腳手架連墻件設(shè)置的探究

覃 明

廣東水電二局股份有限公司

腳手架應(yīng)用于各行各業(yè)，尤其在建筑施工行業(yè)廣泛使用。隨著經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展，腳手架也從木、竹、鋼管等材質(zhì)向強(qiáng)簡(jiǎn)結(jié)合的方向發(fā)展。腳手架的出現(xiàn)，解決了縱向高度施工的諸多難題，方便了施工人員高處作業(yè)，但腳手架的安全關(guān)系到作業(yè)人員和工程質(zhì)量的安危。連墻件是腳手架設(shè)計(jì)與構(gòu)造的關(guān)鍵構(gòu)配件之一，是連接腳手架與建筑物的構(gòu)件，是防止架體傾覆、抵抗水平風(fēng)荷載的必要桿件，同時(shí)可以作為腳手架的中間約束，提高承載力，保證其穩(wěn)定性。連墻件的設(shè)置直接關(guān)系到施工腳手架的使用安全，國內(nèi)外發(fā)生的腳手架倒塌事故，大部分是連墻件設(shè)置不足或連墻件被拆除后未及時(shí)補(bǔ)設(shè)引起的[1-2]。近幾年來，人們對(duì)連墻件的改進(jìn)與研發(fā)取得了49項(xiàng)專利發(fā)明成果，《建筑施工門式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ128-2010、《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ130-2011、《建筑施工腳手架安全技術(shù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB51210-2016等各類腳手架安全技術(shù)規(guī)范對(duì)連墻件桿件的強(qiáng)度及穩(wěn)定計(jì)算、連墻件布置最大間距與最大覆蓋面積、布置形式等作出了規(guī)定[3-5]，但連墻件的材質(zhì)與設(shè)置方法尚無具體規(guī)定，而施工現(xiàn)場(chǎng)卻又出現(xiàn)了多種類型的連墻件。為此，有必要系統(tǒng)地對(duì)連墻件的定義、作用、分類、設(shè)置方法、標(biāo)識(shí)等方面進(jìn)行研究，以指導(dǎo)腳手架施工安全管理。

1 連墻件的定義

JGJ128-2010、JGJ130-2011對(duì)連墻件作出的定義為：將腳手架與建筑主體結(jié)構(gòu)可靠連接，并能夠傳遞拉、壓力的構(gòu)件[3-4]。

2 連墻件的作用

腳手架是由多個(gè)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)單元組成的，而連墻件是將架體分割成若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)單元的重要構(gòu)配件之一。

（1）將架體與建筑結(jié)構(gòu)可靠連接，并能承受拉力和壓力。

（2）連墻件的水平反力抵抗豎向荷載作用下立桿產(chǎn)生的偏心傾覆力矩，約束腳手架在豎向荷載作用下的變形。

（3）連墻件被用作減小架體立桿軸心受壓構(gòu)件自由長(zhǎng)度的側(cè)向支撐，增強(qiáng)腳手架橫向剛度，提高其向內(nèi)或向外的抗傾覆能力和承載穩(wěn)定性。

（4）抵抗風(fēng)荷載及其他水平荷載作用并傳給工程結(jié)構(gòu)，消除風(fēng)荷載及其他水平荷載作用下的立桿附加軸向力，也可增強(qiáng)架體抗傾覆能力。

（5）抵抗因地基不均勻沉降引起的內(nèi)力，使內(nèi)力重新分布，以降低架體內(nèi)部的集中應(yīng)力，避免架體出現(xiàn)局部破壞[6]。

（6）加強(qiáng)腳手架整體或局部或薄弱方向剛度。

（7）有效提高模板支架側(cè)向剛度，提高支承系統(tǒng)的承載能力。

3 連墻件的分類

3.1 剛?cè)岱诸惙?/h3>

連墻件是一種腳手架與墻體之間的特殊桿件，一般分為柔性連墻件和剛性連墻件，見表1。柔性連墻件，一般采用細(xì)鋼筋、繩索、雙股或多股鐵絲。剛性連墻件采用鋼管、扣件或預(yù)埋件等剛性拉桿或構(gòu)件組成[7]。雖連墻件有剛?cè)嶂?，但目前各類腳手架安全技術(shù)規(guī)范均規(guī)定連墻件為剛性連墻件。當(dāng)腳手架搭設(shè)大于24m時(shí)，均須采用剛性連墻件，嚴(yán)禁在24m以下只采用柔性連墻件，到24m以上才采用剛性連墻件做法[8]。

表1 柔性連墻件和剛性連墻件

3.2 預(yù)連接法、預(yù)埋后連接法與后連接法

根據(jù)連墻件設(shè)置與混凝土澆筑先后的關(guān)系，將連墻件設(shè)置方法分為預(yù)連接法、預(yù)埋后連接法與后連接法[9]，見表2。

（1）預(yù)連接法：先將連墻件固定端預(yù)埋并同時(shí)連接腳手架，建筑物混凝土澆筑在后的方式，稱之為預(yù)連接法。

（2）預(yù)埋后連接法：先將連墻件固定端預(yù)埋，建筑物混凝土再澆筑，然后將連墻件固定端預(yù)埋件通過管件與腳手架進(jìn)行連接的方式，稱之為預(yù)埋后連接法。

（3）后連接法：建筑物混凝土先澆筑施工，連墻件再行設(shè)置的方式，稱之為后連接法。

表2 預(yù)連接法、預(yù)埋后連接法與后連接法

3.3 柱、梁、墻、板、洞連接法

《建筑施工模板及作業(yè)平臺(tái)鋼管支架構(gòu)造安全技術(shù)規(guī)范》DB45/T618-2009將使支架與建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連結(jié)，將支架中的水平內(nèi)力傳至建筑結(jié)構(gòu)，是從外部防止支架發(fā)生側(cè)移的裝置稱之為外連裝置，分為抱柱裝置、連墻裝置、連板裝置、連梁裝置與輔助裝置，此外，還有連洞裝置[10]，見表3。

表3 柱、梁、墻、板、洞連接法

通過以上分類與分析，可以得知目前連墻件做法眾多，各有所長(zhǎng)，各有缺陷，在施工中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理選用，且應(yīng)采用能承受壓力和拉力的構(gòu)造，并應(yīng)與建筑結(jié)構(gòu)和架體連接牢固。

4 連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算與布置

4.1 連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)在因素與外在因素

連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)在因素為桿件毛截面面積、桿件凈截面面積、豎向間距、水平間距等。

連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算的外在因素為風(fēng)荷載和附加水平力等[5]。

4.2 連墻件的設(shè)計(jì)計(jì)算

腳手架連墻件主要需從以下幾方面進(jìn)行計(jì)算[3-5,8]：

（1）連墻件桿件的強(qiáng)度及穩(wěn)定。

（2）連墻件與腳手架架體、連墻件與建筑結(jié)構(gòu)連接的連接強(qiáng)度。

（3）當(dāng)采用鋼管扣件做連墻件時(shí)，驗(yàn)算扣件抗滑承載力，扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)滿足一個(gè)直角扣件取值8.0kN，雙扣件取值12.0kN。當(dāng)不能滿足以上要求時(shí)，可在連接扣件外再增加一個(gè)抗滑扣件（與連接扣件必須頂緊），并應(yīng)注意，墻、柱、梁等部位內(nèi)外均應(yīng)增加抗滑扣件。

（4）當(dāng)采用在墻、柱、梁等部位埋以鐵件等構(gòu)件做埋件式連墻件時(shí)，驗(yàn)算焊縫抗拉承載力。

（5）當(dāng)采用由M12～M16螺桿和套管組成套管式連墻件時(shí)（注：此為柔性連結(jié)，不建議使用），驗(yàn)算螺桿抗拉強(qiáng)度及螺紋的抗剪強(qiáng)度；當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)螺紋、螺帽時(shí)，螺紋的抗剪與螺栓的抗拉能力是相匹配的，不必計(jì)算。

（6）當(dāng)采用由鋼絲或鋼筋和水平橫桿組成頂拉式連墻件時(shí)（注：此為柔性連結(jié)，不建議使用），驗(yàn)算鋼絲或鋼筋抗拉承載力。

（7）對(duì)于連洞裝置（無斜撐）或穿窗口連墻件，尚應(yīng)驗(yàn)算墻內(nèi)、外面立桿（也可為水平桿）的抗彎能力和撓度。

（8）對(duì)于有斜撐的連大洞裝置（連墻件），應(yīng)近似按桁架予以驗(yàn)算，驗(yàn)算內(nèi)容包括：桁架各桿件內(nèi)力計(jì)算，受力桿件的抗拉強(qiáng)度，受壓桿件的穩(wěn)定性驗(yàn)算（桿件長(zhǎng)度、桿件長(zhǎng)細(xì)比），位移驗(yàn)算等。

4.3 連墻件的最大間距、最大覆蓋面積與布置形式

JGJ128-2010條款6.5.2、JGJ130-2011條款6.4.2對(duì)連墻件的最大間距與最大覆蓋面積作出了規(guī)定，其他類型腳手架規(guī)范尚無這方面的規(guī)定，但基本參照了以上兩個(gè)規(guī)范的要求。此外，連墻件設(shè)置的位置、數(shù)量應(yīng)根據(jù)架體高度、建筑結(jié)構(gòu)形狀、樓層高度、荷載等因素經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算和專項(xiàng)施工方案確定。

連墻件的布置形式應(yīng)優(yōu)先采用菱形布置，或采用方形、矩形布置。

5 連墻件的制作、進(jìn)場(chǎng)與檢驗(yàn)

5.1 連墻件的制作

JGJ128-2010、GB51210-2016將連墻件納入腳手架構(gòu)配件的范疇，雖然在國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利公布公告查詢到多達(dá)49種連墻件的發(fā)明專利，但基于以上連墻件的分類可知，選擇何種類型的連墻件在各類腳手架安全技術(shù)規(guī)范中并未給出具體的規(guī)定，僅JGJ128-2010條文說明6.5.2中有關(guān)于工具式連墻件選擇的表述，即“單根連墻件承受的水平力較大時(shí)，應(yīng)考慮采用工具式連墻件”，但對(duì)工具式連墻件的定義和材料性能等均未作相關(guān)規(guī)定。故此，JGJ 128-2010條款3.0.9作出“連墻件宜采用鋼管或型鋼制作，其材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700中Q235級(jí)鋼或《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591中Q345級(jí)鋼的規(guī)定”。

5.2 連墻件的進(jìn)場(chǎng)

對(duì)于在市場(chǎng)上購買的連墻件，其進(jìn)場(chǎng)核驗(yàn)尚無具體標(biāo)準(zhǔn)，僅JGJ 128-2010條款8.1.7對(duì)連墻件作出應(yīng)檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量合格證和外觀質(zhì)量，與相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照核驗(yàn)，必要時(shí)取樣測(cè)試等規(guī)定。

5.3 連墻件的使用前檢驗(yàn)

目前，各類腳手架安全技術(shù)規(guī)范基本上尚無對(duì)連墻件使用前的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，僅GB51210-2016對(duì)工具式連墻件力學(xué)性能試驗(yàn)方法作出了具體規(guī)定，即采用連墻桿試驗(yàn)工裝將試件夾持在萬能試驗(yàn)機(jī)的鉗口上進(jìn)行抗極限拉承載力和極限抗壓承載力等破壞性試驗(yàn)，測(cè)定連墻桿的抗拉強(qiáng)度和抗壓穩(wěn)定承載力。

6 連墻件的安裝與拆除

6.1 連墻件安裝基本要求

（1）作業(yè)腳手架（運(yùn)料斜道、作業(yè)平臺(tái)）連墻件安裝基本要求。主要是對(duì)連墻件設(shè)置的初始位置、隨架同步、水平間距、豎向間距、懸臂高度、連墻桿設(shè)置角度，以及轉(zhuǎn)角處或開口架端增設(shè)與垂直間距、抗上升翻流作用等的規(guī)定。

（2）滿堂腳手架連墻件安裝基本要求。根據(jù)高寬比，對(duì)連墻件設(shè)置的水平間隔、豎向間隔、張拉固定措施等作出規(guī)定。

（3）滿堂支撐架連墻件安裝基本要求。根據(jù)跨數(shù)、高寬比，對(duì)連墻件設(shè)置的剛性連接、水平間隔、豎向間隔等作出規(guī)定。

6.2 連墻件的安裝后檢驗(yàn)

目前，各類腳手架安全技術(shù)規(guī)范基本上尚無對(duì)連墻件安裝后的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，JGJ 128-2010在門式腳手架與模板支架搭設(shè)的技術(shù)要求、允許偏差及檢驗(yàn)方法中，利用觀察、扭力測(cè)力扳手檢查連墻件與架體、建筑結(jié)構(gòu)連接的牢固情況，利用尺量檢查連墻件縱、橫向間距（±300mm）和與門架橫桿距離（≤200mm）。

6.3 連墻件的標(biāo)識(shí)

連墻件的標(biāo)識(shí)有標(biāo)明連墻件的位置、形式、編號(hào)等信息，同時(shí)起到醒目警示、方便檢查、防止拆除等作用。連墻件的標(biāo)識(shí)采取掛牌標(biāo)識(shí)、刷色標(biāo)識(shí)和掛牌與刷色相結(jié)合的方式[11]。

6.4 連墻件拆除基本要求

連墻件拆除基本要求是對(duì)連墻件拆除的時(shí)間、順序及加固措施作出規(guī)定。

7 結(jié)論

（1）明確連墻件的定義與作用，是連墻件構(gòu)造安全、改進(jìn)與研發(fā)的基本定位與出發(fā)點(diǎn)，同時(shí)也是架體設(shè)計(jì)計(jì)算的主要基本假定條件和邊界條件。

（2）將連墻件分成三大類，即柔性連接法與剛性連接法，預(yù)連接法、預(yù)埋后連接法和后連接法，與柱、梁、墻、板、洞的連接及保險(xiǎn)裝置。這有助于在工程施工實(shí)際中合理選用相應(yīng)的連墻件，同時(shí)也有助于認(rèn)清連墻件改進(jìn)與研發(fā)的進(jìn)程，了解連墻件正從拉接、扣接、焊接、螺栓鉚接等方式向安全、節(jié)材、施工方便、防滲防火等方向發(fā)展。

（3）確定連墻件的內(nèi)在和外在因素，計(jì)算連墻件的抗拉（壓）強(qiáng)度、抗壓穩(wěn)定承載力、連接強(qiáng)度等。根據(jù)架體高度、建筑結(jié)構(gòu)形狀、建（構(gòu)）筑物高度、荷載等因素，并按照連墻件的最大間距、最大覆蓋面積和布置形式要求，設(shè)計(jì)計(jì)算并確定連墻件設(shè)置的位置、數(shù)量。

（4）基于多種連墻件分類分析，以及當(dāng)前規(guī)范缺少對(duì)連墻件的制作、進(jìn)場(chǎng)與使用前檢驗(yàn)的詳細(xì)規(guī)定，僅能從宜采用鋼管或型鋼制作，進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量合格證、外觀質(zhì)量、對(duì)照核驗(yàn)、取樣測(cè)試，工具式連墻件抗拉強(qiáng)度、抗壓穩(wěn)定承載力力學(xué)性能試驗(yàn)等方面加以約束連墻件使用前的質(zhì)量要求。

（5）連墻件的安裝、安裝后檢驗(yàn)、標(biāo)識(shí)與拆除，是連墻件發(fā)揮作用的重要階段過程，其直接關(guān)系到腳手架搭設(shè)、使用與拆除的安全。

綜上所述，連墻件是作業(yè)腳手架、支撐架必不可少的重要構(gòu)配件，連墻件的種類繁多，盡管現(xiàn)行各類腳手架安全技術(shù)規(guī)范對(duì)連墻件作了相應(yīng)的規(guī)定，但對(duì)連墻件仍缺少系統(tǒng)性的詳細(xì)的規(guī)范規(guī)定，故此建議對(duì)連墻件應(yīng)以鋼管、扣件、鋼絲繩等構(gòu)配件一樣的高度，制定一部關(guān)于連墻件的安全技術(shù)規(guī)范。

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