脚手架 【发明领域】
本发明涉及脚手架。更具体而言，本发明涉及脚手架的安全方面。发明背景
在西方国家，在二十世纪早期，流行在脚手架结构中使用木材。由于木材脚手架引起大量的工业事故和火灾的发生，基本上木材脚手架在世界范围内被钢管脚手架代替了。
可是，在亚洲，竹子传统上被用作脚手架。竹质脚手架仍然在中国和香港使用。竹子作为脚手架材料具有一些优点。竹子经济便宜，不用特殊地工具便可制造脚手架。竹质脚手架可以在短期内和有限的工作空间内制造。竹质脚手架最主要的优点是竹子在刚切割时具有很强的弯曲强度和和弹性。可是，由于竹子随时间推移而逐渐脱水，其强度随时间推移而丧失。当水含量低于10％时，竹子变干并会出现裂纹。竹质脚手架工件的最大寿命相对短，只有12到18个月。这样，认为竹质脚手架有些不可靠。
由于竹子的局限性，在香港逐渐由钢质脚手架工件代替竹质脚手架工件。钢质脚手架工件仍具有成本高的缺点。在某些情况下，钢质脚手架结构的重量也会成为问题。由于钢的成本和强度特性，结构件之间的距离一般很宽，利用钢的强度来减少材料。这种距离对工人在脚手架上攀登和姿势安全问题不方便。
澳大利亚专利说明书No.45247/85公开了一种传统的脚手架结构，它具有附加的安全板从脚手架结构间隔向外伸出。这个安全板增加了结构的重量，需要特定的支架固定安全板到脚手架结构上。
因此，本发明的一个目的是克服或改善至少上述缺点的一个方面，或提供给公众实用的选择。发明概述
按照本发明的第一方面，提供一种用于建筑物的脚手架结构，脚手架结构形式为基本上二维的内栅架和一个大体上二维的外栅架相互联接，栅架中的每一个包括在脚手架预期载荷条件下，经过长时间具有相对稳定强度的承重构件，其特征在于附加竹质件被固定到外栅架上，结果由外栅架上的承重构件和竹质件构成的间格小于由内栅架的承重构件构成的间格。
优选承重构件为细长形结构件，按常规方式相交形成栅架。细长件可以在所有或一些栅架的相交点处利用直角金属联接件联接起来。在本发明的最优选形式下，承重构件为钢质件，优选具有管状截面。在本发明可选择的另一方面，承重构件可包括纤维增强塑料管。尽管可采取其它构造，但是栅架优选由彼此呈90度布置的承重构件构成。因此，每个栅架可具有竖直承重支柱和基本上水平的承重横杆。希望至少内栅架中的部分承重横杆与布置在相同高度的外栅架中的各个承重横杆对应。
附加的竹质件优选固定在外栅架中的承重构件之间。在本发明最优选的形式中，脚手架结构这样构造，使得在任何两个相邻的竹质件之间的距离以及任何竹质件和相邻的承重构件之间的距离都基本上相等。竹质件优选包括竖直支柱和水平横杆，其中任何竹质件和其它件的交叉处利用尼龙带连接。
此外，可在内栅架和外栅架之间的交叉处设置竹质横档。
本发明还包括一个或多个在脚手架上的平台，每个平台布置在相同高度的内、外栅架的两个对应承重横杆之间，其中所述平台为细长形构造并包括平面支承面和将平台联接到两个承重横杆上的联接件。
联接件优选包括钩子部分。本钩子部分可以从平台的任何一侧向外横向延伸。优选具有最少四个钩子部分，每一个从平台各个角部向外延伸。
本发明还包括锚固脚手架到建筑物上的锚固装置，锚固装置具有和脚手架结构联接的一个支臂，支臂的一端具有固定到建筑物上的锚固件；锚固装置还包括一个固定到其上面且能承受载荷的系绳，本系绳和脚手架结构相连。
支臂具有合适的联接件来联接锚固件到脚手架结构上。这里脚手架结构包括相互联接的内栅架和外栅架，支臂优选和内栅架与外栅架都联接。并且，承受载荷的系绳也适合固定在支臂与外栅架联接点下方的外栅架上的某位置，结果承受载荷的系绳以对角支撑结构张紧延伸。
承受载荷的系绳优选是柔韧的，并可由线绳、缆绳或链构成。在使用中，承受载荷的系绳上的联接件优选固定到脚手架结构的外栅架上，作为支架失效情况下的替代保护件。
锚固件可包括一个适合焊接到支臂上的板。锚固板优选在垂直于支臂纵向的平面内延伸，并且板利用螺栓固定到建筑物上。锚固件可包括一个孔眼，系绳的一端可通过本孔眼固定到锚固件上。
本发明的脚手架结构可以由正在施工的建筑物支承。本建筑物包括至少一个混凝土板。有一个或多个结构梁由混凝土板支承，并从混凝土板以悬臂方式向外延伸。脚手架结构支承在一个或多个结构梁上。
邻近的悬臂结构梁的间距依赖具体的应用，但优选的间距为大约3米。上述方法可以和安装在建筑物支柱上的支承架一起使用。上述方法在支柱间距大于3米和混凝土板厚度不足以安装支架跨过混凝土板厚度时特别合适。因此，支承支架可以利用间隔在邻近支承支架之间的合适数量的结构梁来安装在支承支柱上，其中支承支架安装在相应建筑物支柱上。
在本发明的优选形式中，结构梁包括I形梁。可是，包括箱形截面梁在内的其它类型的结构梁也可在本发明的范围内考虑。
按照本发明的另一方面，提供一种将脚手架结构锚固到正在施工的建筑物上的锚固装置，该锚固装置包括：一个联接到脚手架结构上的支臂，支臂具有纵轴；以及一个将锚固装置和脚手架结构固定到建筑物上的锚固件，本锚固件与支臂联接并具有条或棒形式的第一支脚，锚固件可对准，使得第一支脚大体上平行于支臂的纵轴延伸，且第一支脚远端延伸超过支臂。
按照本发明的又一方面，提供一种建筑物的脚手架结构，脚手架结构形式为基本上二维的内栅架和一个大体上二维的外栅架相互联接，栅架中的每一个包括细长结构件形式的承重构件，本细长结构件包括基本水平的横杆和竖直的支柱相交形成栅架，脚手架结构中的至少部分内栅架的承重横杆与布置在相同高度的外栅架中的各个承重横杆对应，脚手架结构还包括一个或多个的平台，每个平台布置在相同高度的内、外栅架的两个对应承重横杆之间，其中所述平台上有一个出入开口通往脚手架结构的下部区域，脚手架结构还包括安装到脚手架上、用于工人通过出入开口的梯子。
本发明存在于前述说明中，并且包含下述说明只是给出结构的实例。附图简要说明
为更充分地理解本发明，现在参照附图描述本发明的实施例。这些附图包括：
图1是按照本发明第一优选实施例的脚手架的局部示意立体视图；
图2是示于图1的脚手架结构的内栅架的示意图；
图3是示于图1的脚手架结构的外栅架的示意图；
图4是示于图1的脚手架结构的侧视图；
图5是示于图1的脚手架结构的基座的示意正视图；
图6a是示于图1的脚手架结构的示意正视图，仅表示主要结构件；
图6b是脚手架结构的支承支架的稍微改进布置的示意立体视图；
图7是图1所示脚手架结构的可选支承支架的正视图；
图8是图7的可选支承支架的侧视图；
图9是固定图1所示脚手架结构的锚固方法的示意侧视图；
图10a是表示用来实施图9所示锚固方法的锚固装置的立体视图；
图10b是可选形式的锚固装置的侧视图；
图11是图1所示脚手架结构的合适撑杆的示意视图；
图12表示图1脚手架结构的外栅架的典型细节，具有在外栅架中的预定开口的轮廓；
图13表示图12的外栅架，上面具有开口，并利用合适的加强肋强化外栅架；
图14是与示于图1的脚手架结构一起使用的收集扇的侧视图；
图15a是与示于图1的脚手架结构一起使用的支承支架和保护层的侧视图；
图15b是另一种可选择形式支承架的侧视图；
图16是图1脚手架安装有工人工作平台时的立体视图；
图17是图1脚手架安装上梯子时的详细结构；
图18是安装上可选择的另一种形式的工人工作平台的脚手架结构的示意立体视图；
图19是可选择的另一种形式的工人工作平台的角部细节的俯视图；
图20是在图18和19所示的工人工作平台中使用的搁脚板的侧视图；
图21是工人工作平台的具体形式的示意立体视图，表示一个进出开口和一个梯子；以及
图22是图21所示的梯子的侧视图和正视图。优选实施例
示于图1的脚手架结构10是一个三维结构。脚手架结构10包括示于图2的二维内栅架12和示于图3的二维外栅架14。如图4所示，内栅架12邻近正在施工的建筑物15的墙壁布置。内栅架12距离建筑物15墙壁的间距大约为200mm。外栅架14布置在脚手架结构10相对于建筑物15向外的位置。外栅架14和内栅架12间隔大约为600～700mm。正如图4和图1所示，它们利用竹质横档18联接起来。
参照图2，内栅架包括竖直的支柱20和水平横杆22。支柱和横杆中每一个为细长形的钢管件。在横杆和支柱的每个交叉处，钢管件之间利用金属联接件(没有示出)联接起来。金属联接件利用罩子保护以防止污染，特别是防止混凝土的污染。
如图2所示，竖直支柱20之间的间隔是1.5m，而水平横杆22之间的间距是2.25m。管状件交叉产生的矩形开口形成了栅架中的间格，脚手架上的工人可通过这些间格进入需要的建筑物15的各个部分。由于钢质横杆22和支柱20的固有强度高，间格相对较大，使得在脚手架结构10上的工人容易进出建筑物15。
另一方面，示于图3的外栅架包括竹质横杆25和竹质支柱27，以及钢质横杆24和钢质支柱26。在图3中，竹质横杆和竹质支柱由细线表示，而钢质横杆26和支柱24利用竖直和水平粗线表示。钢质横杆26和支柱24为外栅架14提供结构强度，而竹质横杆25和竹质支柱27为脚手架结构10上的工人安全提供保护护栏。这样竹质横杆25和竹质支柱27增加了脚手架结构10上的工人的安全，而不必增加脚手架结构的成本或重量。
外栅架14中的钢质支柱24的间距为3米(不同于内栅架12的间距1.5米)。钢质横杆26的垂直间距为2.25米。这对应于水平横杆22的间距，结果外栅架中横杆26的高度与内栅架中横杆22高度相同。这样是恰当的，因为竹质横档18在内栅架的横杆22和外栅架的横杆26之间延伸，这可在图4看出来。并且，如图1所示，脚手架结构10中与横杆26、22对齐的竹质横档的水平间距，与外栅架中竹质支柱27的间距对应。
返回到图3，竹质支柱27以0.75米的间距布置，这允许在相邻的钢质支柱24之间有三个相等间距的竹质支柱。类似地，竹质横杆25在相邻的钢质横杆26之间以相等的0.75米间距布置。假定钢质横杆间距为2.25米，在其中间可有两个等间距的竹质横杆25。一般而言，交叉的钢质细长件利用金属联接件联接。交叉的竹质件利用尼龙带联接。
图4也表示脚手架结构件外层上的网24的布置。这可以防止材料或工具掉到脚手架结构的外面。网24应该利用所示的尼龙带或金属线紧紧固定到脚手架结构上。
图6a只是示意性表示脚手架结构10的主要结构件。钢质支柱20、24中每一个大约6米长。脚手架结构10的每个高度表示为一个“区”，如图6a所示的那样，其高度为24米。这样每个区由4×6米长的钢质支柱20、24构成。在每个区内相邻的钢质支柱20、24之间的区域称为“间格区”。在此实例中，每个间格区的高度由支承支架30之间的垂直距离限定。在本实例中，支承支架以与四个钢质支柱20、24长度对应的竖直间距设置，这样每个间格区高度为24米。可是，支架的竖直间距自然依赖于脚手架的重量和预期载荷。
支承支架30的构造示意表示在图15a中。脚手架结构10的钢质支柱20、24安装在支架的一个支臂上的合适槽(没示出)中。支承支架30使用角铁构成，角铁形状是边长为900mm的直角等腰三角形。角铁可以是80×80×8，依赖具体应用场合，其角度可以是43度。支承支架30的一侧固定到混凝土建筑物的墙壁上，优选在建筑物15的竖直支承支柱位置。这样一排支承支架30从脚手架的底部、安装脚手架结构的高度位置提供对脚手架结构的支承。
为了建造脚手架结构，可首先建造临时竹质结构。一旦安装了第一排钢质支架30，则临时竹质结构可以转换为脚手架结构的零件。
图15b表示另一种形式的支承支架30b。可以从图6a看出，支架的合适竖直间距为24米。然而，通过将示于图15b的更高强度的支架与更近间距的锚固装置(见图9、10a和10b)一起使用，支架间距可以增加到如图6b所示的30m。图6b也表明，支架30b的高度应该相对于邻近的上侧或下侧高度上的支架30b偏差一个合适的数值(80mm)。这使得钢质支柱可以重叠(最好3m)并用所示的方式卡紧固定在一起。卡紧固定件30c间隔为750mm。
在一些情况下，建筑物支柱位置过远，不能有效固定邻近支承支架30。在这种情况下，需要的另一种用于脚手架结构的支承布置表示在图7。图7表示建筑物15的邻近支柱40，该支柱具有在其间延伸的混凝土板42。两个支承支架30利用螺栓46固定到所示的各个支柱40上。可是，为了适当地支承脚手架结构10，这些支承支架30超出其最大允许间距。这样，如图8所示，悬臂I形梁44用螺栓固定到混凝土板上，向外延伸超过混凝土板42。如图8所示，内栅架12和外栅架14支承在I形梁44上，外栅架14距离I形梁44的悬臂端至少200mm，距离混凝土板至少200mm。I形梁44是临时的，一旦脚手架结构拆卸掉便可拆除。
图9表示锚固脚手架结构10到建筑物15上的方法。利用图9所示的锚固装置50实现锚固。锚固装置50在图10a表示的更清楚。锚固装置50包括一个大约1米长、外径48.6mm的相对短的金属管臂。如图9所示。在金属管52一端具有一个适合用螺栓联接到混凝土建筑物15上的锚固板54。利用金属直角联接件将金属管52固定到内栅架12和外栅架14的竖直支柱上(见图9)。锚固板54还具有用来联接钢缆绳58的孔眼56。如图9所示，由R6钢丝制成的钢缆绳58的另一端具有联接件59，用来将其固定到外栅架14的一个构件上。通过将联接件59固定到外栅架14上，脚手架结构10能有效地联接到建筑物15上。
图9所示的锚固方法用于将内栅架12和外栅架14固定到建筑物上，其中假定只有竹质横档18布置在两个栅架之间。锚固方法可以作为任何支架失效情况下的后备措施。
图10b表示另一种可选择的锚固装置50b。锚固装置50b包括一个大约1米长的短支臂52b。在支臂的一端有一个通孔50d，供L形杆状的锚固件50c容纳在其中。在如图所示的构造中，锚固件50c有一个具有自由端的第一支脚，第一支脚延伸超过支臂端部。第一支脚的自由端用螺纹联接，使得锚固件固定到建筑物结构内。第一支脚在建筑物上的小立足点，使得第一支脚可几乎固定在任何位置，从而在定位锚固装置上允许更大的灵活性。锚固件50c铸在要求位置，或待混凝土硬化后固定到建筑物15的混凝土结构上。其螺纹端可以延伸到混凝土中大约750mm。锚固件50c还包括容纳在通孔50d中的第二支脚。第二支脚也有螺纹自由端。该螺纹自由端配合在螺母(没有示出)内，以使第二支脚保持在孔中。可是，第二支脚的长度使得支臂52b能沿着第二支脚滑动，这样增加了在建筑物15的合适位置上布置第一支脚的灵活性。如上所述，频繁使用锚固装置减少了对支承支架的需求。理想地，竖直间距不超过2.25m，而水平间距不超过3m。从图6a和图6b的对比中可看出，支架之间的间距可以从24米增加到30米。这是利用频繁使用锚固装置50b和改进形式的支架30b实现的。
图11表示脚手架结构10的合适加强肋60。脚手架结构10的外栅架14，由间隔分布的竖直钢质支柱24示意表示。如其所示，每15米对应5个间格区，对角线跨过的加强肋通常以45-60度(正负5度)的角度布置。
图12表示外栅架14的详细结构，虚线70表示在外栅架14上形成的预期开口的位置。开口70如其所示的那样，用于运载材料至现场。图13表示具有开口70的外栅架14的细节。竹质件和钢质件如图所示的那样切开。为增强栅架14，安装了附加的加强肋72。这些加强肋如图所示沿着对角线延伸。此外，安装了警告标志，提醒工人在脚手架结构中的潜在危险。
脚手架结构10的另一个特征是提供如图14所示的收集扇。收集扇80包括一个从脚手架结构10向上、向外延伸的收集面82。收集面82由从外栅架14向上、向外延伸的间隔开的金属管84构成，其中具有在金属支承管84上方延伸的类似帆布的耐火材料。金属支承管84的上、外端由另外的金属管86支承。每个金属管86联接到其中一个金属管84的端部，并从该端部向上、向内朝着外栅架14延伸。一般，收集面82与水平面成45°角布置，但可和另外的金属管86一起调整。收集面82收集从建筑物15或脚手架结构10上落下来的材料，即轻松地收集碎屑和清除物。一般每隔十层设置收集扇80。可是，单独的承包商可安装收集扇80来满足具体建筑场所的需要。
如图15，为保护脚手架结构10中的工人，在一定的间隔设置保护层90，优选靠近支承支架上方，即每隔十层。保护层90供工人出入和防止工人坠落。此外，保护层90保护工人不受到坠落的碎屑的伤害。每个保护层90包括一层水平布置的、在邻近横档18之间延伸的竹质件92。竹质件的间距不应该超过200mm。竹质件92可以在横档18的上方或下方。竹质件提供在重物从上方坠落时的缓冲效应。在水平竹质件92上方铺设锌板94。锌板可形成为具有大约100mm高度的上翻边缘94a的形式。固定在锌板顶部的竹质横杆(没有示出)防止锌板被吹走。
可选择地，除了保护层90之外，或用于替代保护层90，可以安装称为“施工步道”的金属工人工作平台。一个合适的施工步道100示于图16。施工步道100通常具有细长平面形状，它由一个细长形状的矩形金属框架101构成，并且在框架101上布置着具有细长矩形支承表面的金属板102。施工步道100由在一侧的外栅架14的水平钢质横杆26和在另一侧的内栅架12对应高度的水平钢质横杆22支承。从金属框架101侧面横向延伸出来的钩子部分107钩扣到相关的水平钢质横杆22、26上。应当理解，为了确保位于上面的施工步道是水平的，在内、外层上的水平钢质横杆22、26应该布置在相同高度。为此，在建造时，在建造内栅架12之前，可将一部分施工步道安装在外栅架14上的某位置。
图18表示施工步道轻微改进的形式。所示的施工步道包括在每一纵向侧的搁脚板100b。搁脚板100b的具体形式表示在图20中。搁脚板形式为一般的矩形板，其底部的角被去掉，使得搁脚板能保持在一对相对的支架之间。支架100c的形式在图19很清楚地表示出来。金属支架100c为L形平面，并具有和平台102高度对应的高度。平台的每个纵向侧边具有一对相对支架100c。搁脚板在一对相对的支架100c之间。因此，在相对的支架TL之间的长度，对应于在搁脚板切掉角部后的竖直边缘之间的距离。搁脚板的总体长度和平台102的长度对应。
图19还表示在邻近侧具有支架100c的特殊角部平台的形式。
如图17所示，脚手架的另一个特征是具有金属梯子。金属梯子包括一对间隔开的梯框110，并具有恰当间隔开的、在梯框之间延伸的梯板112。细长形梯框110的端部具有钩状或环扣部分114，用于联接到脚手架结构10的合适结构件上。
应该理解，如图17所示的金属梯子的形式只能安装在脚手架结构的角部，否则会阻挡平台。图21和22表示另外可选择形式的梯子120，它可安装在沿着平台的中间位置。已经开发了特殊形式的平台125，用于与可选择形式的梯子120一起使用。该平台125具有一个进出开口127，本开口127有足够大的尺寸来安装梯子并能使工人通过。借助枢轴129将一个进出小门128枢轴联接到平台125上。进出小门盖住开口127的一部分，剩余的空间足够梯子120通过。在进出小门上的一个手孔130能使工人从上方打开小门128。
梯子的具体形式表示在图22。梯子120具有梯框132和梯级133。梯级133为矩形截面。在梯子120的顶部，梯框形状为U形，为适应支承梯子的钢质横杆的轮廓，其各端部形成C形支架135。类似，梯框132的下端具有各自的C形支架137。此外，由于上方、下方C形支架135,137必须对齐，因此梯框的下端具有台阶。