脚手架承重测试是保障建筑施工安全的关键环节,关乎施工人员的生命安全与工程的顺利进展。
一、测试目的
1.确定安全承载能力
精确测定脚手架系统在不同工况下能够安全承受的最大重量,避免施工过程中因超载引发坍塌事故。建筑施工现场材料吊运、人员集中作业等场景对脚手架承重要求各异,通过测试可为施工方案制定提供关键数据依据,确保脚手架使用安全。
2.评估结构稳定性
观察脚手架在承重过程中的变形、位移及振动情况,分析其结构稳定性。稳定的脚手架结构能有效抵抗外力干扰,防止因结构失稳造成倾斜、倒塌等危险状况,保障施工环境的可靠性。
检验材料与连接可靠性:脚手架由多种材料构成,各部件间通过连接件组装。承重测试能暴露材料强度不足、连接件松动或失效等问题,促使施工方选用合格材料、优化连接工艺,提升脚手架整体质量。
二、测试对象
1.扣件式脚手架
广泛应用于各类建筑工程,由钢管、扣件、脚手板等组成。测试重点关注扣件的紧固程度对承重的影响,如直角扣件、旋转扣件在受力时能否牢固连接钢管,防止节点松动;以及不同管径、壁厚钢管搭配使用时的协同承重性能。
2.碗扣式脚手架
以碗扣接头连接钢管,具有装拆便捷、结构稳定特点。测试需考量碗扣节点的承载能力,包括竖向抗压与水平抗剪能力,确保在高负荷下碗扣不发生破坏、脱落,维持脚手架整体架构稳固。
3.盘扣式脚手架
采用盘扣节点和高强度钢管,是新型高效脚手架体系。测试聚焦盘扣节点受力分布、自锁功能可靠性,检验其在超重荷载冲击下能否迅速分散应力、锁住杆件,保障脚手架超强承重与应急承载能力。
三、测试标准
1.国际标准
如 ISO 12813《建筑施工 - 脚手架 - 术语、符号和分类》规范脚手架术语与分类,便于国际交流统一认知;ISO 12812《建筑施工 - 脚手架 - 材料、部件和组件》规定材料、部件性能要求,为承重测试的材料评估提供基准;欧洲标准 EN 12811《临时工程设备 - 脚手架》系列标准详细涵盖设计、计算、测试方法,是欧洲地区脚手架安全应用的通用准则。
2.国内标准
JGJ 130 - 2011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》针对扣件式脚手架,从构造要求、荷载取值、稳定性计算到搭设与拆除流程全方位规范,承重测试依此设计试验方案;JGJ 231 - 2010《建筑施工承插型盘扣式钢管脚手架安全技术规范》专注盘扣式脚手架,明确其独特的技术参数、测试要点,确保盘扣架在国内建筑领域科学应用、安全测试。
四、测试设备
1.加载系统
(1)液压千斤顶
能精确施加垂直荷载,加载量程根据脚手架类型与测试需求选定,常见有 50kN - 1000kN 不等,通过液压泵控制加载速率,精准模拟施工中的逐级加载过程,如缓慢加载模拟材料吊运场景,快速加载模拟突发冲击情况。
(2)配重块
以实体重物提供稳定恒载,使用方便、成本较低,适用于模拟脚手架长期承受固定重量的工况,如施工人员长时间作业平台的承重模拟,但搬运、调整配重块需耗费较多人力与时间。
2.监测设备
(1)位移传感器
高精度位移传感器可实时测量脚手架关键部位(如立杆顶端、横杆中点)的竖向、水平位移,精度达微米级,直观反映脚手架变形动态,结合加载数据绘制位移 - 荷载曲线,分析结构刚度与稳定性变化。
(2)应变片
贴附于钢管、连接件表面,将构件应变转化为电信号,测量其应力分布,辅助判断材料受力状态,提前预警材料可能的屈服、断裂风险,保障测试过程精准掌控结构强度。
(3)倾角仪
用于监测脚手架整体或局部的倾斜角度,及时察觉结构倾斜趋势,防止因微小倾斜累积引发倒塌,在强风、偏心荷载等复杂工况测试中尤为重要。
五、测试方法
1.试样搭建
严格按照施工规范在测试场地搭建脚手架试样,确保与实际施工现场搭建工艺、构造要求一致。从基础处理、立杆间距、横杆步距到连接件安装,每个环节精准操作,如扣件式脚手架扣件拧紧力矩应符合 40N・m - 65N・m 要求,保证试样代表性。
2.静态承重测试
(1)分级加载
采用液压千斤顶或配重块按预设荷载等级(如每级 10kN - 20kN)缓慢、逐级增加荷载,加载过程中利用位移传感器、应变片等监测设备实时记录脚手架各部位数据变化,绘制荷载 - 位移、荷载 - 应变曲线。
(2)持荷观察
每加载一级,保持荷载稳定一段时间(通常 10min - 30min),观察脚手架有无异常声响、明显变形、连接件松动等状况,若出现问题及时记录并停止加载,排查原因,如发现扣件滑移,需检查扣件质量或拧紧程度。
(3)极限加载
持续加载至脚手架出现明显破坏迹象(如钢管弯曲、扣件崩裂、结构严重变形)或达到设计预期的极限承载能力,记录此时荷载值,确定脚手架最大安全承载量,为施工安全提供量化指标。
3.动态承重测试
(1)模拟冲击荷载
借助特殊装置(如落锤冲击系统)让重物从一定高度自由落下冲击脚手架特定部位,模拟施工中可能遭遇的突发冲击,如物料掉落碰撞,重物质量、下落高度依据工程实际风险设定,同时利用高速摄像机、传感器捕捉冲击瞬间脚手架动态响应。
(2)模拟振动荷载
通过振动台施加不同频率、振幅的振动荷载,模拟施工现场机械设备运行、大风天气等引起的振动环境,监测脚手架在持续振动下的疲劳损伤积累、连接件松动趋势,确保结构在动态工况下稳定可靠。
结果评定:综合静态与动态承重测试数据,依据相关标准判断脚手架性能。若脚手架在规定荷载范围内无明显变形、破坏,且动态测试中结构稳定、响应正常,则评定合格;反之,针对问题查找原因,改进脚手架设计、材料或施工工艺,重新测试直至达标,保障建筑施工脚手架使用安全。