Rusztowania podwieszane – charakterystyka, zastosowanie, rozwój

STRESZCZENIE

W artykule omówiono podstawowe rodzaje rusztowań podwieszonych wraz z przykładami ich zastosowań. Wyróżniają się one szczególnym sposobem łączenia z obiektem budowlanym, dzięki posadowieniu pośredniemu za pomocą dźwigarów, wysuwnic, konsol budowlanych, łańcuchów itp. Zaprezentowano również ogólną charakterystykę komponentów umożliwiających wykonanie takich rusztowań.

ABSTRACT

The article discusses the basic types of suspended scaffolds, along with examples of their use. They are distin- guished by the special way in which they are fixed to building structures, be- ing suspended from overhead girders, outriggers, building consoles, chains, etc. The general characteristics of the components used for such scaffolding is also presented.

Zarówno w budownictwie ogólnym, jak i różnych gałęziach przemysłu występują sytuacje, gdy zachodzi konieczność zapewnienia tymczasowego dostępu do miejsc pracy na wysokości, w trudno dostępnych fragmentach obiektu. Jednym ze sposobów zapewnienia takiego dostępu są rusztowania podwieszane. Nazwa ta jest nazwą potoczną i obejmuje całą gamę konstrukcji, które charakteryzują się jedną cechą: posadowienie rusztowania odbywa się na dodatkowej konstrukcji tymczasowej połączonej z obiektem. Podstawowym powodem stosowania takich konstrukcji są przeszkody uniemożliwiające bezpośrednie posadowienie rusztowania na podłożu gruntowym lub konstrukcyjnym. Inną przyczyną są względy finansowe, posadowienie rusztowania w poziomie terenu może być ekonomicznie nieuzasadnione, gdy dostęp potrzebny jest tylko do niewielkiego fragmentu obiektu na dużej wysokości. Duża różnorodność takich konstrukcji spowodowała powstanie słownictwa potocznego określającego poszczególne typy rusztowań podwieszonych. Jednakże normy techniczne oraz literatura przedmiotu określają, że rusztowania wspornikowe to rusztowania, których pomost roboczy oparty jest na wspornikach połączonych z obiektem budowlanym [1]. Do tej grupy zalicza się rusztowania podwieszane na tzw. konsolach budowlanych (wspornikach kotwionych), czyli na specjalnie skonstruowanych komponentach wykonanych z kształtowników stalowych (rys. 1).

Rys. 1 Sposób montażu rusztowania na podwieszanych wspornikach (konsolach budowlanych): a) schemat (Pionart), b) przykład realizacji (fot. autor)

Konsole takie są zwykle mocowane na stalowych prętach gwintowanych, wklejanych do ściany obiektu na zaprawę iniekcyjną o odpowiedniej wytrzymałości – są to tzw. kotwy chemiczne (fot. 1). Alternatywą jest wykonanie otworów przelotowych przez całą grubość ściany i mocowanie konsoli przy użyciu ściągów gwintowanych. Warto dodać, że w przypadku posadowienia rusztowania na konsolach budowlanych wymagana jest dokumentacja techniczna rusztowania w postaci projektu indywidualnego, określająca m.in. średnicę i klasę wytrzymałości prętów gwintowanych (ściągów), za pomocą których jest mocowana konsola budowlana. Na nośność takiego połączenia mają również wpływ: rodzaj zaprawy iniekcyjnej klejowej, długość zakotwienia oraz rodzaj podłoża (wytrzymałość materiału, z którego jest wykonana ściana). Zniszczenie połączenia może również nastąpić na skutek [2]:

• wyrwania pręta z żywicy (stwardniałej zaprawy klejowej) – styk: pręt – zaprawa;
• wyrwania pręta z żywicą z wywierconego otworu – styk: zaprawa – podłoże;
• zarysowania podłoża (ściany) i wyrwania jego stożka wraz z prętem i żywicą.

Aby temu zapobiec, należy narzucić odpowiedni reżim technologiczny wykonania kotwienia chemicznego oraz dokonać sprawdzenia nośności połączenia.

Fot. 1. Kotwy chemiczne: a) podłoże betonowe, b) podłoże ceglane (fot. autor)

Praca statyczna konsoli budowlanej pod obciążeniem przebiega następująco:

• górna część konsoli działa na wyrywanie i ścinanie – należy wykonać kotwienie chemiczne – jest to kotew konstrukcyjna;
• dolna część konsoli działa na ściskanie (docisk do ściany) – nie ma tu więc konieczności stosowania kotew wklejanych, ale wystarczy standardowe kotwienie, umożliwiające stabilne przymocowanie konsoli do ściany (zabezpiecza jedynie konsolę przed przesunięciem na etapie montażu podstawy podwieszonego rusztowania).

Rusztowania wspornikowe są zwykle konstrukcjami nietypowymi, indywidualnie dobranymi do danego obiektu budowlanego. Ze względu na skomplikowany zakres prac przy takich rusztowaniach warto skorzystać z usług specjalistycznej firmy rusztowaniowej.

Fot. 2 Rusztowanie wspornikowe wielopomostowe posadowione na konsolach budowlanych – katedra we Wrocławiu: a) widok rusztowania, b) szczegół podwieszenia (Multiserwis)

Poza szczególnym sposobem połączenia konsol budowlanych z obiektem konstrukcja rusztowań fasadowych nie różni się w zasadzie niczym od rusztowania ramowego/modułowego (w zależności od tego, który system rusztowania zastosowano). Należy jednak dokonać sprawdzenia nośności dźwigarów kratowych, na których podwieszone są stojaki rusztowania.

Innym sposobem podwieszenia są rusztowania na tzw. wysuwnicach [4] – wykonywanych najczęściej z kształtowników stalowych. Są to na ogół belki o stałym wysięgu wysunięte na zewnętrz budowli i oparte wspornikowo na obiekcie. Wsporniki te są wysuwane na zewnątrz budynku przez otwory w murze, a wewnątrz budynku zamocowane za pomocą specjalnej konstrukcji utrzymującej wysuwnicę [3], najczęściej rozpartej między stropami (fot. 3b). Na wspornikach wysuwnicy może być również bezpośrednio układany pomost roboczy – takie rusztowania jednopomostowe stosuje się na ogół, gdy zakres prac jest niewielki. Historycznie jako wysuwnice stosowano belki drewniane [4], które ze względu na ich małą nośność pozwalały na oparcie tylko jednego pomostu, który mógł być wykorzystany jako roboczy lub jako rusztowanie ochronne nad przejściami albo zabezpieczenie pracowników przed upadkiem z wysokości. Jako wysuwnice zastosować można również dwuteowniki przytwierdzone bezpośrednio do stropu obiektu (fot. 3a).

Fot. 3 Sposoby zamocowania wysuwnic rusztowania: a) zamocowanie wspornikowe, b) rozparcie o stropy (Multiserwis)

Wspornikami mogą być też dźwigary kratowe rusztowania. Jeżeli jednak konstrukcja rusztowania budowana jest poniżej wsporników – rusztowania takie są zwane rusztowaniami wiszącymi (fot. 4a). Montaż rusztowań modułowych wiszących polega na stopniowym podbudowywaniu go, łącząc stojaki rusztowania systemowego za pomocą śrub/bolców bądź specjalnych złączy.

Stojaki takie pracują na rozciąganie. Wyróżniającą cechą takich rusztowań jest sposób ich montażu: odbywa się od góry w dół. Ten sposób podwieszenia wymaga posiadania przez monterów specjalnych umiejętności montażu, jak również przestrzegania restrykcyjnych reguł bezpieczeństwa. W niektórych sytuacjach rusztowania z tak podwieszonymi pomostami są rusztowaniami ruchomymi – mają możliwość przesuwania w poziomie (fot. 4b).

Fot. 4. Rusztowania wiszące ze stojakami zamocowanymi do dźwigarów kratowych: a) przykład konstrukcji (Multiserwis), b) schemat rusztowania ruchomego (Layer) [5]

W przypadku łączenia rozciąganych stojaków rusztowania za pomocą śrub/bolców/zatyczek należy zastosować stojaki z otworami do przykręcenia czopa (rys. 2). Czop jest wtedy przykręcany do stojaków za pomocą dwóch śrub (dwóch sztuk, po obu stronach połączenia). W takich konstrukcjach zabrania się stosowania stojaków z wprasowanym czopem (łącznikiem rurowym), gdyż żaden producent nie daje gwarancji na nośność takiego połączenia na rozciąganie. Obecnie nowym trendem w produkcji stojaków rusztowania jest wykonanie ich ze zintegrowanym czopem dzięki technologii wytłoczenia końca stojaka – takie stojaki są przystosowane do pracy zarówno na ściskanie, jak i na rozciąganie.

Rys. 2 Stojaki rusztowania przystosowane do pracy na rozciąganie: a) stojak z zamocowanym czopem, b) czop połączeniowy (Pionart)

Szczególnym rusztowaniem wiszącym są pomosty podwieszone na łańcuchach (fot. 5). Podstawowym elementem, na którym wisi pomost, jest ściąg w postaci łańcucha bądź liny stalowej. Rusztowania takie do niedawna były rzadko stosowane w Polsce. Okazuje się jednak, że jest to doskonałe rozwiązane w przypadku niektórych obiektów, takich jak mosty, estakady, taśmociągi w elektrowniach itp. Konstrukcja pomostu rusztowania wisi na atestowanych łańcuchach o specjalnie dobranej nośności, które są jednym z dodatkowych akcesoriów oferowanych przez producentów rusztowań. Podczas projektowania takich rusztowań projektanci zwykle się wzorują na niemieckiej normie DIN 4420-3 [6] oraz wytycznych BGR 174 [7], które określają typowe rozwiązania rusztowań wiszących.

Fot. 5. Pomost podwieszony na łańcuchach: a) szczegóły zamocowania do konstrukcji koparki, b) rusztowanie częściowo podwieszone pod taśmociągiem (Multiserwis)

W celu zamocowania łańcucha do konstrukcji obiektu zastosować można np. specjalne złącza rusztowaniowe, pozwalające podwiesić konstrukcję rusztowania do kształtowników stalowych. Konstrukcja takich łączników składa się zazwyczaj z półzłącza, połączonego fabrycznie z dodatkowym elementem, np. hakiem, przez spawanie (są to złącza specjalne HW, zgodnie z normą EN 74-2 [8]) – fot. 6.

Jednym z nielicznych polskich przepisów dotyczących stosowania rusztowań wiszących jest reguła, że przy budowie i przebudowie oraz remoncie jednostki pływającej niedozwolone jest stosowanie rusztowań wiszących o konstrukcji nośnej wykonanej z drewna lub lin [9].

Fot. 6. Przykład złączy do podwieszeń – podwieszenie łańcucha do dwuteownika za pośrednictwem złączy hakowych (fot. autor)

Przedstawione przykłady pokazują różne możliwości zastosowania rusztowań podwieszanych. Wszystkie te konstrukcje charakteryzuje jedna cecha: w większości przypadków wymagane jest sporządzenie indywidualnego projektu technicznego. Alternatywą dla rusztowań podwieszanych jest zastosowanie podestów ruchomych wiszących – czyli dźwignic. Ze względu na swój charakter nie należy tych podestów mylić z rusztowaniami, mimo że przepisy prawne często opisują te konstrukcje razem [10]. Podstawowe różnice w sposobie użytkowania rusztowań i ruchomych podestów roboczych, czyli środków dostępu do prac na wysokości, opisano w [11].

dr inż. Piotr Kmiecik

Literatura

1. PN-M-47900-1:1996 Rusztowania stojące metalowe robocze – Określenia, podział i główne parametry.
2. Ł. Drobiec, Wklejanie prętów zbrojeniowych za pomocą kotew chemicznych – połączenia w konstrukcjach żelbetowych, „Inżynier Budownictwa” nr 10/2012.
3. PN-B-03163-1:1998 Konstrukcje drewniane – Rusztowania – Terminologia.
4. B. Ciechanowski, W. Domin, T. Kusz, S. Orzeł, Rusztowania budowlano-montażowe, Arkady, Warszawa 1979.
5. Instrukcja montażu i użytkowania – Rusztowanie Layher Allround, 2014.
6. DIN 4420-3:2006-01 Arbeits- und Schutzgeruste – Teil 3: Ausgewahlte Gerustbauarten und ihre Regelausfuhrungen.
7. BGR 174 Hangegeruste. Berufsgenossenschaftliche Regeln fur Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit (BGR), Ausgabe 2000.
8. PN-EN 74-2:2009 Złącza, sworznie centrujące i podstawki stosowane w deskowaniach i rusztowaniach – Część 2: Złącza specjalne – Wymagania i metody badań.
9. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 30 maja 2001 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy budowie i przebudowie oraz remoncie jednostek pływających (Dz.U. z 2001 r. Nr 73, poz. 770 ze zm.).
10. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 lutego 2003 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy podczas wykonywania robót budowlanych (Dz.U. z 2003 r. Nr 47, poz. 401), rozdział 8 „Rusztowania i ruchome podesty robocze”.
11. D. Gawęcka, P. Kmiecik, Wykorzystanie do prac w budownictwie lekkich rusztowań przejezdnych i ruchomych podestów, „Inżynier Budownictwa” nr 4/2016.