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(tǒng)腳手架大量使用的鋼管、卡扣等周轉(zhuǎn)材料存在壁厚不達(dá)標(biāo)，質(zhì)量難保證，過程中使用量大、使用周期長及搭設(shè)危險系數(shù)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(xiàng)，本文介紹了全鋼集成式智能升降腳手架的布置、特點(diǎn)、升降及應(yīng)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(diǎn)提供一些參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：集成式智能升降腳手架;布置;特點(diǎn);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(nèi)工程增多，現(xiàn)場腳手架作為施工現(xiàn)場應(yīng)用最為廣泛、使用最為頻繁的一種臨時設(shè)施，對工程全面管理、展示企業(yè)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(wěn)定、周轉(zhuǎn)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(tǒng)腳手架存在安全系數(shù)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(fā)使用的新型腳手架，有效克服以上缺點(diǎn)，同時對企業(yè)形象展示、規(guī)范現(xiàn)場管理、節(jié)約現(xiàn)場費(fèi)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(xiàng)，以確保使用安全，現(xiàn)以天津詩景廣場項(xiàng)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(xiàng)目189.4m，設(shè)置38榀機(jī)位，架體在自5層開始搭設(shè)，架體全高為18.9m，寬0.7m，豎向共設(shè)10步半架體，每步架高1.8m，共覆蓋5個操作層，架體與結(jié)構(gòu)外沿距離0.5m，結(jié)構(gòu)外觀存在多處橢圓等異形機(jī)構(gòu)。工程采用集成式升降腳手架可降低高處搭設(shè)架體危險，又節(jié)約鋼管、卡扣等周轉(zhuǎn)料，提高作業(yè)空間密閉性，確保施工進(jìn)度，符合以人為本、科學(xué)發(fā)展和綠色節(jié)能的發(fā)展要求。

3? 架體概況及特點(diǎn)

3.1? 架體概況

集成式升降腳手架是一種附著于建筑物結(jié)構(gòu)依靠架體獨(dú)立的升降設(shè)備進(jìn)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(jù)施工進(jìn)度需求進(jìn)行整體或分組式升降，在架體升降至相應(yīng)高度時，通過附著系統(tǒng)將架體加固后，即可在相應(yīng)樓層開展施工。

爬架按工程實(shí)際情況為依據(jù)，劃分若干組為提升單位，由標(biāo)準(zhǔn)腳手架單元、支承體系、提升系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和防墜落裝置等五部分組成：（1）標(biāo)準(zhǔn)單元主要由定型的內(nèi)外立桿、斜撐等組成承力結(jié)構(gòu);（2）支撐系統(tǒng)由導(dǎo)軌、承載螺栓等構(gòu)成;（3）控制系統(tǒng)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(tǒng)。

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(diǎn)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(qiáng)化架體整體性，避免拐角出現(xiàn);（4）架體附著等的布點(diǎn)盡量避開框架柱等特殊位置，有利于架體附著;（5）架體布點(diǎn)與分組時，以保證架體穩(wěn)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(hù)網(wǎng)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(hù)高度為四個標(biāo)準(zhǔn)層高度加半個護(hù)身欄桿，最低處腳手設(shè)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(jī)位處豎向設(shè)置不少于3個防墜支座;（3）提升系統(tǒng)：使用電動葫蘆等控制裝置，每個機(jī)位均配置有提升正掛系統(tǒng);（4）腳手板：使用螺栓組件與相關(guān)構(gòu)件可靠連接;（5）密封翻板，各作業(yè)層翻板嚴(yán)密滿鋪，杜絕空洞。

3.4? 架體特點(diǎn)

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(hù)，減少了高空搭設(shè)的危險作業(yè);二是架體底部防護(hù)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(jié)構(gòu)，有效杜絕火災(zāi);四是不再大量使用周轉(zhuǎn)料，無廢料產(chǎn)生，文明施工效果好，提升工程整體形象。

3.4.2? 獨(dú)立性強(qiáng)，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(yùn)行和安全監(jiān)控裝置，實(shí)現(xiàn)架體升降過程中的智能化管理及監(jiān)控，獨(dú)立性強(qiáng)，有效保證工期。

3.4.3? 適應(yīng)性強(qiáng)

操作平臺可依據(jù)結(jié)構(gòu)外觀搭設(shè)成所需的形狀，如圓弧形結(jié)構(gòu)等異形結(jié)構(gòu)，有效滿足現(xiàn)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(fā)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(yán)格按照預(yù)先編制的布置方案布置圖進(jìn)行，拼裝時可借助塔式起重機(jī)等起重設(shè)備在結(jié)構(gòu)外圍直接進(jìn)行搭設(shè)，也可將架體預(yù)先設(shè)計為相應(yīng)的吊裝模塊，在地面拼裝成完成后，借助垂直設(shè)備吊裝至結(jié)構(gòu)外圍進(jìn)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(jié)構(gòu)上，當(dāng)結(jié)構(gòu)砼強(qiáng)度滿足承載力要求后，架體沿導(dǎo)軌進(jìn)行升降。升降前將架體懸掛在附著提升系統(tǒng)上，解除架體與結(jié)構(gòu)的剛性連接，通過電動葫蘆將架體升降到位，在架體運(yùn)行至相應(yīng)高度后，將架體與結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行剛性連接。通過架體與升降系統(tǒng)的相互作用和交替附著以實(shí)現(xiàn)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(diǎn)

通過對架體特點(diǎn)、平立面布置原則等的介紹，能看出架體主要承重結(jié)構(gòu)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)為導(dǎo)軌、支座等，現(xiàn)通過以下計算書對架體穩(wěn)定性予以說明。

架體使用導(dǎo)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(dǎo)軌上（詳見圖1：導(dǎo)軌及成型框架受力示意圖），且導(dǎo)軌外側(cè)由三個導(dǎo)軌支架承載。具體受力詳見計算書，并按“容許應(yīng)力設(shè)計法”予以計算。

滿足要求。

通過計算可看出，單個結(jié)構(gòu)即可滿足要求，導(dǎo)軌主框架內(nèi)側(cè)存有該種結(jié)構(gòu)有十余個，完全滿足承載要求。

5.2? 導(dǎo)軌外側(cè)導(dǎo)軌支架承載計算：

導(dǎo)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(dǎo)軌與架體連接螺栓抗剪驗(yàn)算

每個導(dǎo)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(yàn)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(yán)格按照規(guī)范對搭設(shè)，架體整體安全平穩(wěn)、可控，有利于施工生產(chǎn)安全，但應(yīng)該做好對以下幾點(diǎn)的檢查和過程驗(yàn)收。

首先是架體材料進(jìn)場驗(yàn)收方面，應(yīng)重點(diǎn)做好以下檢查①導(dǎo)軌材質(zhì)是否達(dá)標(biāo)，鋼管接頭焊縫質(zhì)量是否合格;②焊藥、焊接質(zhì)量是否合格;③下吊點(diǎn)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(yàn)收，應(yīng)重點(diǎn)做好導(dǎo)軌、主框架（內(nèi)外立桿）、附著支座的檢查和驗(yàn)收，其中導(dǎo)軌部分要重點(diǎn)做好對導(dǎo)軌垂直性和附著安全性的檢查;附著支座主要做好對高強(qiáng)螺栓（主要檢查螺栓露出長度，螺母及墊片數(shù)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(tǒng)檢查，主要是做好電動葫蘆、吊點(diǎn)桁架及電力系統(tǒng)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(jìn)行上油養(yǎng)護(hù)，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(jī)油開孔，然后順著鏈條轉(zhuǎn)動的方向均勻滴油，;桁架主要檢查桁架是否變形及吊點(diǎn)鋼絲繩是否有生銹、斷骨等異常情況;電力系統(tǒng)重點(diǎn)做好無漏電、開關(guān)按鈕靈活可靠等。

6? 架體應(yīng)用過程中的施工安全生產(chǎn)要求

6.1? 材料的選型

架體一經(jīng)組裝完成投入使用后，需長時間懸掛使用，因此架體的標(biāo)準(zhǔn)單元、主要承重構(gòu)件及提升裝置等，必須均經(jīng)過廠方及第三方檢測合格，符合規(guī)范規(guī)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(yīng)力集中，造成架體變形影響施工進(jìn)度，生成難以處理的安全隱患。

（2）隨意拆卸架體零件及防護(hù)網(wǎng)。經(jīng)調(diào)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(fā)的，施工生產(chǎn)中，工種多，人員素質(zhì)差，為方便施工，容易發(fā)生對架體零件的拆毀行為，極易引發(fā)安全事故。

（3）架體運(yùn)行裝置碰撞。在爬架使用中，起吊裝置、升降行程等禁止出現(xiàn)任何碰撞行為，否則極易引發(fā)提升故障，影響系統(tǒng)運(yùn)行，延誤工程進(jìn)度。

6.3? 架體遇異形處處理方式

結(jié)構(gòu)多處出單元與單元之間連接、架體單元轉(zhuǎn)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(bǔ)強(qiáng)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(bǔ)空洞。

6.4? 升降前的檢查工作

（1）升降前應(yīng)確定上層需附著固定附著支座的墻體結(jié)構(gòu)的砼強(qiáng)度必須達(dá)到或超過10MPa、吊掛件附著處墻體結(jié)構(gòu)的砼強(qiáng)度必須達(dá)到或超過20MPa（砼強(qiáng)度以專項(xiàng)方案要求為準(zhǔn)）方可進(jìn)行升降。在冬季施工時，要盡快獲得砼強(qiáng)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(jìn)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(qiáng)監(jiān)控、巡視并做好各項(xiàng)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(tǒng)、同步升降控制系統(tǒng)等予以實(shí)現(xiàn)，可通過顯示、聲光報警及自動停機(jī)等形式，保證架體升降平穩(wěn)，主動預(yù)防不安全狀態(tài)，在升降中要著重做好以下幾點(diǎn)監(jiān)控：

①升降是否同步。相鄰提升點(diǎn)間的高差不得大于30mm，整體架體最大升降差不得大于80mm，當(dāng)超出限定值時，應(yīng)立即停止升降，通過點(diǎn)控將架子調(diào)平，進(jìn)行同步升降。②支架是否出現(xiàn)明顯變形。若變形明顯，應(yīng)立即停止架體，查因處理。③檢查葫蘆運(yùn)行是否正常，預(yù)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(yù)警過程必須保證電葫蘆不得有扭鏈、咬鏈和翻鏈現(xiàn)象。對電動葫蘆預(yù)緊，必須單機(jī)單個依次預(yù)緊，不能幾個同時進(jìn)行。④升降控制系統(tǒng)選用降速度偏差較小的裝置，避免運(yùn)行中出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，同時在架體布置時，各機(jī)位盡量調(diào)整其荷載范圍，避免荷載不均，在點(diǎn)位及電動葫蘆處均設(shè)置荷載探測裝置及自動控制系統(tǒng)，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(fā)現(xiàn)鋼梁明顯變形無法繼續(xù)提升，應(yīng)立即停止提升，利用鋼絲繩等進(jìn)行臨時負(fù)荷，及時將變形鋼梁進(jìn)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(qū)域及可能墜落范圍均應(yīng)設(shè)置警戒線，指定專人旁站監(jiān)督，確保安全。

6.6? 季節(jié)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(tǒng)、電控系統(tǒng)齊全有效。使用中架體組間、架體與結(jié)構(gòu)間的拉接及各項(xiàng)防護(hù)措施必須齊全可靠;設(shè)備預(yù)留孔洞做好防雨措施。如設(shè)備已安裝完畢，要采取防潮、防雨措施。電纜均應(yīng)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(xiàn)場外露設(shè)備尤其是電氣設(shè)備，應(yīng)安裝防護(hù)外殼并設(shè)防雨罩，保證雨季安全用電。

6.7? 拆除架體注意事項(xiàng)

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

7? 結(jié)束語

隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，高層、超高層建筑的建設(shè)以及城市中的舊城改造已成為建設(shè)主流，爬架因其較為穩(wěn)定的封閉式安全防護(hù)特點(diǎn)，已逐漸成為高層、超高層建筑建筑施工及城市內(nèi)新建建筑的首選，而架體在應(yīng)用過程中，如何確保架體本身安全并確保項(xiàng)目整體的施工生產(chǎn)安全，是項(xiàng)目管理中需要注重的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文介紹了爬架的特點(diǎn)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(xiàn)：

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

[2] JGJ 80—2016.建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范[S].