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单元3 脚手架与垂直运输设备
子单元1 脚手架
3.1.1 脚手架的分类
钢管脚手架中又分扣件式、碗扣式、门式、承插式；而门式脚手架、碗扣式脚手架等只在市政、桥梁等少量工程中使用，普通扣件式钢管脚手架因其维修简单和使用寿命长以及投入成本低等多种优点被广泛使用。
按搭设的立杆排数，又可分单排架、双排架和满堂架。按搭设的用途，又可分为砌筑架、装修架；按搭设的位置可分为外脚手架、里脚手架。
3.1.2 外脚手架
1、多立杆式脚手架
（1）扣件式钢管脚手架
图3-2 扣件形式
a)直角扣件 b) 回转扣件 c) 对接扣件
扣件式钢管脚手架可单排或双排搭设，单排脚手架仅在脚手架外侧设一排立杆，其小横杆的一端与大横杆连接，另一端支承在墙上，单排脚手架节约材料，但稳定性较差，且在墙上留设脚手眼，其搭设高度和使用范围受到一定的限制。
为了保证脚手架的整体稳定性必须按规定设置支撑系统。双排脚手架的支撑体系由剪刀撑和横向斜撑组成，单排脚手架的支撑体系由剪刀撑组成。
为了防止脚手架偏斜和倾倒，对高度不大的脚手架可设置抛撑；高度较大时还必须设置能承受压力和拉力的连墙杆，以使脚手架与建筑物之间可靠连接。双排脚手架的连墙杆
一般按三步、五跨的范围大小来设置。
图3―1 多立杆式外脚手架 （单位：m）
a)立面图 b)侧面图(双排) c) 侧面图(单排)
1）优点：
①承载力较大。当脚手架的几何尺寸及构造符合规范的有关要求时，一般情况下，脚手架的单管立柱的承载力可达15kN～35kN。
②装拆方便，搭设灵活。由于钢管长度易于调整，扣件连接简便，因而可适应各种平面、立面的建筑物与构筑物用脚手架。
③比较经济。加工简单，一次投资费用较低；如果精心设计脚手架几何尺寸，注意提高钢管周转使用率，则材料用量也可取得较好的经济效果。
2）缺点：
①扣件(特别是它的螺杆)容易丢失；
②节点处的杆件为偏心连接，靠抗滑力传递荷载和内力，因而降低了其承载能力；
③扣件节点的连接质量受扣件本身质量和工人操作的影响显著。
3）搭设工艺流程：
在牢固的地基弹线、立杆定位→摆放扫地杆→竖立杆并与扫地杆扣紧→装扫地小横杆，并与立杆和扫地杆扣紧→装第一步大横杆并与各立杆扣紧→安第一步小横杆→安第二步大横杆→安第二步小横杆→加设临时斜撑杆，上端与第二步大横杆扣紧(装设与柱连接杆后拆除)→安第三、四步大横杆和小横杆→安装二层与柱拉杆→接立杆→加设剪力撑→铺设脚手板，绑扎防护及挡脚板、挂安全网。
4）搭设要求：
①脚手架必须配合施工进度搭设，一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上两步。每搭完一步脚手架后，应按规范校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。
②底座、垫板均应准确地放在定位线上，垫板宜采用长度不少于2跨、厚度不小于50mm的木垫板，也可采用槽钢。
③单排脚手架不适用于下列情况：墙体厚度小于或等于180mm；建筑物高度超过24m； 空斗砖墙、加气块墙等轻质墙体；砌筑砂浆强度等级小于或等于M10的砖墙。
④纵向水平杆应设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨。 纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接，也可采用搭接。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500mm；各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。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100mm。 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，主节点处的两个直角扣件的中心距不应大于150mm。在双排脚手架中，离墙一端的外伸长度不应大于0.4倍的两节点的中心长度，且不应大于500mm。作业层上非主节点处的横向水平杆，最大间距不应大于纵距的1/2。
⑤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撑，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，亦可采用搭接铺设。脚手板对接平铺时，接头处必须设两根横向水平杆，脚手板外伸长应取130~150mm，两块脚手板外伸长度之和不应大于300mm；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200mm，其伸出横向水平杆的长度不应小于100mm。
⑥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200mm处的立杆上。横向扫地杆宜采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆的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1m。
⑦靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。 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。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，同步内每隔一根立杆的两个相邻接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。搭接长度不应小于1m，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100mm。
⑧立杆搭设严禁将外径48mm与51mm的钢管混合使用，开始搭设立杆时，应每隔6跨设置一根抛撑，直至连墙件安装稳定后，方可根据情况拆除。
⑨立杆必须用连墙件与建筑物可靠连接，连墙件布置间距要符合规定。一字形、开口形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）。 对高度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，宜可采用钢筋与顶撑配合使用的附墙连接方式。严禁使用只有钢筋的柔性连墙件。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。 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，使用时不应少于两股；亦可采用直径不小于6mm的钢筋。
⑩剪刀撑应随立杆、纵向和横向水平杆等同步设置，各底层斜杆下端均必须支承在垫块或垫板上。高度在24m以下的单、双排脚手架，均必须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。一字形、开口形双排脚手架的两端均必须设置横向斜撑，中间宜每隔六跨设置一道。
5）扣件式钢管脚手架的拆除
拆除扣件式钢管脚手架时，应掌握以下要点：脚手架的拆除顺序是自上而下，后搭设者先拆，先搭设者后拆；拆除作业必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业；连墙件必须随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除，后再拆脚手架；分段拆除高差不应大于两步，若高差大于两步，应增设连墙件加固；当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度时，应先在适当位置搭设临时抛撑加固后，再拆除连墙件；高空拆卸脚手架时，各构件应用绳系下放，严禁高空抛扔；拆除的脚手架部件应分类、分规格进行堆码，严禁乱堆乱放。
（2）碗扣式钢管脚手架
碗扣式钢管脚手架其杆件接点处采用碗扣连接，如图3-4所示。碗扣式钢管脚手架，构件全部轴向连接，力学性能好，连接可靠，组成的脚手架整体性好。由于碗扣是固定在钢管上的，不存在扣件丢失问题，但造价高，故不如扣件式钢管脚手架多用。
图3-4 碗扣接头
a)连接前 b)连接后
2、门式脚手架
门式脚手架基本单元是由2个门式框架、2个剪刀撑、1个水平梁架和4个连接器组合而成。若干基本单元通过连接器在竖向叠加，组成一个多层框架。在水平方向，用加固杆和水平梁架使相邻单元连成整体，加上斜梯、栏杆柱和横杆组成上下步相通的外脚手架。
3、悬吊式脚手架
　 外脚手架形式的选择受多种因素制约。有的工程施工场地狭小，无落地式脚手架搭设的基础；有的工程地下室施工后回填土不能及时回填，而主体结构必须继续施工，有的主体结构四周为裙房，主楼的脚手架不能搭在裙楼楼顶上，有的建筑物高度超过脚手架容许搭设的高度，必须将脚手架分段搭设，有的建筑物体量很大，施工时间长，落地搭设脚手架很不经济。因此，挑、挂式脚手架就成了最好的选择。
4、悬挑式脚手架
（a）悬挂式挑梁 (b) 下撑式挑梁
图3-8 悬挑式脚手架形式
5、附着升降式脚手架
按附着支撑的形式可分为悬挑式、吊拉式、导轨式、导座式等；按升降动力类型可分为电动、手拉葫芦、液压等；按升降方式可分为单片式、分段式、整体式等；按控制方式可分为人工控制、自动控制等；按爬升方式可分为套管式、悬挑式、互爬式和导轨式等。
（1）套管式附着升降脚手架
基本结构 升降原理
1―固定框;；2―滑动框；3―纵向水平杆；
4―安全网；5―堤升机具
（2）悬挑式附着升降脚手架
悬挑式附着升降脚手架的基本构造
（3）互爬式附着升降脚手架
基本结构 升降原理
（4）导轨式附着升降脚手架
3.1.3 里脚手架
(1)折叠式里脚手架
折叠式里脚手架适用于民用建筑的内墙砌筑和内粉刷，如图3-10所示。根据材料不同，分为角钢、钢管和钢筋折叠式里脚手架，角钢折叠式里脚手架的架设间距，砌墙时不超过2m，粉刷时不超过2.5m。钢管和钢筋折叠式里脚手架的架设间距，砌墙时不超过1.8m，粉刷时不超过2.2m。
(2)支柱式里脚手架
支柱式里脚手架由若干支柱和横杆组成，适用于砌墙和内粉刷。其搭设间距，砌墙时不超过2m，粉刷时不超过2.5m，支柱式里脚手架的支柱有套管式和承插式两种形式。套管式支柱，如图3-11所示，它是将插管插入立管中，以销孔间距调节高度，在插管顶端的凹形支托内搁置方木横杆，横杆上铺设脚手架，架设高度一般为1.5～2.1m。
图3-11 套管式支柱
1―支脚；2―立管；3―插管；4―销孔
(3)门架式里脚手架
门架式里脚手架由两片A形支架与门架和脚手板组成，如图3-12所示，适用于砌墙和粉刷。支架搭设间距砌墙时不超过2.2 m，装修时不超过2.5m。按照支架与门架的不同结合方式，又分为套管式与承插式两种。
(a) A形支架与门架 (b) 安装示意图
图3-12 门架式里脚手架
1―立管；2―支脚；3―.门架；4―垫板；
3.1.4 脚手架的检查验收
3.1.5安全要求
1、搭设高层脚手架，所采用的各种材料均必须符合质量要求。
2、高层脚手架基础必须牢固，搭设前经计算，满足荷载要求，并按施工规范搭设，做好排水措施。
3、脚手架搭设技术要求应符合有关规范规定。
4、必须高度重视各种构造措施：剪刀撑、拉结点等均应按要求设置。
5、水平封闭：应从第一步起，每隔一步或二步，满铺脚手板或脚手笆，脚手板沿长向铺设，接头应重叠搁置在小横杆上，严禁出现空头板。并在里立杆与墙面之间每隔四步铺设统长安全底笆。
6、垂直封闭：从第二步至第五步，每步均需在外排立杆里侧设置1.00m高的防护栏杆和挡脚板或设立网，防护杆(网)与立杆扣牢；第五步以上除设防护拦杆外，应全部设安全笆或安全立网；在沿街或居民密集区，则应从第二步起，外侧全部设安全笆或安全立网。
7、脚手架搭设应高于建筑物顶端或操作面1.5m以上，并加设围护。
8、搭设完毕的脚手架上的钢管、扣件、脚手板和连接件等不得随意拆除。施工中必要时，必须经工地负责人同意，并采取有效措施，工序完成后，立即恢复。
9、脚手架使用前，应由工地负责人组织检查验收，验收合格并填写交验单后方可使用。在施工过程中应有专业管理、检查和保修，并定期进行沉降观察，发现异常应及时采取加固措施。
10、脚手架拆除时，应先检查与建筑物连接情况，并将脚手架上的存留材料，杂物等清除干净，自上而下，按先装后拆，后装先拆的顺序进行，拆除的材料应统一向下传递或吊运到地面，一步一清。不准采用踏步拆法，严禁向下抛掷或用推(拉)倒的方法拆除。
11、搭拆脚手架，应设置警戒区，并派专人警戒。遇有六级以上大风和恶劣气候，应停止脚手架搭拆工作。
12、地基必须有承受脚手架和工作时压强的能力。
13、脚手架搭设人员必须是经过考核合格的专业架子工。上岗人员应定期体检，合格者方可持证上岗。工作人员搭建和高空工作中必须系有安全带，工作区域周边要安装安全网，防止重物掉落，砸伤他人。
14、脚手架的构件、配件在运输、保管过程中严禁严重摔、撞；搭接、拆装时，严禁从高处抛下，拆卸时应从上向下按顺序操作。
15、作业层上的施工荷载应符合作业要求，不得超载。不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土和砂浆的运输管等固定在脚手架上；严禁悬挂起重设备。
16、使用过程注意安全，严禁在架上打闹嬉戏，杜绝意外事故发生。
子单元2 垂直运输设备
3.2.1 垂直运输设施的分类
1、塔式起重机
2、施工电梯
3、物料提升机
4、混凝土泵
5、采用葫芦式起重机或其他小型起重机具的物料提升设施
3.2.2 塔式起重机
1、塔式起重机的特点
1）轨道式塔吊：可沿轨道行走，作业面大，覆盖范围为长方形空间，适合于条状的板式建筑。轨道式塔吊塔身受力状况较好，造价低，拆装快，转移方便，无需与建筑物拉结，但占用施工现场较多，且轨道基础工作量大，造价较高。
2）固定式塔吊：起升高度不大，一般为50m以内，安装方便，占用施工场地小，适合多层建筑施工。
3）内爬式塔吊：安装在建筑物内部（利用电梯井、楼梯间等空间），不占施工场地，不需轨道和锚固，用钢量省，造价低，但拆装不便，结构加固复杂，司机视线受阻，操作不便。
4）附着式塔吊：起升高度大，一般为50～100m，少数达160m，能随施工进程进行顶升接高，安装方便；占用施工场地极小，特别适合在狭窄工地施工，但塔身固定，服务空间受限制，拆装占场地较大。
(b) (c) (d)
图3―17 建筑施工用塔式起重机的几种主要类型示意图
a）轨道式 b）固定式 c)内爬式 d）附着式
2、塔式起重机的主要机构
3、塔式起重机的安装拆卸
3.2.3 施工电梯
1、施工升降机的分类
2、安全防护装置
3、操作规定
3.2.4 物料提升机
1、物料提升机的分类
(1)按结构形式的不同
物料提升机可分为龙门架式物料提升机和井架式物料提升机。
图3-18 龙门架式物料提升机 图3-19 井架式物料提升机
3、物料提升机的安全保护装置
(1)停层装置
(2)断绳保护装置
(3)载重量限制装置。
(4)上极限限位器(超高限位)
(5)下极限限位器
(6)吊笼安全门
(7)通讯信号装置
3.2.5 垂直运输设施的设置要求
1、覆盖面和供应面
2、供应能力
3、提升高度
4、水平运输手段
5、装设条件
6、设备效能的发挥
7、设备的充分利用问题
8、安全保障

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