附著式腳手架體系的驗算及其在高層建筑施工中的運用

劉學兵

（北京建工路橋集團有限公司，北京）

在現代高層建筑施工中需要搭設臨時操作平臺，在滿足高空作業需要的同時也能起到安全防護作用。相比于懸挑式腳手架，附著式腳手架具有安全性能更高、總體成本偏低、易于安裝和拆卸等多方面的優勢。在應用附著式腳手架時，一方面要做好受力分析，包括穩定性驗算、抗彎強度和抗彎撓度驗算、抗傾覆驗算等，根據計算結果優化設計方案，為附著式腳手架的搭設提供依據；另一方面，還要熟悉附著式腳手架的安裝流程，以及龍骨板安裝、安全網固定、架體提升與拆除等技術要點，滿足高層建筑安全施工的需要。

1 工程概況

某辦公樓占地總面積22 040.6 m2，建筑高度118.4 m，采用框架剪力墻結構。共32 層，其中地下2層，主要為地下車庫和設備用房；地上30 層。建筑外形規整，考慮到傳統腳手架無法滿足穩定性和安全性需要，選用了附著式腳手架。

2 附著式腳手架體系的驗算

2.1 附著式腳手架荷載標準值的計算

本項目中使用的附著式腳手架體系由導軌、龍骨、承重輪、翻板、防護網等組成，恒荷載合計29 602.3 N，見表1。

表1 附著式腳手架恒荷載統計

活荷載方面，只要考慮風荷載與施工荷載2 部分。結合現場施工條件，活荷載標準值取1.0 kN/m3，當腳手架處于升降狀態時以0.5 kN/m3計。風荷載的計算公式為

式（1）中，W 表示風荷載；γ 表示活荷載標準值，為1.0 kN/m3；μ1表示安全網的擋風系數，以1×10×10鋼網為例，取1.06；μ2表示高度修正系數，根據本項目建筑高度取2.64；w表示基本風壓，取項目所在地的基本風壓，為450 N/m2。將各項數據帶入上式后，求得W 值為1 259.3 N/m2。再根據活荷載計算公式

式（2）中，β 表示活荷載系數，這里取1.4；q 表示腳手架的最大跨度，本項目中為6 m；L 表示前后2 根立桿的間距，這里取0.6 m；C 表示層數，為3 層；γ 同上。將各項數值帶入上式后，求得P 值為30 240.0 N。

2.2 龍骨板矩形管抗彎強度驗算

本項目中附著式腳手架體系相鄰2 根豎龍骨之間的距離為2 m，龍骨板自身的寬度為0.6 m，自重為0.4 kN，活荷載標準值為3 kN/m2。根據下式求得龍骨板的設計荷載

式（3）中，S 表示龍骨板的設計荷載；β1表示恒荷載系數；β2表示活荷載系數；S1表示龍骨板的自重（恒荷載）；S2表示龍骨板的活荷載，可通過下式求得

式（4）中，L 和B 分別表示龍骨板的長與寬；γ 表示活荷載標準值，代入數據可以求得S2值為3.6 kN，進而求得S 值為5.71 kN，2 m 長龍骨板結構如圖1 所示。

圖1 龍骨板示意

結合圖1，設計荷載是均勻分布在2 m 長的龍骨板上，因此龍骨板的線荷載為5.71 kN/2 m=2.76 kN/m，此時龍骨板的最大彎矩可根據下式求得

式（5）中，q 表示線荷載，即2.76 kN/m；L 表示龍骨板的長度，即2 m。將數據帶入上式后可以求得Kmax的值為0.69 kN·m。該彎矩被2 根相同形狀的方形管分擔，此時彎曲應力σ 的計算公式為

式（6）中，Y 表示單根方形管的抗彎截面系數，這里取6.5 cm3，求得σ 值為0.053 kN/mm2，即53 N/mm2，小于設計方案中規定的200 N/mm2，故抗彎強度滿足要求[1]。

3 附著式腳手架體系在高層建筑施工中的運用

3.1 附著式腳手架的參數

本項目中附著式腳手架的基本參數見表2。

表2 附著式腳手架的基本參數

為保證高空作業安全，對附著式腳手架采取了以下防護措施：

第一，走道板和防護翻板均選擇防滑花紋鋼板，這類材料具有強度高、耐沖擊、摩擦阻力大等特點，在高層建筑外墻施工中起到了較好的安全保護作用。

第二，底部封閉選擇內挑加寬走道板，具有安裝方便、內側間隙小、穩定性好等特點，保證高空作業人員的安全。

第三，立面封閉選擇不銹鋼沖孔網，采用焊接方式固定在鋼結構上，具有耐腐蝕、抗沖擊等特點，提高了安全保護效果[2]。

3.2 附著式腳手架的安裝

進行場地平整后澆筑一層混凝土使地面硬化，在硬化地面上按照水平間距5.0 m、垂直間距3.5 m 搭設附著式腳手架系統平臺，然后鋪設第一道龍骨板。依次安裝下節導軌、豎龍骨、輔助龍骨，安裝完畢后對照施工圖紙的要求檢查偏差是否在允許范圍內，如果偏差較大要立即調整。豎龍骨采用100 mm×50 mm×4 mm 的方形焊管，輔助（橫）龍骨采用80 mm×30 mm×4 mm 的方形焊管，橫豎龍骨之間設置40 mm×40 mm×3 mm 的斜拉桿，發揮支撐、加固作用。相鄰兩片龍骨板之間使用M16 螺栓進行固定，結構如圖2 所示。

圖2 龍骨板的組裝示意

完成第一道龍骨板的安裝后，按照相同的施工方法繼續開展第二道龍骨板的安裝，注意讓兩道龍骨板的垂直距離等于標準層高[3]。在第一道和第二道龍骨板之間加裝安全網，同樣使用M16 螺栓機構安全網與上下龍骨板連接、固定，至此完成第一層架體的安裝，如圖3 所示。

圖3 安全網的組裝示意

在完成第一道附墻件的安裝后開始卸荷，然后依次安裝中節導軌、豎龍骨、橫龍骨，按照上述施工方法完成第2 層架體的安裝。根據樓層的設計高低，每一個提升點位上安裝4 根導軌，覆蓋5 層樓板。在建筑結構上固定3 對抓鉤狀導輪組與導軌固定，形成由導輪組與附墻支座組成的導向件，導軌與架體平臺會沿著導輪組上下移動。

完成附著式腳手架主體框架的搭設后開始鋪設電源。電控柜采取接地保護措施，設置漏電保護裝置，連接到控制臺的交流主電源總線加設保險絲，提高供電的可靠性。使用PVC 管保護電纜線，并使用扎帶將PVC 管固定在架體上，避免腳手架爬升過程中電纜受到破壞出現電力中斷。最后檢查電動葫蘆是否正常，鏈條有無翻轉、扭曲問題，完成各項檢查并確認無誤后開始附著式腳手架的提升[4]。

3.3 附著式腳手架平臺的提升

附著式腳手架平臺的提升流程如圖4 所示。

圖4 附著式腳手架平臺的提升流程

在提升準備環節，首先要做好技術交底，通過組織開展交底會的方式讓施工人員明確附著式腳手架提升的重難點，掌握架體提升技術要點和安全管理要點，防止事故的發生。其次要進行一次全面的檢查，明確各負責人的檢查項目、驗收標準，特別是附墻支撐的安裝情況、防傾覆防墜落裝置的安裝情況。確保臨邊防護到位，否則不予提升。

在附著式腳手架操作人員全部就位后，班組長發出提升指令。操作人員嚴格按照技術交底中的相關要求進行腳手架的提升。首次提升要進行100 mm 的“試提”，目的是檢查附著式腳手架各部位是否穩定，如果發現問題及時處理；在確認安全后再繼續提升。整個提升過程中做好密切監測工作，發現異常后立即報告。總控按鈕操作員在接收到報告后，第一時間切斷電源，中止提升作業，并由現場的班組長指派專業人員檢查問題、排除故障，然后再由班組長重新發布提升指令[5]。附著式腳手架每次提升高度為一個標準層高，在達到指定位置后停止提升，平臺施工人員首先將翻板放下，擰緊螺栓進行固定；然后安裝支頂器，在松開電動葫蘆兩條，將提升掛座安裝到相應位置。在本層施工完畢后，重復上述步驟繼續提升附著式腳手架。

3.4 附著式腳手架平臺的拆除

在高層建筑施工完畢后，拆除附著式腳手架。拆除流程及技術要點如下：拆除斷口處第一片架上方的防護網，按照從上到下的順序將連接鋼板、斜撐桿、附墻螺栓等依次拆除，最后將架體分離后轉移到地面。拆除第二斷口處的第一片架，操作方式同前一步驟，直到完成所有架體的拆除。注意在拆除最后一道龍骨板時，要檢查網片的連接情況，防止拆除龍骨板時發生網片掉落的情況。所有拆除下來的材料均有塔吊轉移到地面。

結束語

為了滿足高層建筑施工需要，搭設有龍骨板、安全網和提升裝置組成的附著式腳手架系統，可在垂直方向上沿著導軌自由升降，為施工人員的高空作業提供了安全的平臺。通過受力分析與參數驗算，優化設計方案保證架體穩定，同時嚴格加強安裝管理和操作控制，切實保證附著式腳手架的安全使用，為高層施工提供有益幫助。