智能附著式升降腳手架施工技術研究

任亞莉

（山西一建集團有限公司，山西太原 030012）

0 引言

隨著高層建筑施工需要以及機械制造與智能化程度的提高，高空作業腳手架技術也不斷改進與提高。作為建筑高空作業常見的安全防護設備，腳手架從原來的竹竿式、鋼管式到機械升降式變得更先進實用。近年來，附著式腳手架在高層建筑中廣泛應用，其腳手架固定在建筑結構體上并隨著建筑層高而不斷加高。通過附著在建筑結構上，可以有效的提高建筑施工安全性，將高空作業變成地面內部施工一樣安全高效、經濟便捷。但是附著式腳手架在現場應用中仍有許多不足之處，制約著高空作業的效率[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系統、附著支撐系統、鋼框架主體、動力系統和控制系統。腳手架跟隨樓層抬高時，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，拆開底盤和避讓結構。上述準備工作完成后，腳手架整體會上升一層。抬升完畢后再將各個部位進行復位緊固，以便進行高空作業和一下層的抬升。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

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

（1）豎向主框架是機位的重要組成部分，由內、外基礎節和標準節和剪刀撐桿構成。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定。

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

（3）吊橋避讓結構在某個層面上下各兩個鉸鏈，水平桁架中間通過補縫板連接。當腳手架上下升降遇到錨固桿時補縫板，將補縫板拆除，去除層面下/上側鉸鏈銷軸，通過兩個鉸鏈將兩片桁架板翻轉，通過障礙物后，再恢復原狀。避讓結構可以使架體局部在升降過程中順利避讓建筑結構凸出物。

1.2 反拉動力系統

附著式腳手架沿著建筑結構上下升降靠反拉動力系統驅動，該裝置由電動葫蘆、上下提升梁、滑輪和鋼絲繩組成。電動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構附墻支座的鋼絲繩鉤連接。

1.3 三檔智能控制系統

三檔智能控制系統的構件主要包括主控器、差值計算器和拉力傳感器。該控制系統以初始載荷為基準，可以根據腳手架所承受的荷載變化而實時智能控制升降機構。

1.4 附著支撐系統

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

1.5 全封閉防護系統

全封閉防護系統由水平防護和外立面防護系統構成。

（1）水平防護系統主要由走道板網、離墻板和翻板組成，能夠提供一個作業的平臺并防止高空墜物。

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

1.6 其他系統構造說明

（1)自動噴淋系統。該系統安裝在架體平臺下部，能夠根據揚塵傳感器的信號自動啟動噴淋達到降溫除塵作用。

（2）防墜防護系統。防墜系統就是防止架體在作業或者升降時發生墜落，確保腳手架施工安全。

2 工程概況

某住宅樓工程項目，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。根據工程結構和施工方案，在4 層以下的高空作業時采用傳統落地式腳手架，5 層以及以上時使用智能附著式升降腳手架。由于該建筑工程結構比較簡單，外立面沒有不規則造型，采用附著式腳手架可以滿足高空作業需求。為了確保建筑施工的環保和安全要求，避免施工過程中出現高空拋物對設備和人員造成傷害，本工程所有標準層統一采用智能附著式升降腳手架作為樓層的施工作業平臺。避免高低層采用不同腳手架防護措施造成的施工量增加和工期浪費。智能腳手架隨著樓層施工進度同步提升，對樓層施工提供作業平臺和安全防護。

3 基本原理及設計要點

3.1 基本原理

本項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、升降控制系統和防墜落系統。該附著腳手架基本工作原理為：將腳手架固定在建筑結構外墻上提供一個安全作業平臺，當需要升降時通過固定在懸挑梁上的升降系統控制外腳手架的上升與下降。智能附著式升降腳手架的結構原理比較簡單且操作方便，提高了施工現場的安全防護等級，相比人工搭設腳手架，這大大減輕了勞動強度并且提高施工效率。

3.2 構造設計

國家相關部門對于腳手架的搭建和安裝有非常明確的規定，因此在腳手架的設計安裝過程中要根據現場使用情況來設計。圍繞建筑四周均勻的搭設腳手架，且相鄰腳手架之間的距離應該符合相關規范。腳手架的升降系統上端固定在建筑結構的懸挑梁上，在高空施工作業時腳手架體固定在建筑結構上，采用斜拉頂撐設計，斜吊桿和水平梁都會受到一定拉力，腳手架自身及平臺荷載傳導至建筑結構上。

4 整體智能附著式升降腳手架施工工藝

4.1 工藝參數及安裝流程

腳手架的安裝要按照相應的設計方案，腳手架底部采用全封閉安全措施，作業平臺的走道和防護翻板高強度、耐沖擊、阻燃耐用且防滑的花紋是鋼板，該設計可以為超高層建筑外墻施工提供高等級安全防護。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側的縫隙，保障作業人員的安全，同時防止作業平臺上雜物掉落帶來的高空拋物的安全隱患。腳手架的外立面設計采用封閉結構，外側防護網使用的高強度沖孔鋼板網采用鉚釘與腳手架框架連接一體，該立面防護結構具有阻燃、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，首先按照水平間隔2m、豎直間隔5.6m 的定位尺寸，安裝兩排三列六個定位底座，然后在六個底座上安裝主龍骨，作為爬架安裝基礎平臺；然后在基礎平臺的主龍骨上面安裝主梁及斜拉桿連接件、內支架，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支架之間的上部安裝次龍骨。安裝腳手板時，用插銷將腳手板固定在主梁上。腳手架安裝過程中會有吊裝環節，為了方便固定吊鉤，腳手板端頭暫不安裝防護網。

4.3 附著支撐及其升降動力設備的安裝

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

4.4 腳手架升降電氣線路的布置

腳手架主體工程施工結束后，就是對腳手架升降機構進行電氣線路施工和布置。該腳手架的電氣控制構成主要由主控制和分控制部分、控制電纜和信號電纜、重力傳感器和遙控器等構成。施工時按照施工技術圖紙進行布線、接線、布線時采用絕緣線路保護管，接線完畢后進行線路校核和設備調試。

4.5 智能附著式升降腳手架安裝的檢查驗收

附著式腳手架安裝施工結束后，需要對其進行安裝質量驗收。首先全面檢查腳手架結構體、各預埋件連接情況、承受荷載狀態、升降裝置是否無卡殼，檢查主體連接是否牢固，運動部分是否會發生脫鉤以及受力不均導致傾斜等狀況；其次檢查電氣接線的正確性，是否有連接虛焊等地方。當整體檢查完畢后設備處于待機狀態時，可以進行升降測試，確保腳手架運轉性能良好。

5 結語

智能附著式腳手架已經廣泛應用于高層建筑工程中，相比傳統的腳手架，其安全性能和工作效率大大提高。本文對附著式腳手架的安裝施工工藝進行優化和論述，有效解決了腳手架的剛度和防護等級欠缺、承載力以及開環控制等缺點。智能附著式腳手架適用范圍廣，可以廣泛應用于各種高層或設計復雜的建筑體，使用起來更加安全、便捷、環保，提高工程項目管理效率，有效節約工程量和工期。對各類超高層建筑的施工應用具有一定的推廣意義。