在附著式升降腳手架中應(yīng)用鋁合金材料技術(shù)分析

魏百峰

（甘肅第七建設(shè)集團股份有限公司，甘肅 蘭州 730000）

1 引言

建筑企業(yè)在承接高層建筑或者超高層建筑施工時，都會選擇使用附著式升降腳手架作為安全輔助平臺，利用附著式升降腳手架不僅能夠給施工人員的施工工作提供便利，還能保障施工人員的生命安全。近幾年來，科學(xué)技術(shù)的不斷進步加快了城市化的發(fā)展進程，給建筑工程的施工工作提出了更高的要求，這就需要相關(guān)施工企業(yè)高度重視附著式升降腳手架的強度和質(zhì)量，根據(jù)建筑的施工要求選擇合適重量的附著式升降腳手架，給施工工作的順利開展提供保障。行業(yè)內(nèi)相關(guān)人員研究附著式升降腳手架技術(shù)主要關(guān)注鋁合金原材料使用，鋁合金原材料能夠擴展附著式升降腳手架的使用方法，重點分析附著式升降腳手架的各個著力點和受力性能，為施工人員的安全施工工作提供保障。

2 附著式升降腳手架的結(jié)構(gòu)與特點

整個附著式升降腳手架系統(tǒng)是由架體結(jié)構(gòu)、防護系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、支撐結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)等組成，架體結(jié)構(gòu)的主體為施工操作平臺，通過施工操作平臺連接主框架、副框架、導(dǎo)軌、水平框架、支撐件等部位，從而構(gòu)成一個完整的整體構(gòu)架，供操作人員安全施工，不同結(jié)構(gòu)框架之間通過螺栓和螺母進行連接。附著式腳手架在使用之前，需要將構(gòu)件與配套的配件在地面進行組裝，組裝完成以后利用吊車機安裝附著式升降腳手架，使用完成以后利用吊裝設(shè)備完成附著式腳手架的拆卸工作。一般而言，附著式升降腳手架的安裝高度在14 m左右，根據(jù)高層建筑的施工要求將腳手架的平臺設(shè)置為6層，靠近墻壁的腳手架翻板主要是利用花紋鋼板制成的，花紋鋼板的厚度要控制在2.5 mm左右。在架設(shè)第一層和第二層翻板時，利用鐵質(zhì)的鉸鏈進行固定，能夠保證腳手架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。如果腳手架安裝的高度大于4層樓高度，每一層腳手架平臺的距離應(yīng)當(dāng)控制在4 m。利用雙排杠桿支撐固定每一層腳手板，腳手板與腳手架主體的連接利用導(dǎo)軌來完成，需要附著墻體安裝。利用高層建筑墻體的結(jié)構(gòu)來為腳手架提供穩(wěn)定的運作平臺，在設(shè)置腳手架安裝的導(dǎo)軌時，需要保證導(dǎo)軌安裝的高度大于高層建筑頂層高度的1.5 m，通過安裝附著式升降腳手架能夠保證施工人員的施工安全，不僅會節(jié)約大量的鋼材，還能夠避免因使用普通腳手架架體而產(chǎn)生的危險事故。在附著式升降腳手架安裝過程中，操作人員需要在腳手架外圍安裝鋼板網(wǎng)，這樣才能給施工人員提供更好的安全防護。附著式升降腳手架在使用時，主要通過機械設(shè)備來提供腳手架的升降動力，設(shè)備的連接主要利用環(huán)鏈來完成。在安裝機械升降設(shè)備時，需要保證設(shè)備支座安裝的穩(wěn)定性，確保設(shè)備的支座與建筑墻體穩(wěn)定的連接，以保證整個附著式升降腳手架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在固定位置安裝導(dǎo)軌，利用導(dǎo)軌控制各個構(gòu)件的運行方向，避免產(chǎn)生因擺塊過重而產(chǎn)生晃動，造成架體墜落的現(xiàn)象。此外，使用導(dǎo)軌還能夠避免附著式升降腳手架在運行過程中產(chǎn)生卡阻現(xiàn)象，提高了腳手架使用的安全性。

3 鋁合金材料的特點與分類

3.1 鋁合金材料的特點

鋁元素本身的化學(xué)性質(zhì)較為活潑，生產(chǎn)工廠將一層氧化膜鋪設(shè)在鋁原材料的表面能夠提高鋁合金原材料自身的耐腐蝕性能。相比鋼材原材料而言，使用鋁制成的合金材料自身的重量較低。附著式升降腳手架如果是由鋁合金原材料制成的，那么鋁合金腳手架支撐的重量較低，腳手架的底部支座會承受較小的自身重量，同時，鋁合金腳手架的制作結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，能夠為施工人員提供安全保障。使用鋁原材料制成的腳手架外形較為美觀，即使腳手架拆卸也能夠?qū)X合金材料循環(huán)利用，工業(yè)性能較好。然而，鋁合金原材料也有自身的缺點，在受到較大的撓度時，會產(chǎn)生大的形變，鋁合金原材料也不容易焊接，焊接性能相比鋼鐵原材料較差，只有相關(guān)工作人員利用鋁合金的原料特性選擇合適的設(shè)計方法，才能夠充分發(fā)揮出鋁合金材料的應(yīng)用優(yōu)勢，給高層建筑施工工作提供便利。

3.2 鋁合金材料的分類

鋁合金原材料在生產(chǎn)時使用到的生產(chǎn)工藝和自身的化學(xué)成分存在一定的差異性，生產(chǎn)工藝和化學(xué)成分的不同主要將鋁合金原材料分成變形鋁合金和鑄造鋁合金兩個類型。對于變形鋁合金原材料而言，其自身的塑性較高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，表面硬度較強，主要是通過加壓的方式制作而成。變形鋁合金制成的不同型號的鋁合金構(gòu)件都屬于半成品，需要經(jīng)過后期再次加工才能在施工現(xiàn)場使用。鑄造型鋁合金材料化學(xué)組成成分較多，使用鑄造鋁合金類型能夠保證鋁合金內(nèi)部的流動性能。使用鑄造鋁合金制成的附著式升降腳手架自身的密度較高，腳手架結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。因此，行業(yè)相關(guān)人員正在研究用鋁合金材料制作附著式升降腳手架時，需要根據(jù)附著式升降腳手架的使用需求和安裝高度選擇合適類型的鋁合金原材料，根據(jù)腳手架的自身重量和高層建筑施工需求選擇科學(xué)合理的制作方案，這樣才能夠保證加工好的鋁合金附著式升降腳手架能夠在施工現(xiàn)場發(fā)揮其優(yōu)良的性能。

4 鋁合金附著式升降腳手架設(shè)計

4.1 立桿

鋁合金附著式升降腳手架的立桿構(gòu)件需要使用AL-6061-T6形態(tài)的鋁合金來制造。在制造時，主要將鋁合金原材料放在固定機器上進行擠壓，根據(jù)設(shè)定好的模板擠壓成型，這就完成了立桿構(gòu)件的制造。桿構(gòu)件的制造需要保證立桿的規(guī)格符合腳手架的設(shè)計需求，根據(jù)實際的施工狀況合理規(guī)劃立桿構(gòu)件的設(shè)計形狀和使用規(guī)格。由于立桿構(gòu)件包括內(nèi)力桿和外立桿這兩個方面，不同類型的立桿自身的使用需求和特性存在一定的差異性。通過不同類型的立桿進行組合，能夠保證附著式升降腳手架立桿節(jié)點的抗壓能力，滿足高層建筑的施工需求，提高立桿構(gòu)件的抗彎曲性能。一般而言，外立桿主要安裝在腳手架的外側(cè)，承受整個腳手架的軸力和內(nèi)力，同時也會在使用時受到較大的風(fēng)壓。因此，在設(shè)計外立桿時，相比內(nèi)力桿設(shè)計要進行適當(dāng)?shù)母淖?，?guī)格和質(zhì)量也應(yīng)當(dāng)比內(nèi)立桿大，這樣才能滿足附著式升降腳手架的使用需求。

4.2 腳手板

工作人員利用合適的機械設(shè)備將AL-6061-T6狀態(tài)的鋁合金材料進行擠壓，就能制作出鋁合金附著式升降椅腳手架的腳手板。在制作腳手板之前，工作人員需要先了解高層建筑實際的施工需求和建筑高度，不斷調(diào)研建筑行業(yè)對腳手架的使用需求以及使用廣泛的腳手架規(guī)格類型，選擇合適類型的附著式升降腳手架，這樣才能夠設(shè)計出寬度和規(guī)格都符合實際施工需求的腳手板，充分了解不同條件下鋁合金原材料受擠壓的狀況，制作不同規(guī)格的腳手板，這樣才能滿足市場的使用需求。

4.3 導(dǎo)軌

在設(shè)計附著式升降腳手架的導(dǎo)軌構(gòu)件時，工作人員使用到了鋁合金材料的狀態(tài)為AL-6061-T6，該類型材料狀態(tài)的鋁合金能夠通過加壓的方式做成質(zhì)量良好的導(dǎo)軌。將鋁合金原材料進行擠壓制作成仿槽鋼，這樣就能與導(dǎo)軌另一側(cè)前期打好的方形孔進行高質(zhì)量的連接，而方形孔與仿槽鋼之間搭乘的梯檔就能夠在腳手架之間形成防墜格，給施工人員提供安全防護，避免在施工時產(chǎn)生嚴重的墜落事故。使用鋁合金加工導(dǎo)軌需要借鑒行業(yè)內(nèi)最新的設(shè)計理念，在設(shè)計時，團隊成員之間需要相互交流合作，結(jié)合傳統(tǒng)的設(shè)計思路上不斷拓展與創(chuàng)新，將鋁合金原材料經(jīng)過擠壓、切割、打孔流程后制成導(dǎo)軌，就能夠保證導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定且符合高層建筑物施工的實際使用需求。導(dǎo)軌制作完成以后，安排專業(yè)的技術(shù)人員對導(dǎo)軌自身的受力性能進行不斷的實驗，實驗室重點關(guān)注力學(xué)特性，根據(jù)檢測得到的數(shù)據(jù)對導(dǎo)軌孔洞的橫截面結(jié)構(gòu)進行不斷的調(diào)整與優(yōu)化，不僅要保證導(dǎo)軌橫截面的表面美觀，還要確保有優(yōu)化的導(dǎo)軌橫截面自身的厚度滿足使用需求。只有在不斷實踐中總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，才能設(shè)計出導(dǎo)軌的高質(zhì)量制作流程，為腳手架加工工作的順利進行提供保障。

4.4 防護網(wǎng)

工作人員在設(shè)計附著式升降腳手架的防護網(wǎng)時，需要根據(jù)鋁合金附著式升降腳手架的使用需求以及實際的施工狀況，選擇合適的設(shè)計方案。在設(shè)計防護網(wǎng)時，可以重點關(guān)注以下兩個方面：第一，將防護網(wǎng)設(shè)置為框式鋁網(wǎng)片形狀，設(shè)計該形狀的附著式升降腳手架的防護網(wǎng)主要利用的鋁合金材料類型為AL-6061-T6。不僅是防護網(wǎng)本身，防護網(wǎng)的連接框和連接鋁板等連接構(gòu)件也能夠使用該類型狀態(tài)的鋁合金制作。制作防護網(wǎng)構(gòu)件以后，需要對防護網(wǎng)進行安裝，安裝時，操作人員可以根據(jù)特定的操作方法對連接部位的鋁合金材料進行加固處理。在設(shè)計鋁合金防護網(wǎng)時，一般需要操作人員將制作防護網(wǎng)的鋁合金材料本身的厚度控制在1 mm。第二，將鋁合金附著式升降腳手架的防護網(wǎng)制作成波紋形狀。波紋形狀的防護網(wǎng)需要利用螺栓來進行固定，通過特定規(guī)格的螺栓將防護網(wǎng)固定在腳手架四周。在安裝螺栓時，要確保所有的螺栓都能固定在腳手架四周卡槽上，這樣才能發(fā)揮該類型防護網(wǎng)自身的安全防護作用。波紋型防護網(wǎng)也能夠適用在超高層的建筑施工工作中，是性能良好的輔助安全防護設(shè)備。

4.5 附著支座

工作人員選用Q235類型的鋁合金材料對附著式升降腳手架的附著支座進行制造。在整個鋁合金附著式腳手架安裝工作中，附著支座是一個非常重要的關(guān)鍵構(gòu)件，附著支座的主要構(gòu)件是鋼板、頂撐、導(dǎo)輪、擺塊。除了卸荷頂撐需要利用特定規(guī)格的材料制作，其余構(gòu)成部件都可以使用Q235類型的鋁合金進行制作。在制作構(gòu)件時，需要在鋁合金材料表面上鉆孔，利用孔洞進行各個構(gòu)件的連接。同時，腳手架的防墜裝置也能夠通過孔洞進行連接并加固，提高附著支撐的自身承載力和整個附著式升降腳手架的內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。設(shè)計人員在設(shè)計鋁合金附著式升降腳手架的附著支座時，要根據(jù)各個構(gòu)件的使用需求合理設(shè)計附著支座的制作流程，確保制作的附著支座能夠滿足實際的使用需求，擁有足夠的結(jié)構(gòu)受力點。此外， 在制作附著支座時，需要將各個組成構(gòu)件進行焊接，操作人員要做好焊接部位的處理工作，做好防腐措施，保證生產(chǎn)好的附著支座能夠很好地應(yīng)用在附著式升降腳手架的安裝工作中，避免產(chǎn)生構(gòu)件損壞的現(xiàn)象。

4.6 三角撐

在設(shè)計附著式升降腳手架的三角撐構(gòu)件時，三角撐應(yīng)當(dāng)通過6 mm的鋼板焊接而成，這也應(yīng)當(dāng)使用特定規(guī)格的方管。三角撐的上排鋼板的厚度應(yīng)當(dāng)控制在8 mm，預(yù)留一定數(shù)量的鋼沖孔，利用焊接的方法將鋼板、方管、鋼沖孔進行焊接，提高三角撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，制造三角撐的鋁合金材料類型應(yīng)當(dāng)為Q235型。三角撐在安裝時，需要先安裝腳手板下方的構(gòu)件，由下方開始安裝三角撐，只有當(dāng)?shù)诙幽_手板安裝完成以后才能繼續(xù)上一層構(gòu)件的安裝工作，不同安裝工作之間要能夠緊密配合，保證安裝工作的順利完成。

4.7 水平支承桁架

水平支承桁架主要是由斜腹架、安裝板、支承桁架、立桿和腳手板組成，在制造水平支承桁架時，選用AL-6061-T6型號的鋁合金，將該類型的鋁合金材料利用加壓機器加壓成方形的鋁合金管，根據(jù)施工要求控制方管的大小。在安裝水平支撐桁架時，要根據(jù)立桿、導(dǎo)軌等部位的特性選擇合適規(guī)格的螺栓和螺母。在安裝時，要將立桿和導(dǎo)軌安裝在內(nèi)外排桁架上，安裝的立桿和導(dǎo)軌要保證對稱安裝，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。一般而言，將導(dǎo)軌安裝在桁架的內(nèi)排位置，而安裝板則需要安裝在立桿的側(cè)面，外排的桁架則需要安裝在立桿的側(cè)面。在安裝時，操作人員需要嚴格按照規(guī)定的操作流程來進行安裝工作，根據(jù)不同構(gòu)件的特性選擇合適的安裝方法，確保水平支撐桁架的制造和安裝工作能夠順利完成。

5 結(jié)束語

對于附著式升降腳手架而言，其在設(shè)計和制造時選用鋁合金原材料能夠減輕腳手架整體的重量，同時也能夠加快腳手架的安裝速度。因此，相關(guān)企業(yè)要不斷重視鋁合金原材料在附著式升降整合中的應(yīng)用，不斷擴展鋁合金原材料的應(yīng)用范圍，在設(shè)計時總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，充分發(fā)揮鋁合金原材料在附著式升降腳手架的設(shè)計、制造、安裝工作中的材料優(yōu)勢，同時也要注重鋁合金原材料焊接方法的不斷優(yōu)化，使用鋁合金原材料加強附著式升降腳手架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和使用質(zhì)量，這樣才能為高層建筑施工人員提供一個更加便捷，更為安全的施工平臺，降低企業(yè)的資金成本投入，提高施工的質(zhì)量，保證施工人員的人身安全，促進建筑行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。