脚手架与垂直运输设备的应用

3.2.1 脚手架

脚手架是施工中堆放材料和工人进行操作的临时设施，是为方便工人进行操作而搭设的工作平台或作业通道，也是保证工人高空作业的安全防护。一般搭设脚手架高度在1.2m左右，称为“一步架高度”，又称为墙体的可砌高度。

脚手架种类很多，按其所用材料可以分为木脚手架、竹脚手架、金属脚手架; 按用途可以分为结构用脚手架、装修用脚手架、支撑用脚手架; 按搭设位置可以分为外脚手架、里脚手架; 按构造形式可以分为多立杆式 (有扣件式、碗扣式，分单排、双排和满堂脚手架)、门型框式、桥式、吊篮式、悬挂式、挑架式、升降式及用于楼层间操作平台的工具式脚手架。

脚手架搭设的基本要求是: 脚手架宽度应满足工人操作、材料堆放及运输的要求，一般2m左右，不得小于1.5m; 脚手架应有足够的强度、刚度及稳定性; 装拆简单，搬运方便，能够多次周转使用; 脚手架应根据当地材料供应情况，因地制宜，就地取材，尽量节省用料。

1. 扣件式钢管脚手架

扣件式钢管脚手架主要由钢管和扣件组成，具有工作可靠、装拆方便和通用性强等特点。主要杆件有立杆、大横杆、小横杆、护栏、剪刀撑、连墙杆、纵向扫地杆、横向扫地杆和底座等。扣件式钢管脚手架的基本形式有双排式和单排式两种，其构造如图3.2.1所示。

图3.2.1 扣件式钢管脚手架

杆; 2—大横杆; 3—小横杆; 4—脚手板; 5—栏杆; 6—抛撑; 7—斜撑; 8—墙体图

扣件用于钢管之间的连接，基本形式有三种，如图3.2.2所示。对接扣件用于两根钢管的对接连接; 旋转扣件用于两根钢管呈任意角度交叉的连接; 直角扣件用于两根钢管呈垂直交叉的连接。

图3.2.2 扣件形式

搭设扣件式钢管脚手架时，应注意地基平整坚实，设置底座和垫板，且有可靠的排水措施，防止积水浸泡地基。立杆之间的纵向间距: 当为单排设置时，立杆离墙1.2～1.4m; 当为双排设置时，里排立杆离墙0.4～0.5m，里、外排立杆之间间距为1.5m左右。相邻立杆接头要错开，对接时需用对接扣件连接，也可以采用长度为400mm、外径等于立杆内径，中间焊法兰的钢管套管连接。立杆的垂直偏差不得大于架高的1/200。上下两层相邻大横杆之间的间距为1.5～1.8m。大横杆杆件之间的连接应位置错开，并用对接扣件连接，若采用搭接连接，搭接长度应不小于1m，并用三个回转扣件扣牢。与立杆之间应采用直角扣件连接，纵向水平高差应不大于50mm。小横杆的间距不大于1.5m。当为单排设置时，小横杆的一头搁入墙内不少于240mm，一头搁于大横杆上，至少伸出100mm; 当为双排设置时，小横杆端头离墙距离为50～100mm。小横杆与大横杆之间用直角扣件连接。每隔三步的小横杆应加长，并注意与墙的拉结。纵向支撑的斜杆与地面的夹角宜在45°～60°范围内。斜杆的搭设是利用回转扣件将一根斜杆扣在立杆上，另一根斜杆扣在小横杆的伸出部分上，这样可以避免两根斜杆相交时把钢管别弯。斜杆用扣件与脚手架扣紧的连接接头距脚手架节点 (即立杆和横杆的交点) 不大于200mm。除两端扣紧外，中间尚需增加2～4个扣节点。为保证脚手架的稳定，斜杆的最下面一个连接点距地面不宜大于500mm。斜杆的接长宜采用对接扣件的对接连接，当采用搭接时，搭接长度不小于400mm，并用两只回转扣件扣牢。

2. 碗扣式钢管脚手架

碗扣式钢管脚手架是我国参考国外经验自行研制的一种多功能脚手架，其杆件节点处采用碗扣连接，由于碗扣是固定在钢管上的，构件全部轴向连接，其力学性能好，连接可靠，组成的脚手架整体性好，具有比扣件式钢管脚手架更强的稳定性和承载能力。

碗扣式钢管脚手架由钢管立杆、横杆、碗扣接头等组成。其基本构造和搭设要求与扣件式钢管脚手架类似，不同之处主要在于碗扣接头。碗扣接头如图3.2.3所示，是由上碗扣、下碗扣、横杆接头和上碗扣的限位销等组成。

碗扣式脚手架搭设时，立柱横距为1.2m; 纵距根据脚手架荷载可以为1.2m、1.5m、1.8m、2.4m; 步距为1.8m、2.4m; 搭设时立杆的接长缝应错开，第一层立杆应采用长1.8m和3.0m的立杆错开布置，往上均用3.0m长杆，至顶层再采用1.8m和3.0m两种长度找平。高30m以下脚手架垂直度应在1/200以内，高30m以上脚手架垂直度应控制在1/400～1/600，总高垂直度偏差应不大于100mm。

图3.2.3 碗扣式钢管脚手架节点

3. 门型脚手架的构造

门型脚手架是一种工厂生产、现场搭设的钢管脚手架，门型脚手架不仅可以作为外脚手架，也可以作为内脚手架或满堂脚手架。门型脚手架因其几何尺寸标准化、结构合理、受力性能好、施工中装拆容易、安全可靠、经济实用等特点，广泛应用于建筑、桥梁、隧道、地铁等工程施工，若在门架下部安放轮子，也可以作为机电安装、油漆粉刷、设备维修、广告制作的活动工作平台。

门型脚手架由门式框架、剪刀撑和水平梁架或脚手板构成基本单元，将基本单元连接起来即构成整片脚手架，如图3.2.4所示。门型脚手架的主要部件之间的连接形式有制动片式和偏重片式。

图3.2.4 门型脚手架 (单位: mm)

框架; 2—剪刀撑; 3—水平梁架; 4—螺旋基脚; 5—连接器; 6—梯子; 7—栏杆; 8—脚手板

门型脚手架一般按以下程序搭设: 铺放垫木 (板) →拉线、放底座→自一端起立门架并随即装剪刀撑→装水平梁架 (或脚手板) →装梯子→需要时装设通常的纵向水平杆→装设连墙杆→插上连接棒、安上一步门架、装上锁臂→照上述步骤，逐层向上安装→装加强整体刚度的长剪刀撑→装设顶部栏杆。

搭设门型脚手架时，基底必须先平整夯实。外墙脚手架必须通过扣墙管与墙体拉结，并用扣件把钢管和处于相交方向的门架连接起来，整片脚手架必须适量放置水平加固杆(纵向水平杆)，前三层要每层设置水平加固杆，三层以上则每隔三层设一道水平加固杆。在架子外侧面设置长剪刀撑，采用连墙管或连墙器将脚手架与建筑物连接。高层脚手架应增加连墙点布设密度。拆除架子时应自上而下进行，部件拆除顺序与安装顺序相反。(www.xing528.com)

4. 里脚手架

里脚手架搭设于建筑物内部，每砌完一层墙后，即将其转移到上一层楼面，进行新的一层墙体砌筑。里脚手架也用于室内装饰施工。里脚手架装拆较频繁，要求轻便灵活，装拆方便。通常将其做成工具式的，结构形式主要有折叠式 (如图3.2.5所示)、支柱式、门架式 (如图3.2.6所示)、马凳式、平台架等。材料可以采用角钢或钢管制作，连接形式有套管式和承插式。

图3.2.5 折叠式里脚手架 (单位: mm)

图3.2.6 门架式里脚手架 (单位: mm)

1—立管; 2—支脚; 3—门架; 4—垫板; 5—销孔

3.2.2 垂直运输设备

垂直运输设备是垂直运送各种材料和人员上下的机械设备和设施。砌筑工程中的垂直运输量比较大，需要将大量的砌块、砂浆、脚手架、脚手板及预制构件运送到各楼层的施工平面上去，因此需要合理安排垂直运输设备，以加快施工进度，降低工程成本。砌筑工程中常用的垂直运输设备有井架、龙门架、塔式起重机和施工电梯等。

1. 井架

井架是砌体工程中最常使用的垂直运输机械，如图3.2.7所示，井架可以采用型钢或钢管加工成定型产品，也可以采用脚手架部件搭设。井架的优点是取材方便、稳定性好、运输量大，可以同时带有起重臂和吊盘，也可以不带重臂。其缺点是缆风绳多，影响施工和交通。

2. 龙门架

龙门架是由两组格构式立杆和横梁 (天轮梁) 组合而成的门式架，如图3.2.8所示。在横梁上设置滑轮、导轨、吊盘，进行材料的垂直运输。龙门架构造简单，制作方便，常用于多层建筑施工，起吊高度为15～30m，起重量为6～52kN。

图3.2.7 井架

1—平撑; 2—斜撑; 3—立柱; 4—钢丝绳5—缆风绳; 6—滑轮; 7—垫木; 8—内吊盘

图3.2.8 龙门架

1—天轮; 2—缆风绳; 3—立柱4—钢丝绳; 5—导轨; 6—地轮

3. 施工电梯

在高层建筑施工中，常采用人货两用施工电梯，如图3.2.9所示。这种施工电梯主要由底笼 (外笼)、驱动机构、安全装置、附墙架、起重装置和起重拔杆等构成。吊笼装在井架的外侧，沿齿条式轨道升降，可以载重货物10～20kN，可以承载12～14人。其高度随建筑物主体结构的施工而接高。

图3.2.9 建筑施工电梯 (单位: mm)

1—吊笼; 2—小吊杆; 3—架设安装杆; 4—平衡箱; 5—导轨架; 6—底笼; 7—混凝土基础

4. 塔式起重机

塔式起重机具有提升、回转、水平运输等功能，塔式起重机既是主要的垂直运输设备，又是重要的吊装机械，尤其在吊运大、长、重的物料时有明显的优势，因此若条件允许，实际工程中宜优先采用塔式起重机。塔式起重机的类型、特点及性能详见第7章。