件固定在纵向水平杆上；单排脚手架的横向水平杆的一端，应用直角扣件固定在纵向水平杆上，另一端应插入墙内，插入长度不应小于180㎜；（4）使用竹笆脚手板时，双排脚手架的横向水平杆两端，应用直角扣件固定在立杆上；单排脚手架的横向水平杆的一端，应用直角扣件固定在立杆上，另一端应插入墙内，插入长度亦不应小于180㎜。3.脚手板的设置应符合下列规定（1）作业层脚手板应铺满、铺稳，离开墙面120～150㎜；（2）冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板等，应设置在三根横向水平杆上。当脚手板长度小于2m时，可采用两根横向水平杆支承，但应将脚手板两端与其可靠固定，严防倾翻。此三种脚手板的铺设可采用对接平铺，亦可搭接翻设。脚手板对接平铺时，接头处必须设两根横向水平杆，脚手板外伸长度应取130～150㎜，两块脚手板外伸长度之和不应大于300㎜,如图6-7（a）；脚手板搭接铺设时，接头必须支在横向水平杆上，搭接长度应大于200㎜，其伸出横向水平杆的长度不应小于100㎜，如图6-7（b）所示。；（a）脚手板对接（b）脚手板搭接图6-7脚手板对接、搭接构造（3）竹笆脚手板应按其主竹筋垂直于纵向水平杆方向铺设，且采用对接平铺，四个角应用直径1.2㎜的镀锌钢丝固定在纵向水平杆上；（4）作业层端部脚手板探头长度应取150㎜，其板长两端均应与支撑杆可靠固定。4.立杆（1）每根立杆底部应设置底座或垫板；（2）脚手架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200㎜处的立杆上。横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于lm。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500㎜，如图6-8所示；

图6-8纵、横向扫地杆构造1—横向扫地杆2—纵向扫地杆（3）脚手架底层步距不应大于2m，如图6-8所示；（4）立杆必须用连墙件与建筑物可靠连接，连墙件布置间距宜按表6-2采用；（5）立杆接长除顶层顶步可采用搭接外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。对接、搭接应符合下列规定：①立杆上的对接扣件应交错布置：两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500㎜；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3；②搭接长度不应小于lm，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于l00㎜；③立杆顶端宜高出女儿墙上皮lm，高出檐口上皮1.5m。（7）双管立杆中副立杆的高度不应低于3步，钢管长度不应小于6m。5.连墙件⑴连墙件数量的设置除应满足规范计算要求外，尚应符合表6-2的规定。⑵连墙件的布置应符合下列规定①宜靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm；②应从底层第一步纵向水平杆处开始设置，当该处设置有困难时，应采用其他可靠措施固定；③宜优先采用菱形布置，也可采用方形、矩形布置；④一字型、开口型脚手架的两端必须设置连墙件，连墙件的垂直间距不应大于建筑物的层高，并不应大于4m（2步）。⑶对高度在24m以下的单、双排脚手架，宜采用刚性连墙件与建筑物可靠连接，亦可采用拉筋和顶撑配合使用的附墙连接方式。严禁使用仅有拉筋的柔性连墙件；⑷对高度24m以上的双排脚手架，必须采用刚性连墙件与建筑物可靠连接。⑸连墙件的构造应符合下列规定：①连墙件中的连墙杆或拉筋宜呈水平设置，当不能水平设置时，与脚手架连接的一端应下斜连接，不应采用上斜连接；②连墙件必须采用可承受拉力和压力的构造。采用拉筋必须配用顶撑，顶撑应可靠地顶在混凝土圈梁、柱等结构部位。拉筋应采用两根以上直径4mm的钢丝拧成一股，使用时不应少于2股；亦可采用直径不小于6mm的钢筋。（6）当脚手架下部暂不能设连墙件时可搭设抛撑。抛撑应采用通长杆件与脚手架可靠连接，与地面的倾角应在45°～60°之间；连接点中心与主节点的距离不应大于300mm。抛撑应在连墙件搭设后方可拆除；⑺架高超过40m且有风涡流作用时，应采取抗上升翻流作用的连墙措施。6.剪刀撑与横向斜撑（1）双排脚手架应设剪刀撑与横向斜撑，单排脚手架应设剪刀撑；（2）剪刀撑的设置应符合下列规定：①每道剪刀撑跨越立杆的根数宜按表6-3的规定确定。每道剪刀撑的宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面的倾角宜在45°～60°之间；②高度在24m以下的单、双排脚手架，应在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置；中间各道剪刀撑之间的净距不应大于15m，如图6-9所示；图6-9剪刀撑布置③高度在24m以上的双排脚手架应在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑；④剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接，搭接应符合4.5的规定；⑤剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150㎜。（3）横向斜撑的设置符合下列规定：①横向斜撑应在同—节间，由底至顶呈之字形连续设置，斜撑宜采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。当斜撑在1跨内跨越2个步距时，宜在相交的纵向水平杆处，增设一根横向水平杆，将斜撑固定在其伸出端上；②一字形、开口型双排脚手架的两端必须设置横向斜撑，中间宜每隔6跨设置一道；③高度在24m以下的封闭型双排脚手架可不设横向斜撑，高度在24m以上的封闭型脚手架，除拐角应设置横向斜撑外，中间应每隔6跨设置一道。二、门式钢管脚手架门式钢管脚手架具有几何尺寸标准化，结构合理，受力性能好，充分利用钢材强度，承载能力高，施工中装拆容易、架设效率高，省工省时、安全可靠、经济适用，是一种具有良好推广价值和发展前景的新型多功能组合脚手架。应用范围十分广泛，可以作为高层建筑、高耸构筑物施工用的结构和装修脚手架；又可以用于结构、设备安装等满堂脚手架；还广泛用于建筑、桥梁、隧道、地铁等工程施工的模板支撑架；若门架下部安放轮子，也可以作为机电安装，油漆粉刷、设备维修、广告制作的活动平台。

（一）门式钢管脚手架的基本组合单元门式脚钢管手架由门架（如图6-10所以）、交叉支撑、连接棒、挂扣式脚手板或水平架、锁臂等构成基本组合单元（如图6-11所以）。将基本组合单元相互连接起来并增设梯形架、栏杆等部件即构成整片脚手架。图6-10门架1—立杆2—立杆加强杆3—横杆4—横杆加强杆5—锁销图6-11门式钢管钢管脚手架的基本单元1—门架2—垫木3—可调底座4—连接棒5—交叉支撑6—锁臂7—水平架（二）门式钢管脚手架的材料要求门架及配件除有特殊要求外，门架的立杆、横杆和水平杆的钢管规格为φ42×2.5mm，其他杆件的钢管规格为φ22～φ26mm×1.5～2.6mm。（三）门式钢管脚手架的搭设要求门式脚手架的搭设程序：铺放垫木（板）→拉线、放底线→自一端起立门架并随机装剪刀撑→装水平梁架（或脚手板）→装梯子→（需要时装纵向水平杆）→装连墙件→重复以上步骤，逐层向上安装→装加强整体刚度的长剪刀撑→装顶部栏杆。（四）门式钢管脚手架的拆除要求门式钢管脚手架拆除时，应自上而下进行，部件拆除的顺序与安装顺序相反，不允许将拆除的部件从高空抛下，而应将拆下的部件收集分类后，用垂直吊运机具运至地面，集中堆放保管。三、碗扣式钢管脚手架（一）碗扣式钢管脚手架的基本构造碗扣式钢管脚手架是我国一种多功能脚手架，无扣件丢失问题，其关键技术在于碗扣接头，钢管上每隔一定距离安装一套碗扣接头制成，分上碗扣和下碗扣，下碗扣焊在钢管上，上碗扣对应地套在钢管上，其销槽对准焊在钢管上的限位销即能上、下滑动。横杆是在钢管两端焊接横杆接头制成。连接时，只需将横杆接头插入下碗扣内，将上碗扣沿限位销扣下，并顺时针旋转，靠上碗扣螺旋面使之与限位销顶紧，从而将横杆和立杆牢固地连在一起，形成框架结构。每个下碗扣内可同时装4个横杆接头，位置任意。接头构造如图6-12。（二）碗扣式钢管脚手架的主要功能特点1.多功能：能根据具体施工要求，组成不同组架尺寸、形状和承载能力的单、双排脚手架，支撑架，支撑柱，物料提升架，爬升脚手架，悬挑架等多种功能的施工装备。也可用于搭设施工棚、料棚、灯塔等构筑物。特别适合于搭设曲面脚手架和重载支撑架。2.高功效：常用杆件中最长为3130mm，重17.07kg。整架拼拆速度比常规快3～5倍，拼拆快速省力，工人用一把铁锤即可完成全部作业，避免了螺栓操作带来的诸多不便。

3.通用性强：主构件均采用普通的扣件式钢管脚手架之钢管，可用扣件同普通钢管连接，通用性强。4.承载力大：立杆连接是同轴心承插，横杆同立杆靠碗扣接头连接，接头具有可靠的抗弯、抗剪、抗扭力学性能。而且各杆件轴心线交于一点，节点在框架平面内，因此，结构稳固可靠，承载力大。（整架承载力提高，约比同等情况的扣件式钢管脚手架提高15％以上）。

5.安全可靠：接头设计时，考虑到上碗扣螺旋摩擦力和自重力作用，使接头具有可靠的自锁能力。作用于横杆上的荷载通过下碗扣传递给立杆，下碗扣具有很强的抗剪能力（最大为199kN）。上碗扣即使没被压紧，横杆接头也不致脱出而造成事故。同时配备有安全网支架，间横杆，脚手板，挡脚板，架梯。挑粱．连墙撑等杆配件，使用安全可靠。6.易于加工：主构件用Φ48×3.5、Q235焊接钢管，制造工艺简单，成本适中，可直接对现有扣件式脚手架进行加工改造．不需要复杂的加工设备。7.不易丢失：该脚手架无零散易丢失扣件，把构件丢失减少到最小程度。8.维修少：该脚手架构件消除了螺栓连接．构件经碰耐磕．一般锈蚀不影响拼拆作业，不需特殊养护、维修。第二节附着升降式脚手架一、附着升降式脚手架类型（一）套管式附着升降脚手架套管式附着升降脚手架即由交替附着墙体结构的固定框架和滑动框架（可沿固定框架滑动）构成的附着升降脚手架，其构造如图6-13所示。固定框竖杆为φ48×3.5mm焊接钢管，活动框立管为φ63.5×4mm无缝钢管。脚手架单元长度不宜大于4m，以使单元具有足够刚度。每个单元由2个升降框和连接2个升降框的纵横向水平杆、剪刀撑、脚手板、安全网等组成。图6-13套管式附着升降脚手架1—上翼板2—下翼板3—腹板4—支座板5—加劲板（a）爬升前的位置（b）活动架爬升1.4m（c）固定架爬升1.4m图6-14套管式附着升降脚手架的爬升（二）挑梁式附着升降脚手架

挑梁式附着升降脚手架，即架体悬吊于带防倾导轨的挑梁带（固定于工程结构）下并沿导轨升降的脚手架，其特点是脚手架的固定、升降依靠从柱或边梁伸出来的挑梁实现，如图6-15所示。（三）导轨式附着升降脚手架导轨式附着升降脚手架，即架体沿附着于墙体结构的导座升降的脚手架。其特点是脚手架的固定、升降、防坠落、防倾覆等靠导轨实现。如图6-16所示。图6-16导轨式附着升降脚手架（四）互爬式附着升降脚手架互爬式附着升降脚手架有甲、乙两类架体，甲与墙体固定后提升乙，然后乙与墙体固定后再提升甲，即相互提升。下降原理相同，如图6-17所示。一次升降幅度不受限制。升降时1人指挥，2人拉葫芦，2人拆、安固定装置，共5人操作。相邻脚手架单元在不升降时用脚手板等连接。图6-17互爬式附着升降脚手架1—提升单元；2—提升横梁；3—连墙支座；4—手拉葫芦二、附着升降式脚手架的装置1.防倾装置2.防坠落装置3.安全防护附着式升降脚手架在升降过程中，必须确保升降平稳。升降吊点超过两点时，不能使用手拉葫芦。同步及荷载控制系统应通过控制各提升设备间的升降差和控制各提升设备的荷载来控制各提升设备的同步性，且应具备超载报警停机、欠载报警等功能。遇五级（含五级）以上大风和大雨、大雪、浓雾和雷雨等恶劣天气时，禁止进行升降和拆卸作业。并应预先对架体采取加固措施。夜间禁止进行升降作业。当附着升降脚手架预计停用超过一个月时，停用前采取加固措施。当附着式升降脚手架停用超过一个月或遇六级以上大风后复工时，必须进行安全检查。第三节悬吊式脚手架悬吊式脚手架（也称吊篮）是通过特设的支承点，利用吊索悬吊吊架或吊篮进行高层或超高层建筑外装修工程操作的一种脚手架。其主要组成包括吊架或吊篮、支承设施、吊索及升降装置等。其设备简单，操作方便，工效高，经济效益好。因此在平时建筑设备的安装、维修保养和外墙的清洁等工作中，也得到了日益广泛的应用。一、吊篮种类吊篮分为手动（手板葫芦）吊篮和电动吊篮两大类。吊篮邻墙一侧距墙面100～200㎜，相邻吊篮间隙不大于200㎜。（一）手动吊篮其构造如图6-18所示。手动吊篮结构采用薄壁型钢或铝合金型材制成，可整体拆卸和快速组拼；采用两台手动提升机进行升降；设有安全锁和独立的安全钢丝绳，当吊篮发生意外超速下降时，安全锁便会自动将吊篮锁定在安全钢丝绳上，因而能确保施工人员安全；吊篮的屋面机构为移动式悬挂臂架或女儿墙夹紧悬挂机构，移动方便，架设迅速，适应性强。图6-18吊篮构造安全绳（或称保险绳）与吊篮的连接方式有两种：钢丝绳兜住底部；钢丝绳与安全锁连接。如图6-19所示。

（a）钢丝绳兜住底部