新型脚手架的结构原理及安全应用.docx

1、新 型 脚 手 架 的 结 构 原 理 及 安 全 应 用余 宗 明 编 著中 国 铁 道 出 版 社2 0 0 1 年 北 京(京 )新 登 字 063 号内 容 简 介本 书 以 我 国 脚 手 架 施 工 和 设 计 技 术 40 年 来 的 工 程 实 践 为 基 础 ,全 面 叙 述 了 建 筑 结 构 施 工 广 泛 采 用 的 新 型 脚 手 架 的 结 构 原 理 和 安 全 应 用 。全 书 以 脚 手 架 的 使 用 安 全 为 主 线 ,通 过 对 脚 手 架 结 构 的 理 论 分 析 与 荷 载 试 验 结 果 相 比 较 ,形 成 系 统 论 述 ,使 读 者 能

2、够 掌 握 脚 手 架 承 载 力 的 要 素 ;书 中 提 供 的 钢 管 脚 手 架 铰 接 计 算 法 和 门 形 架 的 刚 架 计 算 法 是 迄 今 为 止 最 详 尽 完 整 的 脚 手 架 结 构 计 算 方 法 ,对 安 全 合 理 使 用 脚 手 架 具 有 重 要 指 导 作 用 ;作 者 以 几 个 典 型 高 层 建 筑 脚 手 架 的 工 程 实 例 ,说 明 了 脚 手 架 从 方 案 选 择 到 方 案 编 制 的 全 套 实 施 程 序 ;所 述 脚 手 架 经 济 分 析 及 施 工 管 理 ,读 者 均 可 参 照 应 用 ;通 过 对 重 大 工 程 事

3、 故 的 分 析 ,说 明 了 结 构 计 算 方 法 与 实 际 效 果 相 符 ,极 具 说 服 力 。本 书 对 各 类 建 筑工 程 现 场 施 工 技 术 人 员 、 安 全 管 理 人 员 及 专 业 公 司 的 技 术 人 员 具 有 重 要 指 导 作 用 ,可 供 大 专 院 校 相 关 专 业 师 生 及 有 关 研 究 人 员 参 考 。图 书 在 版 编 目 ( CIP)数 据新 型 脚 手 架 的 结 构 原 理 及 安 全 应 用 / 余 宗 明 编 著 .北 京 : 中 国 铁 道 出 版 社 , 2001. 11ISB N 7-113-04343-7 . 新 .

4、 . 余 . . 脚 手 架 - 基 本 知 识 . T U 731. 2中 国 版 本 图 书 馆 CIP 数 据 核 字 (2001) 第 069740 号书 名 : 新 型 脚 手 架 的 结 构 原 理 及 安 全 应 用作 者 : 余 宗 明 编 著出 版 发 行 : 中 国 铁 道 出 版 社 ( 1 00 0 54 , 北 京 市 宣 武 区 右 安 门 西 街 8 号 )责 任 编 辑 : 刘 启 山封 面 设 计 : 李 艳 阳印 刷 : 北 京 市 燕 山 印 刷 厂开 本 : 78 7 1 0 92 1/ 16 印 张 : 9. 5 插 页 : 1 字 数 : 23 7

5、千版 本 : 20 0 1 年 1 2 月 第 1 版 2 00 1 年 12 月 第 1 次 印 刷印 数 : 1 3 0 0 0 册书 号 : IS B N 7-1 1 3-0 43 4 3-7/ T U67 0定 价 : 48. 0 0 元版 权 所 有 盗 印 必 究凡 购 买 铁 道 版 的 图 书 , 如 有 缺 页 、 倒 页 、 脱 页 者 , 请 与 本 社 发 行 部 调 换 。 1 作 者 简 历余 宗 明 , 1935 年 11 月 生 , 重 庆 市 万 州 区 人 。 1995 年 退 休 , 退 休 前 任 北 京 住 总 建 设 集 团 副 总 工 程 师 、

6、教 授 级 高 级 工 程 师 , 为 享 受 国 务 院 有 突 出 贡 献 专 家 津 贴 的 科 技 人 员 。 1958 年 毕 业 于 清 华 大 学 土 木 系 结 构 专 业 。 一 生 从 事 建 筑 施 工 工 作 , 深 入 实 际 , 苦 心 钻 研 , 善 于 用 理 论 分 析 的 方 法 解 决 实 际 问 题 , 取 得 丰 富 科 研 成 果 。毕 业 之 初 , 在 北 京 二 建 技 术 科 科 长 指 导 下 参 加 了 北 京 首 都 机 场 60 m 跨 预 应力 屋 架 的 试 验 工 作 , 之 后 又 参 加 了 机 库 组 合 屋 盖 整 体

7、顶 升 的 施 工 工 作 。 该 科 研 成 果 具 有 当 时 国 内 领 先 水 平 。 1959 年 主 要 负 责 “1000 号 混 凝 土 杆 件 拼 装 式 预 应 力 屋 架 的 试 制 、 试 验 和 生 产 ” 的 科 研 课 题 。 该 屋 架 混 凝 土 标 号 高 达 850 号 ( 采用 10 c m 10 c m 10 c m 试 块 抗 压 强 度 达 100 M Pa, 在 当 时 浮 夸 风 盛 行 的 情 况 下称 1000 号 ), 是 当 时 工 程 实 际 应 用 中 的 最 高 水 平 。 该 成 果 有 三 项 突 破 : 一 是 采 用 50

8、0 号 水 泥 磨 细 的 方 法 配 制 干 硬 性 水 泥 达 到 高 标 号 混 凝 土 ; 二 是 桁 架 全 部 杆 件 采 用 先 张 法 预 应 力 , 节 点 现 浇 构 成 整 体 ; 三 是 该 屋 架 实 际 应 用 于 北 京 邮 电 器 材 厂 机 加 车 间 。 共 生 产 了 60 榀 , 全 部 质 量 良 好 , 工 程 应 用 一 次 成 功 。1963 年 发 表 了 “钢 筋 混 凝 土 屋 架 合 理 计 算 ” 一 文 。 ( 土 木 工 程 学 报 1963 年 第 3 期 ) 针 对 当 时 通 用 的 屋 架 设 计 基 本 假 设 , 铰 结

9、 桁 架 与 连 续 梁 上 弦 内 力 叠 加的 方 法 , 指 出 桁 架 下 垂 带 来 的 连 续 梁 支 座 位 移 , 使 计 算 弯 矩 增 加 60 % 之 巨 。 佐 证 了 杭 州 半 山 钢 厂 大 面 积 屋 架 塌 落 事 故 的 原 因 。“文 革 ”期 间 曾 参 加 酒 泉 钢 铁 厂 、 攀 枝 花 钢 铁 厂 及 陕 西 的 三 线 建 设 。 1978 年 2 回 到 北 京 , 曾 任 北 京 住 宅 一 公 司 总 工 程 师 、 北 京 住 总 集 团 科 技 处 处 长 、 副 总 工 程 师 等 职 。 在 住 总 期 间 长 期 主 管 集 团

10、 科 技 工 作 , 在 模 板 、 脚 手 架 、 冬 期 施 工 及 复 合 地 基 等 领 域 成 绩 卓 著 , 在 建 筑 技 术 、 施 工 技 术 和 低 温 建 筑 技 术 等 全 国 性 杂 志 上 , 发 表 论 文 数 十 篇 。 其 中 冬 期 施 工 技 术 方 面 有 : “冻 土 深 度 计 算 式 ”( 低 温 建 筑 技 术 1997 年 第 3 期 ) 以 各 地 区 的 实 际 冻 土 深 度 与 冻 结 时 间 和 冻 结 温 度 的 关 系 建 立 了 第 一 个 与 气 象 统 计 数 据 相 一 致 的 冻 土 深 度 计 算 式 ; “按 混凝

11、土 强 度 龄 期 曲 线 推 算 混 凝 土 早 期 强 度 ” ( 施 工 技 术 1994 年 第 10 期 ) 一 文 以 三 次 幂 函 数 模 拟 混 凝 土 强 度 龄 期 曲 线 取 得 成 功 。 解 决 了 多 年 困 扰 工 程 界 的 混 凝 土 强 度 增 长 规 律 的 问 题 。 对 混 凝 土 早 期 强 度 推 算 法 提 供 了 最 准 确 、 最 简 便 的 方 法 :“考 虑 室 外 温 度 周 期 变 化 条 件 下 蓄 热 法 计 算 ” ( 低 温 建 筑 技 术 1991 年 第 3 期) 一 文 将 吴 震 东 公 式 的 应 用 扩 展 到

12、了 自 然 养 护 条 件 。 除 此 之 外 多 篇 论 文 对 吴 震 东 公 式 的 计 算 参 数 等 都 有 较 深 入 的 研 究 成 果 。 这 些 成 果 最 后 汇 编 到 所 著 冬 期 施 工 人 员 技 术 手 册 (冶 金 工 业 出 版 社 1994 年 第 一 版 和 1996 年 第 二 版 )。作 者 在 模 板 和 脚 手 架 方 面 也 有 多 篇 论 文 。 其 中 , “钢 管 脚 手 架 铰 接 计 算 法 ” ( 建 筑 技 术 开 发 1997 年 6 月 ) 创 造 性 地 解 决 了 多 立 杆 脚 手 架 的 计 算 问 题 。 对 碗 扣

13、 型 脚 手 架 的 推 广 应 用 做 出 了 重 大 贡 献 , 与 星 河 机 器 人 公 司 在 亚 运 村 工 程 中 取 得 了 丰 硕 的 成 果 。 在 汇 宾 大 厦 工 程 中 , 首 创 单 立 管 搭 设 高 度 70 m 的 优 秀 成 绩 , 获 北 京 市 科 技 成 果 三 等 奖 。 在 模 板 工 程 方 面 , 首 创 了 住 总 钢 框 胶 合 板 墙 体 大 模 (见 “组 合 胶 合 板 墙 体 大 模 ”, 施 工 技 术 1992 年 第 一 期 ), 在 亚 运 村 10 号 楼 中 的 应 用 , 取 得 了 优 良 的 技 术 经 济 效

14、益 。 与 他 人 合 著 有 新 型 脚 手 架 和 模 板 支 撑 架 (施 岚 青 、 余 宗 明 、 张 玉 祥 、 姜 传 库 合 著 , 中 国 建 筑 工 业 出 版 社 1997 年 8 月 第 一 版 )。在 复 合 地 基 方 面 , 以 钻 孔 灰 土 桩 在 北 京 恩 济 里 小 区 全 面 推 行 ( 13 万 m 2 ), 降 低 成 本 达 100 万 元 人 民 币 。 发 表 论 文 “钻 孔 灰 土 桩 的 研 究 及 应 用 ” ( 地 基 与 基 础 工 程 1992 年 第 2 期 )。退 休 以 后 继 续 从 事 施 工 技 术 的 研 究 ,

15、致 力 于 总 结 经 验 , 为 建 筑 施 工 技 术 事 业 做 出 应 有 的 贡 献 。 1 前 言脚 手 架 在 建 筑 施 工 中 应 用 广 泛 , 在 长 期 的 应 用 过 程 中 积 累 了 丰 富 的 经 验 。 这 些 经 验 反 映 在 有 关 的 现 场 管 理 规 程 与 规 定 中 。 自 新 型 脚 手 架 引 入 以 来 , 相 应 的 使 用 说 明 及 安 全 规 程 也 积 累 了 相 应 的 资 料 , 这 些 经 验 成 果 是 非 常 宝 贵 的 。 尤其 是 近 20 年 来 , 伴 随 着 各 种 建 筑 结 构 体 系 的 应 用 , 我

16、 国 脚 手 架 出 现 了 多 种 新 型 脚 手 架 体 系 。 其 中 为 高 层 建 筑 应 用 的 脚 手 架 提 供 了 丰 富 的 经 验 和 成 果 。 但 是 这 些 成 果 缺 乏 足 够 的 系 统 化 , 其 主 要 问 题 主 要 是 脚 手 架 的 结 构 计 算 问 题 。 显 然 脚 手 架 的 主 要 功 能 是 保 证 使 用 安 全 , 而 使 用 安 全 与 否 主 要 取 决 于 其 承 载 能 力 。 因而 也 可 以 说 脚 手 架 的 技 术 核 心 是 结 构 承 载 力 。 如 何 运 用 已 有 的 结 构 理 论 来 使 现 有 的 经

17、验 统 一 起 来 , 使 得 作 者 萌 发 了 编 纂 一 本 具 有 理 论 指 导 的 技 术 教 材 成 为 本 人 的 奋 斗 目 标 。所 幸 的 是 作 者 在 职 工 作 期 间 曾 经 研 究 过 碗 扣 型 脚 手 架 , 并 取 得 了 较 突 出 的 成 果 。 当 时 钢 管 架 的 计 算 具 有 两 种 基 本 观 点 : 铰 接 计 算 法 与 无 侧 移 刚 架 计 算 法 。 通 过 讨 论 发 现 实 际 可 行 的 还 只 有 铰 接 计 算 法 , 为 了 验 证 其 可 行 性 又 做 了 相 应 试 验 , 最 后 确 定 了 铰 接 计 算 法

18、 是 可 行 的 基 本 概 念 。 进 一 步 的 研 究 将 钢 管 架 的 铰 接 计 算 进 一 步 完 善 和 系 统 化 ; 继 之 对 门 形 架 采 用 双 铰 刚 架 假 设 得 到 了 门 形 架 的 可 用 方 法 。 在 此 基 础 上 作 者 将 这 些 结 果 汇 编 成 本 书 , 力 图 能 对 广 大 现 场 施 工 人 员 提 供 一 本 手 册 或 工 具 书 。本 书 的 前 三 章 主 要 对 我 国 脚 手 架 技 术 的 发 展 进 行 全 面 的 论 述 , 介 绍 近 20 年 来 所 用 过 的 新 型 脚 手 架 体 系 及 其 产 生 和

19、 发 展 的 过 程 。 其 中 第 三 章 除 了 介 绍 各 种 脚 手 架 体 系 之 外 , 后 半 章 还 归 纳 了 脚 手 架 安 全 应 用 的 规 程 及 有 关 内 容 , 做 为 以 后 理 论 分 析 的 铺 垫 。第 四 、 五 两 章 重 点 讨 论 了 脚 手 架 的 结 构 计 算 。 以 中 心 受 压 杆 承 载 力 计 算 的 欧 拉 公 式 为 基 础 , 探 讨 了 各 种 支 撑 条 件 , 用 以 阐 明 脚 手 架 立 杆 承 载 力 受 支 撑 条 件 影 响 所 带 来 的 问 题 。 在 第 五 章 里 , 将 脚 手 架 连 接 点 视

20、为 铰 形 成 了 “ 网 格 式 结 构 ”计 算 简 图 , 讨 论 了 其 静 定 条 件 。 忽 略 了 多 余 杆 件 , 将 荷 载 化 为 结 点 荷 载 按 照 静 定 结 构 进 行 计 算 。 解 决 了 通 用 的 多 立 杆 脚 手 架 的 计 算 方 法 问 题 。 对 门 形 脚 手 架 采 用 一 次 超 静 定 的 双 铰 刚 架 做 为 基 本 构 件 , 进 行 多 门 架 叠 加 的 计 算 。 得 出 了 门 架 立 杆 成 为 主 承 力 构 件 的 结 果 。 此 两 项 计 算 法 都 是 已 有 手 册 及 工 具 书 未 能 提 供 的 成 果

21、 , 具 有 极 大 的 实 用 价 值 。 掌 握 了 本 书 所 提 供 的 方 法 可 以 解 决 现 有 脚 手 架 计 算 的 一 般 问 题 。第 六 章 以 钢 管 架 、 碗 扣 架 和 门 形 架 的 试 验 结 果 进 一 步 论 证 铰 接 计 算 法 和 实 2 验 结 果 的 一 致 性 。 通 过 荷 载 试 验 时 结 构 的 破 坏 性 状 , 增 加 读 者 对 中 心 受 压 杆 稳 定 问 题 的 感 性 认 识 , 说 明 “失 稳 ”出 现 的 突 然 性 。第 七 章 主 要 谈 施 工 方 案 的 编 制 。 介 绍 了 几 栋 典 型 高 层 建

22、 筑 的 脚 手 架 实 例 。 除 了 各 有 其 特 点 之 外 , 还 介 绍 了 实 施 工 程 中 修 改 设 计 的 具 体 情 节 。 本 章 极 具 特 色 和 具 有 实 用 价 值 , 可 以 掌 握 脚 手 架 方 案 制 定 的 要 点 ; 又 可 做 为 样 板 进 行 套 用 。 为 现 场 人 员 提 供 了 详 尽 的 参 考 资 料 。 本 章 还 对 某 工 程 脚 手 架 倒 塌 事 故 再 一 次 论 证 了 铰 接 计 算 法 与 实 际 的 一 致 性 。第 八 章 对 爬 架 进 行 了 较 深 入 的 介 绍 。 从 手 动 分 体 式 爬 架

23、到 电 动 整 体 式 提 升 ; 由 倒 链 提 升 机 、 螺 旋 提 升 机 到 液 压 提 升 机 , 本 章 对 各 种 爬 架 进 行 了 介 绍 和 分 析 。 对 爬 架 不 同 条 件 下 的 适 用 性 、 众 所 关 注 的 安 全 问 题 乃 至 爬 架 的 技 术 开 发 都 提 供 了 极 为 丰 富 的 内 容 。 本 章 对 爬 架 的 应 用 技 术 提 供 了 足 够 的 基 础 知 识 。最 后 本 书 的 附 录 收 集 了 钢 结 构 计 算 的 有 关 数 据 , 可 以 大 大 方 便 计 算 工 作 。 本 书 吸 取 了 大 量 有 关 脚 手

24、 架 专 家 们 发 表 的 论 文 , 在 这 里 仅 致 衷 心 的 谢 意 。在 成 书 过 程 中 得 到 了 刘 启 山 同 志 的 鼓 励 和 帮 助 , 也 在 这 里 一 并 表 示 感 谢 。 从 本 人 角 度 讲 虽 尽 了 最 大 努 力 , 但 谬 误 一 定 不 少 , 尚 需 读 者 悉 心 指 正 。 希 望 本 书 能 起 到 抛 砖 引 玉 的 作 用 。作 者 2001 年 6 月 1 目 录第 一 章 绪 论 (1)第 一 节 脚 手 架 的 起 源 (1)第 二 节 脚 手 架 技 术 在 我 国 的 发 展 (1)第 三 节 关 于 脚 手 架 的

25、结 构 计 算 (2)第 四 节 展 望 未 来 (3)第 二 章 多 立 杆 式 脚 手 架 及 其 构 件 (4)第 一 节 多 立 杆 式 脚 手 架 及 其 结 构 (4)第 二 节 扣 件 式 钢 管 架 (5)第 三 节 碗 扣 型 脚 手 架 (7)第 四 节 门 形 脚 手 架 (8)第 五 节 其 他 类 型 (10)第 六 节 脚 手 架 的 辅 件 (11)第 三 章 专 用 脚 手 架 及 有 关 安 全 规 定 (15)第 一 节 砌 筑 用 平 台 架 (15)第 二 节 桥 式 架 (16)第 三 节 插 口 架 (18)第 四 节 挂 架 (19)第 五 节 吊

26、 篮 架 (20)第 六 节 砖 砌 高 耸 结 构 物 的 脚 手 架 (20)第 七 节 钢 筋 混 凝 土 烟 囱 用 脚 手 架 (23)第 八 节 冷 却 塔 用 脚 手 架 (24)第 九 节 有 关 脚 手 架 安 全 的 规 定 (26)第 四 章 脚 手 架 结 构 计 算 的 基 础 理 论 (31)第 一 节 概 述 (31)第 二 节 压 杆 稳 定 理 论 (32)第 三 节 杆 件 系 统 的 结 构 理 论 (35)第 四 节 有 关 力 学 分 析 方 法 的 讨 论 (36)第 五 节 脚 手 架 结 构 设 计 标 准 (38)第 五 章 脚 手 架 的 结

27、 构 计 算 (39)第 一 节 结 构 计 算 的 基 本 原 则 (39)第 二 节 脚 手 架 的 几 何 构 成 及 计 算 要 点 (43)第 三 节 钢 管 架 的 计 算 (45)第 四 节 门 形 脚 手 架 的 计 算 (53)第 五 节 吊 篮 架 的 计 算 (61) 2 第 六 节 新 型 桥 架 (64)第 六 章 脚 手 架 的 结 构 试 验 (67)第 一 节 综 述 (67)第 二 节 扣 件 式 钢 管 架 试 验 (68)第 三 节 碗 扣 型 脚 手 架 结 构 试 验 (71)第 四 节 门 形 脚 手 架 的 结 构 试 验 (74)第 七 章 脚

28、手 架 的 方 案 设 计 与 工 程 实 例 (77)第 一 节 概 述 (77)第 二 节 碗 扣 脚 手 架 在 高 层 建 筑 中 的 应 用 (77)第 三 节 钢 管 架 高 层 建 筑 应 用 实 例 (83)第 四 节 脚 手 架 综 合 应 用 实 例 (87)第 五 节 扣 件 型 钢 管 架 重 大 事 故 的 理 论 分 析 (88)第 八 章 爬 架 (90)第 一 节 概 述 (90)第 二 节 手 动 爬 架 (90)第 三 节 电 动 爬 架 (91)第 四 节 液 压 爬 架 (95)第 五 节 爬 模 (97)第 九 章 脚 手 架 的 经 济 分 析 、

29、施 工 管 理 和 专 业 化 (100)第 一 节 脚 手 架 的 经 济 分 析 和 评 价 (100)第 二 节 脚 手 架 的 施 工 管 理 (103)第 三 节 脚 手 架 技 术 专 业 化 的 趋 向 (105)附 录附 录 一 全 国 基 本 风 压 分 布 图(插 页 )(插 页 )附 录 二 钢 结 构 中 心 受 压 杆 长 细 比 及 稳 定 折 减 系 数 表 (107)附 录 三 48 m m 钢 管 主 要 计 算 参 数 (110)附 录 四 钢 丝 绳 (111)附 录 五 型 钢 表 (113)附 录 六 冷 弯 型 钢 表 (128)附 录 七 常 用

30、钢 管 规 格 及 理 论 重 量 (135)附 录 八 圆 钢 截 面 积 及 重 量 表 (138)附 录 九 钢 管 脚 手 架 扣 件 (138)参 考 文 献 (144) 1 第 一 章 绪 论第 一 节 脚 手 架 技 术 的 起 源脚 手 架 技 术 是 伴 随 着 建 筑 施 工 的 要 求 而 产 生 并 发 展 的 。 我 国 古 代 的 脚 手 架 技 术 已 无 从 追 溯 ,但 从 新 中 国 成 立 之 后 最 初 的 建 筑 业 中 , 仍 可 以 看 到 一 些 脚 手 架 技 术 的 传 统 和 做 法 。 刚 刚 解 放 的 新 中 国 建 设 是 依 靠

31、营 造 厂 来 进 行 的 ,其 施 工 作 业 基 本 是 手 工 业 方 式 的 。 主 要 工 种 有 瓦 工 , 木 工 、 油 工 及 架 子 工 。 其 中 架 子 工 是 其 一 个 重 要 工 种 , 因 为 除 了 瓦 、 木 、 油 工 的 专 业 工 作 之 外 , 其 他 的 工 作 都 要 由 架 子 工 来 完 成 。架 子 工 需 要 矫 健 的 身 体 ,有 灵 活 进 行 高 空 作 业 的 能 力 , 其 中 一 部 分 人 出 身 于 棚 工 。 这 个 工 种 需 要 较 强 的 专 业 知 识 ,一 般 是 需 要 跟 师 傅 学 习 才 能 操 作

32、的 。 可 以 说 建 筑 工 程 中 危 险 、 艰 难 的工 作 大 都 要 由 他 们 来 解 决 。 其 中 ,运 输 重 量 较 大 的 器 物 是 他 们 的 职 责 , 其 次 是 为 其 他 工 种 创 造 安 全 施 工 的 条 件 ,搭 设 操 作 架 、 操 作 台 、 运 输 马 道 等 。 由 于 这 种 情 况 , 许 多 垂 直 运 输 设 备 的 搭 设 乃 至 垂 直 运 输 工 作 本 身 都 是 由 架 子 工 完 成 的 。 如 搭 设 高 车 架 、 两 木 塔 、 三 木 搭 、 小 扒 杆 、 檩 脊 抱 子 等 。 具 有 典 型 架 子 工 工

33、 作 的 是 砖 混 结 构 中 空 心 板 的 安 装 。 除 了 带 有 甩 头 扒 杆 的 高 车 架 的 搭 设 是 由 架 子 工 完 成 之 外 ,吊 装 空 心 板 并 用 杠 杆 车 就 位 的 起 重 运 输 工 作 都 是 由 架 子 工 完 成 的 。 由 此 可 见 架 子 工 在 手 工 业 状 态 下 施 工 的 重 要 性 了 。随 着 建 筑 机 械 化 的 发 展 ,到 20 世 纪 60 年 代 起 重 运 输 走 向 了 完 全 机 械 化 , 移 动 式 起 重 机 在 现 场 广 泛 应 用 使 得 起 重 工 成 为 一 个 专 业 工 种 与 架

34、子 工 的 职 能 逐 步 分 离 。 架 子 工 的 职 能 逐 渐 单 一 化 ,但 他 仍 然 保 留 了 搭 架 子 和 安 全 防 护 设 施 搭 设 两 项 职 能 。第 二 节 脚 手 架 技 术 在 我 国 的 发 展脚 手 架 技 术 在 中 华 人 民 共 和 国 成 立 以 后 在 国 家 的 建 设 中 发 挥 了 重 要 作 用 。 其 早 期 (20 世 纪 50 年 代 到 60 年 代 )经 历 了 较 长 的 自 然 发 展 阶 段 。 称 其 为 自 然 发 展 阶 段 是 由 于 它 的 技 术 主要 是 架 子 工 的 传 统 技 艺 。 其 发 展 的

35、 主 要 推 动 力 是 建 筑 施 工 的 需 要 。 在 第 一 、 第 二 个 五 年 计 划 期 间 ,我 国 进 行 了 大 规 模 的 工 业 建 设 。 在 当 时 的 技 术 条 件 下 砖 石 结 构 仍 然 是 结 构 主 体 ; 跨 度 较 大 的 工 业 厂 房 多 采 用 预 制 柱 和 桁 架 装 配 式 结 构 ;只 有 多 层 的 工 业 厂 房 , 如 电 站 等 采 用 现 浇 钢 筋 混 凝 土 结 构 。 其 中 需 要 脚 手 架 的 主 要 是 砌 筑 工 程 , 也 就 是 采 用 传 统 的 单 排 或 双 排 外 脚 手 。 对 于 现 浇 结

36、 构 则 需 搭 设 满 足 支 模 、 钢 筋 绑 扎 和 浇 灌 混 凝 土 的 脚 手 架 体 系 。 这 种 脚 手 架 还 是 有 较大 难 度 的 。 从 高 度 上 讲 有 时 达 到 20 30 m , 而 且 混 凝 土 的 浇 灌 要 依 靠 高 车 架 提 升 混 凝 土 手 推 车 ,并 在 上 部 满 足 手 推 车 运 输 的 需 要 。 但 是 不 论 这 种 需 要 多 么 艰 难 , 我 国 脚 手 架 工 人 都 能 依 靠 传 统 技 艺 使 之 解 决 。 当 然 ,随 着 建 设 规 模 的 不 断 扩 大 , 脚 手 架 木 的 供 应 日 趋 紧

37、张 , 于 是 出 现 了 “以 钢 代 木” 的 革 新 运 动 。 同 时 ,由 于 建 筑 机 械 化 的 发 展 , 从 施 工 工 艺 角 度 改 革 由 外 脚 手 逐 步 发 展 为 里 脚 手 ,于 是 出 现 了 砌 筑 工 程 的 平 台 架 取 代 了 外 脚 手 。 工 业 厂 房 的 装 配 化 也 使 得 脚 手 架 的 应 用 有 所 减 少 。 2 对 于 特 殊 的 工 业 结 构 物 施 工 ,我 国 的 架 子 工 充 分 发 挥 其 技 能 创 造 了 一 些 专 门 的 脚 手 架 体系 ,譬 如 砌 筑 砖 烟 囱 的 挂 架 子 及 提 升 砖 和

38、 沙 浆 的 扒 杆 成 为 专 门 的 脚 手 架 。 对 于 钢 筋 混 凝 土 烟囱 及 冷 却 塔 等 引 入 了 内 钢 架 体 系 (用 螺 栓 连 接 的 钢 管 架 ) 等 等 。 可 以 说 传 统 技 艺 发 挥 了 不 可 估 量 的 作 用 。到 了 20 世 纪 70 年 代 ,钢 管 架 开 始 引 入 我 国 , 使 脚 手 架 技 术 进 到 了 一 个 新 阶 段 。 钢 管 架 的 引 入 是 由 于 国 内 杉 篙 资 源 的 日 渐 减 少 不 能 满 足 建 设 工 程 的 需 要 的 必 然 结 果 。 但 是 由 于 我 国 钢 材 的 生 产 也

39、 不 能 满 足 生 产 的 需 要 ,钢 管 架 的 使 用 过 程 也 是 极 为 缓 慢 的 。 但 是 20 世 纪 70 年 代 末 期 又 是 我 国 建 设 发 展 的 新 阶 段 ,迎 来 了 民 用 建 筑 的 建 设 高 潮 。 出 现 了 “大 模 板 体 系” “装 配 式 大 板 体 系” 等 新 型 钢 筋 混 凝 土 结 构 , 而 且 建 筑 高 度 也 由 6 层 变 为 10 层 以 上 。 由 于 这 些 新 型建 筑 体 系 的 出 现 ,对 脚 手 架 提 出 了 一 些 新 的 要 求 。 根 据 这 些 需 要 , 相 应 开 发 了 桥 架 、

40、插 口 架 、 挂 架 、 吊 篮 架 等 专 用 脚 手 架 体 系 。20 世 纪 80 年 代 以 后 高 层 建 筑 由 上 述 几 种 体 系 走 向 全 现 浇 结 构 , 大 型 公 共 建 筑 也 开 始 出现 。 脚 手 架 技 术 方 面 ,开 发 了 碗 扣 架 , 引 进 了 门 形 架 。 脚 手 架 技 术 呈 现 百 花 齐 放 的 局 面 。20 世 纪 90 年 代 适 应 高 层 建 筑 的 发 展 ,陆 续 出 现 了 爬 架 、 爬 模 等 高 技 术 脚 手 架 体 系 。 给 我 国 脚 手 架 技 术 的 发 展 展 现 了 无 限 美 好 的 前

41、 景 。第 三 节 关 于 脚 手 架 的 结 构 计 算脚 手 架 的 结 构 计 算 在 竹 木 脚 手 阶 段 即 曾 有 人 企 图 进 行 。 但 是 竹 木 这 种 天 然 材 料 本 身 的 力 学 指 标 匀 质 性 差 、 规 格 尺 寸 变 化 范 围 大 、 而 且 其 连 接 点 的 力 学 指 标 更 难 确 定 , 使 得 这 种 设 想 只 能 束 之 高 阁 。 金 属 脚 手 架 的 应 用 解 决 了 这 个 难 题 , 首 先 是 材 料 的 力 学 指 标 可 以 精 确 确 定 ; 规 格 尺 寸 也 可 做 到 完 全 统 一 ; 再 加 上 连 接

42、 件 的 扣 件 力 学 性 能 指 标 可 以 通 过 试 验 得 到 可 靠 的 数 据 , 因 而 给 脚 手 架 的 结 构 计 算 奠 定 了 基 础 。 随 之 , 脚 手 架 搭 设 的 高 度 愈 来 愈 高 , 也 要 求 准 确 的 确 定 脚 手 架 的 承 载 力 , 以 满 足 现 场 施 工 的 需 要 。 脚 手 架 的 结 构 计 算 归 纳 起 来 有 以 下 几 个 方 面 :1. 脚 手 架 的 标 准 化脚 手 架 的 计 算 应 纳 入 建 筑 结 构 设 计 统 一 标 准 ( G BJ 6884) 及 相 应 的 建 筑 结 构 荷 载 规范 (

43、G BJ 9 87) 和 钢 结 构 设 计 规 范 ( G BJ 1788) 。脚 手 架 虽 然 不 是 正 规 的 建 筑 结 构 ,但 是 要 想 进 行 结 构 计 算 必 然 牵 涉 到 安 全 度 、 计 算 指 标 、 系 数 和 公 式 问 题 。 为 了 达 到 统 一 的 标 准 只 能 纳 入 国 家 规 范 。 当 然 按 照 有 关 的 建 筑 规 范 , 结 合 本 身 的 具 体 条 件 ,选 择 相 应 的 具 体 数 值 就 可 以 解 决 这 个 问 题 。2. 脚 手 架 构 成 的 “几 何 构 造” 分 析作 为 杆 件 体 系 组 成 的 脚 手

44、架 虽 然 具 有 一 般 建 筑 结 构 的 特 点 ,但 是 由 于 重 复 利 用 杆 件 、 连 接 件 连 接 快 速 和 方 便 的 基 本 需 要 又 使 其 不 能 完 全 符 合 建 筑 结 构 的 构 造 条 件 , 这 就 是 脚 手 架 结 构计 算 的 矛 盾 点 。 其 中 具 有 核 心 作 用 的 是 杆 件 交 叉 点 的 结 点 性 质 :是 “ 刚” 结 ; 还 是 “铰” 结 。 结 点 性 质 的 确 定 对 “几 何 构 造 分 析” 产 生 决 定 性 的 影 响 , 而 确 定 结 构 为 几 何 不 变 体 系 又 是 结 构 安 全使 用 的

45、 基 础 。 此 外 结 点 的 确 定 还 影 响 到 结 构 计 算 简 图 , 直 接 影 响 到 其 力 学 分 析 结 果 。 尤 其 是对 中 心 受 压 杆 计 算 长 度 的 影 响 ,将 会 使 杆 件 承 载 力 起 决 定 性 的 作 用 。 3 3. 脚 手 架 的 可 靠 性 分 析脚 手 架 的 结 构 计 算 一 般 是 做 为 判 定 设 计 方 案 可 靠 性 的 依 据 , 因 而 其 理 论 分 析 结 果 应 与 荷载 试 验 结 果 相 一 致 ,并 有 足 够 的 安 全 度 。 此 外 计 算 方 法 应 简 单 直 观 ( 不 宜 做 多 次 超

46、 静 定 分 析 ), 以 便 于 方 案 执 行 者 和 审 查 者 分 析 和 理 解 ,同 时 有 利 于 执 行 过 程 中 处 理 出 现 的 问 题 。第 四 节 展 望 未 来基 于 近 几 十 年 来 脚 手 架 技 术 上 取 得 的 进 步 和 施 工 管 理 上 所 取 得 的 丰 富 经 验 , 编 制 行 业 性的 脚 手 架 施 工 安 全 规 程 的 时 机 似 已 成 熟 。 竹 木 脚 手 架 、 金 属 脚 手 架 乃 至 最 新 的 爬 架 早 就 有 了 地 方 性 的 规 程 和 厂 家 的 企 业 标 准 ,又 已 经 过 数 年 的 实 践 摸 索

47、 , 如 能 制 定 统 一 的 标 准 将 使 脚 手 架 的 施 工 管 理 大 大 规 范 化 。 从 实 际 情 况 看 ,由 于 我 国 地 域 辽 阔 , 技 术 发 展 水 平 不 一 , 因 而 从 竹 木脚 手 架 到 爬 架 都 会 有 所 应 用 。 这 样 统 一 规 程 的 制 定 应 当 包 括 :(1)竹 木 脚 手 搭 设 和 使 用 规 程 。 (2)扣 件 型 及 碗 扣 型 钢 管 架 、 门 形 架 施 工 规 程 。 在 这 三 种 脚 手 架 中 ,除 钢 管 架 之 外 , 各 专 利产 品 会 有 所 差 别 ,但 从 施 工 管 理 上 对 其

48、 保 证 安 全 的 条 件 却 完 全 可 以 统 一 。 (3)对 桥 架 、 挂 架 、 吊 篮 架 、 插 口 架 等 北 京 市 早 已 有 相 应 的 安 全 规 程 。 根 据 最 新 的 使 用 经 验修 订 之 后 即 可 满 足 要 求 。 (4)对 于 爬 架 或 一 些 脚 手 架 新 产 品 应 当 建 立 相 应 的 试 点 应 用 及 推 广 的 管 理 制 度 , 以 便 于 新产 品 的 开 发 和 使 用 的 安 全 。除 去 管 理 上 的 工 作 之 外 , 新 型 脚 手 架 已 被 建 设 部 列 为 十 项 新 技 术 之 一 。 这 也 就 要

49、求 对 脚手 架 的 技 术 开 发 给 以 一 定 的 关 注 。 对 现 有 的 各 种 脚 手 架 体 系 进 行 深 入 的 技 术 评 价 和 经 济 分 析 是 改 进 脚 手 架 产 品 的 重 要 途 径 。 在 市 场 经 济 条 件 下 创 造 价 格 低 廉 安 全 可 靠 的 新 型 脚 手 架 将 是 其 主 要 发 展 方 向 。开 展 对 爬 架 使 用 的 提 升 机 、 架 体 和 防 坠 落 装 置 的 研 究 , 将 会 使 爬 架 技 术 更 加 完 善 可 靠 。 4 第 二 章 多 立 杆 式 脚 手 架 及 其 构 件第 一 节 多 立 杆 式 脚 手 架 及 其 结 构1. 竹 木 脚 手 架多 立 杆 式 脚 手 架 是 脚 手 架 的 最 原 始 形 式 。 以 杉 篙 和 竹 篙 搭 设 脚 手 架 采 用 的 主 体 结 构 杆 件 是 天 然 的 木 杆 和 竹