智能附著式升降腳手架施工技術(shù)研究

任亞莉

（山西一建集團(tuán)有限公司，山西太原 030012）

0 引言

隨著高層建筑施工需要以及機(jī)械制造與智能化程度的提高，高空作業(yè)腳手架技術(shù)也不斷改進(jìn)與提高。作為建筑高空作業(yè)常見的安全防護(hù)設(shè)備，腳手架從原來的竹竿式、鋼管式到機(jī)械升降式變得更先進(jìn)實(shí)用。近年來，附著式腳手架在高層建筑中廣泛應(yīng)用，其腳手架固定在建筑結(jié)構(gòu)體上并隨著建筑層高而不斷加高。通過附著在建筑結(jié)構(gòu)上，可以有效的提高建筑施工安全性，將高空作業(yè)變成地面內(nèi)部施工一樣安全高效、經(jīng)濟(jì)便捷。但是附著式腳手架在現(xiàn)場應(yīng)用中仍有許多不足之處，制約著高空作業(yè)的效率[1-3]。

1 智能附著式升降腳手架概述

智能附著式升降腳手架主體主要包括封閉防護(hù)系統(tǒng)、附著支撐系統(tǒng)、鋼框架主體、動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。腳手架跟隨樓層抬高時(shí)，先將腳手架上部支座固定在墻上，然后拆除腳手架下部，安裝并緊固反拉鋼絲繩，拆除連墻件，拆開底盤和避讓結(jié)構(gòu)。上述準(zhǔn)備工作完成后，腳手架整體會(huì)上升一層。抬升完畢后再將各個(gè)部位進(jìn)行復(fù)位緊固，以便進(jìn)行高空作業(yè)和一下層的抬升。智能附著式升降腳手架安裝效果如圖1 所示。

圖1 智能附著式升降腳手架安裝效果

1.1 鋼框架系統(tǒng)

附著式腳手架的框架主體主要包括架體的主架構(gòu)、水平支承桁架、豎向主框架、雙向吊橋避讓結(jié)構(gòu)。

（1）豎向主框架是機(jī)位的重要組成部分，由內(nèi)、外基礎(chǔ)節(jié)和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和剪刀撐桿構(gòu)成。豎向主框架主要承受和傳遞豎向和水平荷載來確保架體壓桿穩(wěn)定。

（2）水平支承桁架是指腳手架的底層平臺(tái)，主要組成部分為內(nèi)外桁架片、小橫桿、大橫桿、桁架伸縮節(jié)和端頭剪刀撐等，主要承受豎向荷載并將其傳導(dǎo)到主框架。

（3）吊橋避讓結(jié)構(gòu)在某個(gè)層面上下各兩個(gè)鉸鏈，水平桁架中間通過補(bǔ)縫板連接。當(dāng)腳手架上下升降遇到錨固桿時(shí)補(bǔ)縫板，將補(bǔ)縫板拆除，去除層面下/上側(cè)鉸鏈銷軸，通過兩個(gè)鉸鏈將兩片桁架板翻轉(zhuǎn)，通過障礙物后，再恢復(fù)原狀。避讓結(jié)構(gòu)可以使架體局部在升降過程中順利避讓建筑結(jié)構(gòu)凸出物。

1.2 反拉動(dòng)力系統(tǒng)

附著式腳手架沿著建筑結(jié)構(gòu)上下升降靠反拉動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，該裝置由電動(dòng)葫蘆、上下提升梁、滑輪和鋼絲繩組成。電動(dòng)葫蘆上鉤與固定在架體的提升梁橫銷連接，下鉤與緊固在建筑結(jié)構(gòu)附墻支座的鋼絲繩鉤連接。

1.3 三檔智能控制系統(tǒng)

三檔智能控制系統(tǒng)的構(gòu)件主要包括主控器、差值計(jì)算器和拉力傳感器。該控制系統(tǒng)以初始載荷為基準(zhǔn)，可以根據(jù)腳手架所承受的荷載變化而實(shí)時(shí)智能控制升降機(jī)構(gòu)。

1.4 附著支撐系統(tǒng)

附著支撐系統(tǒng)承受著腳手架上面的全部載荷，并將其傳遞給建筑結(jié)構(gòu)。該支撐裝置包括附墻支座、預(yù)埋組件和抱瓦。抱瓦可以將腳手架的承載力傳遞到附墻支座上，防止腳手架在作業(yè)或者升降時(shí)產(chǎn)生的不平衡力導(dǎo)致的傾翻。架體整體荷載通過穿墻螺栓傳遞到建筑結(jié)構(gòu)。

1.5 全封閉防護(hù)系統(tǒng)

全封閉防護(hù)系統(tǒng)由水平防護(hù)和外立面防護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成。

（1）水平防護(hù)系統(tǒng)主要由走道板網(wǎng)、離墻板和翻板組成，能夠提供一個(gè)作業(yè)的平臺(tái)并防止高空墜物。

（2）立面防護(hù)系統(tǒng)包括鋼網(wǎng)孔片、螺栓等部件，可以防止外部材料或障礙物從側(cè)面滑落或者穿透腳手架體。

1.6 其他系統(tǒng)構(gòu)造說明

（1)自動(dòng)噴淋系統(tǒng)。該系統(tǒng)安裝在架體平臺(tái)下部，能夠根據(jù)揚(yáng)塵傳感器的信號(hào)自動(dòng)啟動(dòng)噴淋達(dá)到降溫除塵作用。

（2）防墜防護(hù)系統(tǒng)。防墜系統(tǒng)就是防止架體在作業(yè)或者升降時(shí)發(fā)生墜落，確保腳手架施工安全。

2 工程概況

某住宅樓工程項(xiàng)目，建筑面積為2.98 萬m2，建筑總共為30層，其中地上27 層地下3 層。根據(jù)工程結(jié)構(gòu)和施工方案，在4 層以下的高空作業(yè)時(shí)采用傳統(tǒng)落地式腳手架，5 層以及以上時(shí)使用智能附著式升降腳手架。由于該建筑工程結(jié)構(gòu)比較簡單，外立面沒有不規(guī)則造型，采用附著式腳手架可以滿足高空作業(yè)需求。為了確保建筑施工的環(huán)保和安全要求，避免施工過程中出現(xiàn)高空拋物對(duì)設(shè)備和人員造成傷害，本工程所有標(biāo)準(zhǔn)層統(tǒng)一采用智能附著式升降腳手架作為樓層的施工作業(yè)平臺(tái)。避免高低層采用不同腳手架防護(hù)措施造成的施工量增加和工期浪費(fèi)。智能腳手架隨著樓層施工進(jìn)度同步提升，對(duì)樓層施工提供作業(yè)平臺(tái)和安全防護(hù)。

3 基本原理及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 基本原理

本項(xiàng)目工程采用的腳手架主要由腳手架部分、附著支撐裝置、挑吊梁、升降控制系統(tǒng)和防墜落系統(tǒng)。該附著腳手架基本工作原理為：將腳手架固定在建筑結(jié)構(gòu)外墻上提供一個(gè)安全作業(yè)平臺(tái)，當(dāng)需要升降時(shí)通過固定在懸挑梁上的升降系統(tǒng)控制外腳手架的上升與下降。智能附著式升降腳手架的結(jié)構(gòu)原理比較簡單且操作方便，提高了施工現(xiàn)場的安全防護(hù)等級(jí)，相比人工搭設(shè)腳手架，這大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度并且提高施工效率。

3.2 構(gòu)造設(shè)計(jì)

國家相關(guān)部門對(duì)于腳手架的搭建和安裝有非常明確的規(guī)定，因此在腳手架的設(shè)計(jì)安裝過程中要根據(jù)現(xiàn)場使用情況來設(shè)計(jì)。圍繞建筑四周均勻的搭設(shè)腳手架，且相鄰腳手架之間的距離應(yīng)該符合相關(guān)規(guī)范。腳手架的升降系統(tǒng)上端固定在建筑結(jié)構(gòu)的懸挑梁上，在高空施工作業(yè)時(shí)腳手架體固定在建筑結(jié)構(gòu)上，采用斜拉頂撐設(shè)計(jì)，斜吊桿和水平梁都會(huì)受到一定拉力，腳手架自身及平臺(tái)荷載傳導(dǎo)至建筑結(jié)構(gòu)上。

4 整體智能附著式升降腳手架施工工藝

4.1 工藝參數(shù)及安裝流程

腳手架的安裝要按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，腳手架底部采用全封閉安全措施，作業(yè)平臺(tái)的走道和防護(hù)翻板高強(qiáng)度、耐沖擊、阻燃耐用且防滑的花紋是鋼板，該設(shè)計(jì)可以為超高層建筑外墻施工提供高等級(jí)安全防護(hù)。腳手架的加寬走道板使用頻率比極高且荷載較大，該走道板組合安裝比較方便，加寬后有效縮小腳手架內(nèi)側(cè)的縫隙，保障作業(yè)人員的安全，同時(shí)防止作業(yè)平臺(tái)上雜物掉落帶來的高空拋物的安全隱患。腳手架的外立面設(shè)計(jì)采用封閉結(jié)構(gòu)，外側(cè)防護(hù)網(wǎng)使用的高強(qiáng)度沖孔鋼板網(wǎng)采用鉚釘與腳手架框架連接一體，該立面防護(hù)結(jié)構(gòu)具有阻燃、抗沖擊、耐腐蝕等安全性能。

4.2 架體組裝施工工藝

腳手架體安裝施工時(shí)，首先按照水平間隔2m、豎直間隔5.6m 的定位尺寸，安裝兩排三列六個(gè)定位底座，然后在六個(gè)底座上安裝主龍骨，作為爬架安裝基礎(chǔ)平臺(tái)；然后在基礎(chǔ)平臺(tái)的主龍骨上面安裝主梁及斜拉桿連接件、內(nèi)支架，最后安裝次龍骨連接件及斜拉桿連接件，在次龍骨連接件與內(nèi)支架之間的上部安裝次龍骨。安裝腳手板時(shí)，用插銷將腳手板固定在主梁上。腳手架安裝過程中會(huì)有吊裝環(huán)節(jié)，為了方便固定吊鉤，腳手板端頭暫不安裝防護(hù)網(wǎng)。

4.3 附著支撐及其升降動(dòng)力設(shè)備的安裝

附著支撐架構(gòu)是一種型鋼材質(zhì)，能將腳手架主體固定在建筑架構(gòu)上，并承受并將腳手架自重和施工作業(yè)荷載傳遞到建筑架構(gòu)上。其主要構(gòu)架方式為將角鋼、槽鋼與底板焊接一體，然后用穿墻螺栓與建筑架構(gòu)連接一塊。該設(shè)計(jì)除了能承受腳手架全部荷載以外還能夠作為升價(jià)和防墜落系統(tǒng)的安全支點(diǎn)。

4.4 腳手架升降電氣線路的布置

腳手架主體工程施工結(jié)束后，就是對(duì)腳手架升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行電氣線路施工和布置。該腳手架的電氣控制構(gòu)成主要由主控制和分控制部分、控制電纜和信號(hào)電纜、重力傳感器和遙控器等構(gòu)成。施工時(shí)按照施工技術(shù)圖紙進(jìn)行布線、接線、布線時(shí)采用絕緣線路保護(hù)管，接線完畢后進(jìn)行線路校核和設(shè)備調(diào)試。

4.5 智能附著式升降腳手架安裝的檢查驗(yàn)收

附著式腳手架安裝施工結(jié)束后，需要對(duì)其進(jìn)行安裝質(zhì)量驗(yàn)收。首先全面檢查腳手架結(jié)構(gòu)體、各預(yù)埋件連接情況、承受荷載狀態(tài)、升降裝置是否無卡殼，檢查主體連接是否牢固，運(yùn)動(dòng)部分是否會(huì)發(fā)生脫鉤以及受力不均導(dǎo)致傾斜等狀況；其次檢查電氣接線的正確性，是否有連接虛焊等地方。當(dāng)整體檢查完畢后設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，可以進(jìn)行升降測試，確保腳手架運(yùn)轉(zhuǎn)性能良好。

5 結(jié)語

智能附著式腳手架已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高層建筑工程中，相比傳統(tǒng)的腳手架，其安全性能和工作效率大大提高。本文對(duì)附著式腳手架的安裝施工工藝進(jìn)行優(yōu)化和論述，有效解決了腳手架的剛度和防護(hù)等級(jí)欠缺、承載力以及開環(huán)控制等缺點(diǎn)。智能附著式腳手架適用范圍廣，可以廣泛應(yīng)用于各種高層或設(shè)計(jì)復(fù)雜的建筑體，使用起來更加安全、便捷、環(huán)保，提高工程項(xiàng)目管理效率，有效節(jié)約工程量和工期。對(duì)各類超高層建筑的施工應(yīng)用具有一定的推廣意義。