集成式智能升降腳手架施工安全措施

林偉超

摘? ? 要：近年來高層、超高層建筑施工中，傳統腳手架大量使用的鋼管、卡扣等周轉材料存在壁厚不達標，質量難保證，過程中使用量大、使用周期長及搭設危險系數大等一系列問題，如今集成式智能升降腳手架使用逐漸普及，使用中也存在著諸多安全注意事項，本文介紹了全鋼集成式智能升降腳手架的布置、特點、升降及應用過程中的安全措施，對集成式智能升降腳手架使用中的安全管理重點提供一些參考和借鑒。

關鍵詞：集成式智能升降腳手架;布置;特點;升降;安全措施

1? 引言

近年來高層建筑、超高層建筑逐年增多，城市市內工程增多，現場腳手架作為施工現場應用最為廣泛、使用最為頻繁的一種臨時設施，對工程全面管理、展示企業形象方面起著重要作用。高層建筑施工需要腳手架滿足安全可靠、承載性能穩定、周轉方便及易于安拆等方面的要求，目前大量使用的落地式、懸挑式等傳統腳手架存在安全系數低、材料投入大及安拆時間長等不利因素，集成式升降腳手架作為近年開發使用的新型腳手架，有效克服以上缺點，同時對企業形象展示、規范現場管理、節約現場費用等有著積極因素，被廣泛利用，但架體在使用中也存在一些注意事項，以確保使用安全，現以天津詩景廣場項目架體為例予以闡述。

2? 工程概況

中國鐵建天津詩景廣場項目189.4m，設置38榀機位，架體在自5層開始搭設，架體全高為18.9m，寬0.7m，豎向共設10步半架體，每步架高1.8m，共覆蓋5個操作層，架體與結構外沿距離0.5m，結構外觀存在多處橢圓等異形機構。工程采用集成式升降腳手架可降低高處搭設架體危險，又節約鋼管、卡扣等周轉料，提高作業空間密閉性，確保施工進度，符合以人為本、科學發展和綠色節能的發展要求。

3? 架體概況及特點

3.1? 架體概況

集成式升降腳手架是一種附著于建筑物結構依靠架體獨立的升降設備進行升降的懸空式腳手架，架體與建筑物外觀一致，圍繞建筑周圍一圈形成整體。施工中根據施工進度需求進行整體或分組式升降，在架體升降至相應高度時，通過附著系統將架體加固后，即可在相應樓層開展施工。

爬架按工程實際情況為依據，劃分若干組為提升單位，由標準腳手架單元、支承體系、提升系統、控制系統和防墜落裝置等五部分組成：（1）標準單元主要由定型的內外立桿、斜撐等組成承力結構;（2）支撐系統由導軌、承載螺栓等構成;（3）控制系統包括總、分控箱等;（4）防墜落裝置;（5）避免超載或失載過大的荷載同步控制系統。

3.2? 平面布置原則

平面布置遵循以下原則：（1）架體任意兩點間布置距離為：直線布置跨度不超5.4m;折線不超4.4m;（2）架體水平懸挑長度最大為2m，架體全高與最大支承跨度的乘積不大于96㎡;（3）架體外皮宜盡量布置成平面整體強化架體整體性，避免拐角出現;（4）架體附著等的布點盡量避開框架柱等特殊位置，有利于架體附著;（5）架體布點與分組時，以保證架體穩定性和便于施工為原則，充分考慮塔吊及塔吊附臂位置，在架體爬升時，僅將架體外防護網拆除，安裝局部加固件，盡量不影響架體整體性。

3.3? 立面布置原則

立面布置原則：（1）架體防護高度為四個標準層高度加半個護身欄桿，最低處腳手設置為密封翻版;（2）架體折疊單元：斜拉撐、立桿和腳手板使用螺栓組件有效連接，同時每個機位處豎向設置不少于3個防墜支座;（3）提升系統：使用電動葫蘆等控制裝置，每個機位均配置有提升正掛系統;（4）腳手板：使用螺栓組件與相關構件可靠連接;（5）密封翻板，各作業層翻板嚴密滿鋪，杜絕空洞。

3.4? 架體特點

3.4.1? 安全性能好，提升文明施工形象

一是架體底部及臨邊有效防護，減少了高空搭設的危險作業;二是架體底部防護封閉，有效杜絕了高空墜落和物體打擊等安全隱患;三是采用全鋼制結構，有效杜絕火災;四是不再大量使用周轉料，無廢料產生，文明施工效果好，提升工程整體形象。

3.4.2? 獨立性強，智能化程度高

通過專用電氣控制線路控制電動葫蘆帶動架體升降，并配有升降運行和安全監控裝置，實現架體升降過程中的智能化管理及監控，獨立性強，有效保證工期。

3.4.3? 適應性強

操作平臺可依據結構外觀搭設成所需的形狀，如圓弧形結構等異形結構，有效滿足現場施工需求，同時可通過拆裝部分架體，簡便快捷的通過塔吊附臂，同時卸料平臺料臺位置始終在架體下一層，與架體不發生沖突。

4? 架體安裝及升降原理

4.1? 架體安裝

架體的組裝嚴格按照預先編制的布置方案布置圖進行，拼裝時可借助塔式起重機等起重設備在結構外圍直接進行搭設，也可將架體預先設計為相應的吊裝模塊，在地面拼裝成完成后，借助垂直設備吊裝至結構外圍進行拼裝，形成爬架。

4.2? 架體升降原理

將架體升降附著支撐體系固定在建筑結構上，當結構砼強度滿足承載力要求后，架體沿導軌進行升降。升降前將架體懸掛在附著提升系統上，解除架體與結構的剛性連接，通過電動葫蘆將架體升降到位，在架體運行至相應高度后，將架體與結構重新進行剛性連接。通過架體與升降系統的相互作用和交替附著以實現架體的提升和下降。

5? 架體主要承重部位荷載計算及架體安全控制要點

通過對架體特點、平立面布置原則等的介紹，能看出架體主要承重結構關鍵節點為導軌、支座等，現通過以下計算書對架體穩定性予以說明。

架體使用導軌等制作為成型框架，主要承受垂向荷載，該垂向荷載又分為里、外兩個力作用導軌上（詳見圖1：導軌及成型框架受力示意圖），且導軌外側由三個導軌支架承載。具體受力詳見計算書，并按“容許應力設計法”予以計算。

滿足要求。

通過計算可看出，單個結構即可滿足要求，導軌主框架內側存有該種結構有十余個，完全滿足承載要求。

5.2? 導軌外側導軌支架承載計算：

導軌支架材料：80×40×3.5方鋼管，截面積：

AS2=791mm2

σ2L外=P2L外/AS2=81394.56/791=102.9 N/mm2<[f]=215N/mm2

滿足要求。

5.3? 導軌與架體連接螺栓抗剪驗算

每個導軌通過10個M16螺栓與架體連接，螺栓抗剪截面積為201mm2，連接螺栓承載抗雙剪驗算為：

τ=P2L外/（2×10×201）=81394.56/（2×10×201）

=20.24N/mm2<[τ]=125N/mm2

滿足使用要求。

5.4? 支座反力計算

對于支座反力計算詳見圖2：支座反力計算示意圖

架體相對于支座的正常偏心距離為400+330=730mm。

RA=-RB=F

使×0.73/支座縱距=81394.56×0.73/4.2=14147.15（N）

FA+FB=F使=81394.56（N）

考慮兩個固定附著支座不是均勻承載的情況，取FA=2FB

則FA=81394.56×2/3=54263.04（N）

通過對架體介紹及架體計算書可以看出，正確選型，嚴格按照規范對搭設，架體整體安全平穩、可控，有利于施工生產安全，但應該做好對以下幾點的檢查和過程驗收。

首先是架體材料進場驗收方面，應重點做好以下檢查①導軌材質是否達標，鋼管接頭焊縫質量是否合格;②焊藥、焊接質量是否合格;③下吊點桁架、立桿及三角架的材料是否滿足要求。

其次是架體在使用過程中的管理和驗收，應重點做好導軌、主框架（內外立桿）、附著支座的檢查和驗收，其中導軌部分要重點做好對導軌垂直性和附著安全性的檢查;附著支座主要做好對高強螺栓（主要檢查螺栓露出長度，螺母及墊片數量）及防墜擺針等的檢查，確保架體附著安全。

再次是動力系統檢查，主要是做好電動葫蘆、吊點桁架及電力系統的檢查。電動葫蘆主要檢查吊鉤是否靈活，葫蘆是否帶病、鏈條是否帶傷等，要定期對電葫蘆鏈條進行上油養護，保證供油充分，放油的方法：可以在放鏈條的時候，用礦泉水瓶裝上機油開孔，然后順著鏈條轉動的方向均勻滴油，;桁架主要檢查桁架是否變形及吊點鋼絲繩是否有生銹、斷骨等異常情況;電力系統重點做好無漏電、開關按鈕靈活可靠等。

6? 架體應用過程中的施工安全生產要求

6.1? 材料的選型

架體一經組裝完成投入使用后，需長時間懸掛使用，因此架體的標準單元、主要承重構件及提升裝置等，必須均經過廠方及第三方檢測合格，符合規范規定。

6.2? 架體在使用過程絕對禁止的情形

（1）集中堆載材料或利用架體輸送物料;在架體上集中堆載或利用架體輸送物料，容易引起應力集中，造成架體變形影響施工進度，生成難以處理的安全隱患。

（2）隨意拆卸架體零件及防護網。經調查分爬架類安全事故，八成以上是由零部件損壞或隨意拆除引發的，施工生產中，工種多，人員素質差，為方便施工，容易發生對架體零件的拆毀行為，極易引發安全事故。

（3）架體運行裝置碰撞。在爬架使用中，起吊裝置、升降行程等禁止出現任何碰撞行為，否則極易引發提升故障，影響系統運行，延誤工程進度。

6.3? 架體遇異形處處理方式

結構多處出單元與單元之間連接、架體單元轉角或圓弧段時，因架體組成單元為方形框架，無法保證完全密封，此時可通過補強措施予以完善，例如可采用2.5×200（300）×630mm花紋鋼板，使用自攻釘釘在腳手板上彌補空洞。

6.4? 升降前的檢查工作

（1）升降前應確定上層需附著固定附著支座的墻體結構的砼強度必須達到或超過10MPa、吊掛件附著處墻體結構的砼強度必須達到或超過20MPa（砼強度以專項方案要求為準）方可進行升降。在冬季施工時，要盡快獲得砼強度，避免凍害，確保安全。

（2）提升前清除架體上雜物，對架體各裝置進行全面檢查，確保各裝置可靠;其次排除提升路徑上障礙物;再次是檢查提升裝置和防墜裝置是否正常。

6.5? 升降時需在過程中加強監控、巡視并做好各項安全管理工作

架體升降過程中提升是否均勻，為確保架體升降均勻，可利用荷載同步控制系統、同步升降控制系統等予以實現，可通過顯示、聲光報警及自動停機等形式，保證架體升降平穩，主動預防不安全狀態，在升降中要著重做好以下幾點監控：

①升降是否同步。相鄰提升點間的高差不得大于30mm，整體架體最大升降差不得大于80mm，當超出限定值時，應立即停止升降，通過點控將架子調平，進行同步升降。②支架是否出現明顯變形。若變形明顯，應立即停止架體，查因處理。③檢查葫蘆運行是否正常，預緊操作人員為指定一人操作，以保證電葫蘆鏈條受力均勻，預警過程必須保證電葫蘆不得有扭鏈、咬鏈和翻鏈現象。對電動葫蘆預緊，必須單機單個依次預緊，不能幾個同時進行。④升降控制系統選用降速度偏差較小的裝置，避免運行中出現打滑現象，同時在架體布置時，各機位盡量調整其荷載范圍，避免荷載不均，在點位及電動葫蘆處均設置荷載探測裝置及自動控制系統，確保架體升降過程均勻。⑤掛葫蘆用的架體承重梁是否有明顯變形。如發現鋼梁明顯變形無法繼續提升，應立即停止提升，利用鋼絲繩等進行臨時負荷，及時將變形鋼梁進行更換檢查合格后方可再次提升。⑥架體升降過程中，架體操作區域及可能墜落范圍均應設置警戒線，指定專人旁站監督，確保安全。

6.6? 季節性措施及安全用電

冬雨季施工時，要特別注意對架體性能的檢查，確保附著裝置、升（降）系統、電控系統齊全有效。使用中架體組間、架體與結構間的拉接及各項防護措施必須齊全可靠;設備預留孔洞做好防雨措施。如設備已安裝完畢，要采取防潮、防雨措施。電纜均應絕緣良好，綁扎懸掛，電箱必須位置固定，做好防雨、防砸措施，施工現場外露設備尤其是電氣設備，應安裝防護外殼并設防雨罩，保證雨季安全用電。

6.7? 拆除架體注意事項

拆除前完善拆除施工方案，操作人員應持證上崗，對所有的操作人員進行安全教育、交底及考核，在考核合格后方可上崗作業。架體拆除安全技術交底，要明確拆除重點和注意事項，拆除前應先清除雜物。拆除施工首先拆除各機位電源線及提升裝置，然后從上到下依次拆除安全網片、支持體系各項材料等。

7? 結束語

隨著建筑行業的飛速發展，高層、超高層建筑的建設以及城市中的舊城改造已成為建設主流，爬架因其較為穩定的封閉式安全防護特點，已逐漸成為高層、超高層建筑建筑施工及城市內新建建筑的首選，而架體在應用過程中，如何確保架體本身安全并確保項目整體的施工生產安全，是項目管理中需要注重的關鍵環節，本文介紹了爬架的特點和一些安全管理措施要求，可為相類似工程的施工提供借鑒和參考。

參考文獻：

[1]建筑施工手冊.第五版編寫組[M].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[2] JGJ 80—2016.建筑施工高處作業安全技術規范[S].