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第四章
脚手架工程及垂直运输设施
教教学目标
学目标
会组织搭设及拆除简易脚手架；能组织脚手架工施工；能正确选择垂直运输机械。
教学目标
了解脚手架的作用和基本要求及种类；掌握多立杆式钢管扣件脚手架的构造、搭设和拆除要求；了解脚手架的设计和计算的一般方法；掌握脚手架的使用安全技术。了解常用垂直运输机械的构造、适用范围，熟悉塔式起重机的基本性能参数，掌握垂直运输机械安装和使用安全要求。
能力目标
知识目标
脚手架工程
垂直运输设施
目录
脚手架工程
基本要求：
1、有足够的宽度（或面积）、步架高度、离墙距离，能满足工人操作、材料堆放和运输需要；
2、有足够的强度、刚度和稳定性，保证施工期间在各种荷载作用下，脚手架不变形、不倾斜、不摇晃；
3、与垂直运输设备和楼层作业面高度相互适应，以确保材料垂直运输转入楼层水平运输和需要；
4、搭设、拆除和搬运方便，能多次周转使用；
5、应考虑多层作业、交叉流水作业和多工种作业的要求，减少搭拆次数。
脚手架工程
脚手架的分类
按照与建筑物的位置关系划分
外脚手架和里脚手架
按其所用材料分
木脚手架、竹脚手架和金属脚手架；
按其结构形式分
多立杆式、碗扣式、门型、方塔式、附着式升降脚手架及悬吊式脚手架等。
按用途分
砌筑脚手架、装饰脚手架和支撑脚手架等。
脚手架工程
扣件式钢管脚手架组成
由钢管、扣件、底座、脚手板等组成。
钢管
图 4 - 1 扣件式钢管脚手架
( a )立面；( b ) 侧面（双排）；（c）侧面（单排）
1、 立杆 2、大横杆 3 、小横杆 4 、脚手板5 、栏杆6 、抛撑 7 、剪刀撑
脚手架工程
图4-2 扣件形式
（a）直角扣件；b）旋转扣件；c）对接扣件
直角扣件：用于连接两根互相垂直交叉的钢管；
旋转扣件：用于连接两根呈任意角度相交的钢管；
对接扣件：用于两根钢管的对接连接。
扣件式钢管脚手架组成
扣件：有直角扣件、旋转扣件、对接扣件三种基本形式
脚手架工程
扣件式钢管脚手架组成
底座：立杆底部的垫座，用以传递荷载到地面上。
图4-3 扣件式钢管脚手架底座
1—承插钢管； 2—钢板底座
a)内插式底座； b)外套式底座
脚手架工程
扣件式钢管脚手架组成
脚手板
脚手板一般采用木脚手板和定型钢脚手板，也可采用竹脚手板，其材质应符合规范要求。
脚手架工程
扣件式钢管脚手架构造要点
表4-1 扣件式钢管脚手架搭设参数
用途 构造
形式 里立杆离墙面的距离（m） 立杆间距（m） 操作层小横杆间距
（m） 大横杆 步距（m） 小横杆挑向墙面的悬挑长（m）
横向 纵向
砌筑 单排 双排 0.5 1.2～1.40 1.05～1.55 1.2～1.80 1.5 0.6～0.90 0.75 1.5～1.80 1.5～1.80 0.1-0.15
装饰 单排 双排 0.5 1.2～1.40 1.05～1.55 1.2～2.0 1.8～2.0 0.6～1.0
0.9～1.0 1.6～1.8 1.6～1.8 0.1-0.15
脚手架工程
扣件式钢管脚手架构造要点
（1）大横杆宜设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨；两根相邻大横杆的接头应相互错开，接长宜采用对接扣件连接；
（2）主节点处必须设置一根小横杆，用直角扣件扣接且严禁拆除；
（3）每根立杆底部应设置底座或垫板；立杆接长中间层必须采用对接扣件连接；接头宜相互错开。
（4）作业层脚手板应铺满、铺稳，离开墙面120-150mm；
（5）三步以上的脚手架必须设连墙杆，每层都应设置，其数量的设置应符合表4-2的规定。
（6）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。
脚手架工程
扣件式钢管脚手架构造要点
表4-2　　连墙件布置最大间距
脚手架类型 脚手架高度 垂直间距
(h) 水平间距
(la) 每根连墙件覆盖面积（㎡）
双排落地 ≤50m 3h 3la ≤40
双排悬挑 ＞50m 2h 3la ≤27
单排 ≤20m 3h 3la ≤40
注：h——步距；la——纵距
脚手架工程
扣件式钢管脚手架搭设和拆除要求
(1) 搭设范围内的地基要夯实找平，做好排水处理。
(2)立杆底座须在底下垫以木板或垫块，立杆应垂直。
(3)杆件搭设顺序。摆放扫地杆（贴近地面的大横杆）——逐根竖立立杆，随即与扫地杆扣紧——安装横向扫地杆或扫地杆扣紧——安装第一步大横杆（与各立杆扣紧）——安装第一步小横杆——第二步大横杆——第二步小横杆——加设临时斜撑杆（上端与第二步大横杆扣紧，在装设两道连墙杆后可拆除）——第三、四步大横杆和小横杆——连墙杆——接立杆——加设剪刀撑——铺脚手板。
（4）拧紧扣件、随着墙体的砌筑及时设置连墙杆与墙锚拉牢固 。
(5) 脚手架的拆除按由上而下逐层向下的顺序进行，严禁上下同时作业。严禁将整层或数层固定件拆除后再拆脚手架。严禁抛扔，卸下的材料应集中。严禁行人进入施工现场，要统一指挥，上下呼应，保证安全。
脚手架工程
碗扣式钢管脚手架基本构造
由钢管立杆、横杆、碗扣接头等组成。
图4-4 碗扣接头
a)连接前；b)连接后 1—立杆；2—上碗扣；3—下碗扣；4—限位销；5—横杆；6—横杆接头
脚手架工程
碗扣式钢管脚手架搭设和拆除要求
（1）脚手架搭设场地必须平整、坚实、排水措施得当。
（2）搭设时立杆的接长缝应错开，垂直度偏差应控制在规定范围内。
（3）搭设顺序 安放立杆底座或立杆可调底座→竖立杆、安放扫地杆→安装底层（第一步）横杆→安装斜杆→接头销紧→铺放脚手板→安装上层立杆→紧立杆连接销→安装横杆→设置连墙件→设置人行梯→设置剪刀撑→ 挂安全网。脚手架每次搭设上升高度不大于3m。
（4）按规定安装斜杆和剪刀撑。
（5）及时设置连墙件、脚手板安放应平稳、牢固。
（6）脚手架拆除应从顶层开始，逐层向下进行，严禁上下层同时拆除。连墙件严禁提前拆除。拆除的构配件严禁抛掷并分类堆放，脚手架拆除时必须划出安全区，设置警戒标志，派专人看管。
脚手架工程
门型脚手架基本构造
基本单元部件 包括门架、交叉支撑和水平架等。
图4-5 门式钢管脚手架
a)基本单元；b)门式外脚手架
1—门式框架；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
脚手架工程
图4-6 底座和托座
可调底座 简易底座 可调U型顶托
门型脚手架基本构造
底座和托座
底座有三种：可调底座、简易底座和脚轮
其他部件
有脚手板、梯子、扣墙器、栏杆、连接棒、锁臂和脚手板托架等。
脚手架工程
门型脚手架搭设和拆除要求
（1）脚手架搭设场地必须平整、坚实、排水措施得当。
（2）搭设顺序 铺放垫木(板)→拉线、放底座→自一端起立门架并随即装交叉支撑→装水平梁架(或脚手板)→装梯子→需要时，装设作加强用的大横杆→装设连墙杆→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。
（3）安装水平加固杆和剪刀撑
（4）及时设置连墙管或连墙器
（5）做好转角处理
（6）脚手架拆除要求同碗扣式钢管脚手架。
脚手架工程
里脚手架
折叠式里脚手架
图4-7 折叠式里脚手架
1—立柱；2—横楞；3—挂钩
脚手架工程
里脚手架
支柱式里脚手架
1、管式支柱
套管式支柱由立管、插管等组成。搭设时插管插入立管中，以。架销孔间距调节高度。插管顶端的Ｕ形支托上搁置方木横杆以铺设脚手板设高度为1.5～2.17m。
图4-8 套管式支柱
1—支脚；2—立管（Ф50×3）；3—插管（Ф42×1.5）；4—销孔
2、承插式支柱
其立管上焊有承插管，用于与横杆的销头插接。其搭设高度为1.2m、1.6m、1.9m，当搭设第三步时要加销钉以保安全。
脚手架工程
里脚手架
伞脚折叠式里脚手架
由立管（伞形支柱）、套管、横梁或桁架组成。
伞脚型支柱搭设间距：用作砌墙时为 2m ；用作装修为 2.5m。
图4-9伞脚折叠式里脚手架
1—销孔；2—立管；3—钢筋横梁；
4—桁架子5—套管支脚；6—承插管
脚手架工程
脚手架施工设计
（一）设计原则
（二）脚手架的设计计算要求和方法
（三）脚手架的荷载计算
（四）脚手架的稳定性计算
脚手架工程
脚手架检查验收
1、脚手架的日常检查和验收按以下规定进行，检查验收合格后，方允许投入使用或继续使用。
（1)搭设完毕后；
（2)连续使用达到6个月；
（3) 施工中途停止使用超过15天，在重新使用前；
（4)在遭受暴风、大雨、大雪、地震等强力因素作用之后；
（5)在使用过程中，发现有显著的变形、沉降、拆除杆件和拉结以及安全隐患存在的情况时。
2、脚手架验收应随施工进度按逐层、逐流水段进行。
3、脚手架检查验收应以设计和相关规定为依据。
脚手架工程
脚手架安全施工要点
1、做好安全宣传教育，制定安全措施，按照安全规程搭设、使用和拆除脚手架。
2、在搭设前要制定周密的作业方案，进行安全措施和详细的技术交底。
3、脚手架搭设人员，必须是经过考核合格的专业架子工，持证上岗。 　
4、对脚手架所用材料和加工质量，应进行检查验收，不合格产品不得使用。
5、脚手架搭设完毕后必须进行质量检查，验收合格后才能使用。
6、作业层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载。
7、当有六级及六级以上大风和雾、雨、雪天气时应停止脚手架搭设与拆除作业。
8、在脚手架使用期间，严禁拆除主节点处的纵、横向水平杆和连墙件。
9、在脚手架上进行电、气焊作业时，必须有防火措施和专人看守。
10、外脚手架应搭设在距离外电架空线路的安全距离内，并做好安全接地处理。
11、 搭拆脚手架时，地面应设围栏和警戒标志，严禁非操作人员入内。
12、拆除时要统一指挥、上下响应、动作协调。　拆架的程序应遵守由上而下，严禁上下同时进行拆架作业。
13、拆下的材料严禁抛掷，应用起重设备吊运到地面，并分类堆放。
垂直运输设施
塔式起重机的分类和特点
按有无行走机构可分为行走式塔式起重机和自升式塔式起重机
行走式塔式起重机
常用的有轨道式行走式、轮胎行走式、汽车行走式和履带行走式。
优点是能靠近工作地点，安装方便，机动性强，造价低；缺点是由于塔身结构没有附墙支撑，起升高度受到一定的限制。
自升式塔式起重机
根据装设位置的不同，又分为附着自升式和内爬式两种。
附着自升塔式起重机优点是能随建筑物升高而升高，安装很方便，在地面所占的空间位置与场地较小；缺点是需要增设附墙支撑。
内爬式起重机是一种安装在建筑物内部的结构上，一般每隔2-3层爬升一次。这种起重机的优点是：机身体积小，重量轻，安装方便。缺点是起重量受到一定限制。
垂直运输设施
塔式起重机的分类和特点
按变幅方式分为起重臂（动臂）变幅式塔式起重机和起重小车变幅式塔式起重机
起重臂（动臂）变幅式塔式起重机优点是：能充分发挥起重臂的有效高度，机构简单；缺点是不能带负荷变幅。
（2）小车变幅起重臂塔式起重机优点是：变幅范围大，操作方便，并能带负荷变幅；缺点是：起重臂受力情况复杂，对结构要求高。
垂直运输设施
塔式起重机的分类和特点
按塔身结构回转方式可分为塔身回转式和塔顶回转式塔式起重机
（1）塔身回转式塔式起重机优点是：维修方便，重心低，稳定性好；缺点是对回转支承要求较高，回转机构较复杂。
（2）塔顶回转塔式起重机优点是结构简单、安装方便。缺点是：起重机重心较高，塔身下部要加配重，操作室位置低，不利于高层建筑施工。
垂直运输设施
塔式起重机的分类和特点
按起重能力分类，塔式起重机可分为轻型塔式起重机、中型塔式起重机和重型塔式起重机。
轻型塔式起重机起重能力为5-30kN。
中型塔式起重机起重能力为30-150kN。
重型塔式起重机起重能力为150-400kN。
垂直运输设施
塔式起重机的基本性能参数
起重力矩：起重量与相应幅度的乘积。
起重量：起重量Q是吊钩能吊起的重量，其中包括吊索、吊具及容器的重量，单位为kN 。
起重高度：起重高度H是指吊钩到停机地面的垂直距离，单位为m。
起重半径：起重半径R是指塔式起重机回转轴吊钩中心的水平距离，单位为m。
垂直运输设施
常用塔式起重机的型号和性能
轨道式起重机
QT1-2塔式起重机 是一种轻型塔身回转式起重机。起重力矩是160kN.m，起重量是10-20kN，工作幅度8.5-20m，轨距2.8 m，自重13ｔ。适用于五层以下民用建筑和中小型多层工业厂房的结构吊装。
QT1-6塔式起重机 是一种轻型塔身回转式起重机。起重力矩是400kN.m，起重量是20-60kN，工作幅度8.5-20m， 轨距3.8 m，自重24ｔ。适用于结构吊装及材料运输、装卸工作。
图4-10 QT1-2塔式起重机 图4-11 QT1-6塔式起重机
垂直运输设施
常用塔式起重机的型号和性能
爬升式塔式起重机
是一种安装在建筑物内部（电梯井、楼梯间）的结构上，借助一套托架和提升系统进行爬升的起重机，一般每隔2-3层爬升一次。由底座、套架、塔身、塔顶、行走式起重臂、平衡臂等部分组成。其爬升过程：固定下支座—提升套架—下支座脱空—提升塔身—固定下支座。适用于现场狭窄的高层建筑结构安装。
表4-3 爬升式塔式起重机性能
型号 起重量/ kN 幅度/m 起重高度/m 一次爬升高度/m
QT5-4/40 40 2-11 110 8.8
40-20 11-20
QT3-4 40 2.2-15 80 8.97
30 15-20
垂直运输设施
常用塔式起重机的型号和性能
附着式塔式起重机
是固定在建筑物近旁混凝土基础上的起重机。随着建筑物的增高借助液压顶升系统将塔身自行向上接高。一般适用于高层或超高层建筑的施工。
图4-12 QT4-10型 附着式塔式起重机
垂直运输设施
常用塔式起重机的型号和性能
附着式塔式起重机
QT4-10型附着式塔式起重机的液压顶升系统包括：顶升套架、长行程液压千斤顶、支承座、顶升横梁和定位销，其顶升过程如图4-13所示。
图4-13 附着式塔式起重机的顶升过程
（ａ）准备状态 ；（ｂ）提升状态；（ｃ）提升起重机；
（ｄ）安装标准节；（ｅ）塔顶和塔身联成整体
1-顶升套架；2-液压千斤顶；3-支承架；4-顶升横梁；
5-定位销；6-过渡节；7-标准节；8-摆渡小车
垂直运输设施
井架
井架起重能力一般为3ｔ，提升高度一般在60m以内，在采取措施后，亦可搭设得更高。其特点是稳定性好，运输量大，可以搭设较大的高度，是施工中最常用、最简便的垂直运输设施。井架多为单孔井架，但也可构成两孔或多孔井架。
图4-14 角钢井架图
1—吊盘；2—导向滑轮；3—斜撑；4—平撑；5—立柱；；6—天轮；7—揽风绳
垂直运输设施
施工电梯
又叫施工升降机，是建筑中经常使用的载人载货施工机械，它的吊笼装在井架外侧，沿齿条式轨道升降，附着在外墙或其他建筑物结构上, 其高度随着建筑物主体结构施工而接高，可达100m。它特别适用于高层建筑，也可用于高大建筑、多层厂房和一般楼房施工中的垂直运输。在工地上通常是配合塔吊使用。如图4-15所示。
4-15 建筑施工电梯
1—吊笼；2—小吊杆；3—架设安装杆；4—平衡安装杆；5—导航架；6—底笼；7 —混凝土基础
垂直运输设施
安装、使用安全要求
1、垂直运输设备装拆必须事先编制书面方案，经上一级技术负责人审批后实施。
2、垂直运输设备必须安装在可靠的基础和轨道上，并设有良好的排水设施。
3、雨天、雾天、五级风以上的天气，不得进行安装与拆卸。
4、设备安装完毕后，应全面检查安装的质量，合格后方能挂牌使用。
5 、设备应由专门的人员操纵和管理，操作人员必须经专门安全技术培训，考核合格后，持证上岗，严禁酒后作业。
6、严禁违章作业和超载使用。禁止起吊不明重量的物件。
7、作业区域内的高压线一般应予拆除或改线，不能拆除时，应与其保持安全作业距离。
8、六级以上大风和雨雪天气应停止吊装作业，并做好安全防护措施。
9、起吊重物应绑扎牢固，保证平稳。
10、作业时，重物下方不准有人员停留或通过，严禁用塔式起重机和井架吊运人员。

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