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1、 附着式升降脚手架在高层建筑施工应用中的重难点分析 摘要：随着工程技术的不断进步和土地等资源的日益锐减，高层建筑与日俱增，其如日中天的发展趋势也给附着式升降脚手架的广泛使用奠定了稳健的市场基础，形成了以铝合金模板和附着式升降脚手架（以下简称“爬架”）为技术核心的施工工艺，推动精益建造不断趋于成熟。这就要求我们对爬架构配件的组成，不同工况下的受力情况、架体爬升前制约条件、安全管控措施等相关事项进行系统研究与分析，只有对其应用的重难点予以分析掌握，才能不断发挥爬架在施工中的巨大优势并不断优化提升，推进工程建造中的降本增效持续落地，从而适应目前劳务和材料资源日益短缺的社会新常态。关键词：全钢模块爬架
2、；使用重难点；附墙支座；提升机构；验收管理在高层建筑施工中，确保安全和无伤亡事故无疑是最基本的管理目标，而脚手架作为施工防护措施，是工程建设中不可或缺的组成部分，与模板工程，钢筋工程，混凝土工程同等重要。爬架于本世纪初研发，是附着于工程结构上，依靠自身提升机构随工程结构逐层爬升的架体，相对于传统的悬挑脚手架具有明显的优势。本文所指的爬架为全钢模块爬架，区别于第一代传统钢管扣件式爬架，不仅美观高效，而且具有防倾、防坠和卸荷保护作用，给高层建筑施工组织提供了极大便利。1 全钢爬架在高层建筑施工中的优势及应用必要性1.1首先爬架场地占用较少。所用构配件材料相对较少，改变了传统外悬挑脚手架分段悬挑搭设
3、到顶或者多段悬挑的施工习惯，仅组装四层半即可，现场节省了大量材料堆场、油漆喷涂场地、CI布设一步到位。架体整体材料的物资计划、组织、进场等程序化繁为简，场区布局可以更加简单合理，同时也实现了绿色施工“四节一环保”中的节地目标，绿色施工理念更为突出。1.2其次爬架施工工效更高。常规悬挑架搭设一个标准层需要10多名工人花费1天时间完成，而爬架爬升1层需要3至4名工人花费2到3个小时即可。架体拆除采用分片高空拆解吊装即可，不再需要悬挑架依次后搭先拆，依次拆除密目网、横杆、立杆、剪刀撑、连墙件、悬挑工字钢等繁杂程序，也促使人员高空作业暴露率降低80%以上，快捷同时使得安全更加有保障。搭设过程中因架体有
4、自爬升机构，操作程序对施工升降机的依赖性降低至少80%，促使垂直运输可以更多得向装配式构件安装上倾斜，更适宜精益建造的推进和落地。在当前人工成本不断增高、架子工日益稀缺的大背景下，无疑全钢模块爬架对高层建筑而言是最好的施工选择。1.3再次爬架对高层而言施工成本更低。爬架尽管一次性生产成本较高，但是因使用过程操作简单，爬升费用较低。根据工程测算，当工程结构在25层时，爬架费用和悬挑架费用基本持平，当工程结构大于25层时，楼层越高，爬架整体成本越低，同时爬架相对悬挑架，杜绝了密目网破坏、连墙件拆除等破坏，降低了过程整改所消耗的用工和成本。文明施工及CI标识费用直接喷涂架体，避免单独挂设标识，即安全
5、又节材。1.4最后爬架施工品质更高。爬架管理更加产业化，冲孔刚网片防护网和底部花纹钢走道板都比传统的悬挑架要牢固可靠且不易被破坏，而且彻底消除了消防起火隐患。爬架四个楼层间有自带的斜爬梯，为施工人员穿越支模、拆模层提供了便利，尤其是对于装配式楼梯工程，给作业人员提供上下通道优势更为突出。传统的悬挑架需要在墙体留置型钢穿墙孔，给后期墙体堵洞和外墙渗漏带来较大困难，爬架恰好解决了这些难点，尤其是对于装配式墙体和铝模一体化施工的墙体，优势更为突出。2 全钢爬架的构配件组成全钢模块爬架主要有三部分组成：分别为架体防护系统、架体动力提升系统和附着导向卸荷及防坠系统。2.1 架体防护系统架体防护系统包括导
6、轨竖向龙骨、纵向斜杆或加固桁架、横向之字撑、刚性走道板（包括钢丝网板和花纹钢板两种）、冲孔钢网片（包括网框固定座和销轴连接或者螺栓连接）、层间斜爬梯、架体与机构之间的内挑板和翻板、连接辅助构件等，这些构配件组成了爬架的受力龙骨，水平竖向防护体系以及相互之间的连接和受力加固体系。爬架防护系统在实际应用中，整体高度不得大于5个结构层，常规控制在4层半，基本覆盖支模层、拆模层、清理层和插入施工层；架体每步走道板竖向间距基本满足人体工程学原理，当前爬架市场多以2米步距为主流设计。架体宽度不得大于1.2米；直线跨度不大于7米，折线跨度不大于5.4米；水平悬挑不大于1.2米且不大于 1/2；架体全高与支撑
7、跨度不大于110平米；为了兼顾架体的防护严密性和模板施工的便捷性，防护架体与施工结构间隙一般控制在350mm至450mm之间；所覆盖的楼层每层需要设置附墙支座，所附着的结构强度不得小于C10。2.2 架体动力提升系统提升机构是爬架实现自爬升的动力之源。主要包括提升挂座、穿墙螺栓、上下承重梁、电动葫芦、传动链条（部分需要辅助钢丝绳和导轮组成）、同步提升电气控制装置及智能超限载报警系统组成。其中提升挂座要求结构混凝土强度在C20以上，在冬季施工中尤其要注意同条件试块的留置和混凝土的养护，确保混凝土强度满足要求，结构不会被拉裂；电动葫芦分为正挂、倒挂和环链等多种方式，正挂得电动葫芦需要由传动链条和钢
8、丝绳以及导轮来组成。2.3 附着导向卸荷及防坠系统该系统确保架体在提升机构引导下，垂直向上并具备足够的安全保障。主要由附墙支座、穿墙螺栓、辅助导轮、可调式卸载支顶器、导轨和导轮组成。防坠系统由导轨挡杆、防坠摆块组成。目前要求附墙支座必须与提升支座独立设置。附墙支座兼顾爬升工况下的防坠和防倾效果，同时也满足静态使用工况下的卸载目的，每个机位的三道附墙支座都兼顾以上三个要求，并且要求每个防倾装置必须是自动机械式，随着架体爬升自动起到防坠的作用，禁止使用每次爬升都要重组得手动装置。3 全钢爬架在工程中应用得重难点分析3.1 首次爬升前得架体验收是管控重难点之一在工程完成非标层施工开始进入标准层后，爬
9、架即开展安装。爬架的安装是以落地钢管脚手架为支撑体系来操作完成的。因外立面冲孔钢网片刚性特点，爬架一旦爬升后，作业人员就很难再到爬架外进行操作，这是和传统钢管脚手架区别比较大的地方，这样就必须在爬升前做好竖向和水平立杆、横杆、连接板、销轴等的连接，从而规避后期需要整改的风险。为保证架体爬升阶段的整体稳定性，必须在爬升前认真验收爬架第一步走道板的水平度，确保各个机位必须在同一标高上。因为相邻提升点的高差不得大于30mm，整体架最大升降差不得大于80mm，一旦相邻机位有标高差距，作业班组必须马上调平，从而确保每栋楼的数十个机位能够提升原点相同，并且在后续的同步升降控制系统下平稳上升。3.2 根据高
10、层结构设计好爬架的附墙支座设置是管控重难点之一高层建筑如果是公建框架结构，那么结构的外立面造型较为简单，全钢爬架的附墙支座和底部翻板就比较容易设置。而目前更多的是高层住宅结构使用爬架施工生产，住宅多以框剪结构为主，外立面涉及到悬挑空调板、敞开大阳台、消防连廊和常规的剪力墙等部位，因此附墙支座的设计必须参照具体工程图纸根据结构外里面造型来设计附墙支座。比如在剪力墙部位就设置的常规的附墙支座，通过穿墙螺栓和结构相连接，高强穿墙螺栓要满足抗剪要求，直径在30mm以上。在空调板位置就需要辅助加长支座；在阳台板的位置便需要带有斜拉杆的附板支座，附板支座穿板的两个螺栓间距在浇筑混凝土预留时要进行验收，一般
11、两螺杆的间隙不小于400mm，从而增大附板支座的抗倾覆力矩，在施工中容易产生偏差带来安全风险。所有的螺母垫板平面边长不小于100mm，厚度不小于10mm；还需要双螺母，并且外露三扣以上，且不得小于10mm。因为附墙支座为受力构件，需要在设计时设置在钢筋比较密集的地方，对于住宅消防连廊等位置主要在下挂梁的位置或者楼板上下位置，这些地方往往有铝合金模板的K板在这里，因此协调铝模K板拆除和机位最上的一道附墙支座及时安装也是管理重难点之一，目前在实际应用中较多暴露出因支模层没有工作面，拆模层的K板无法及时拆除周转走，造成爬架最后一道附墙支座安装滞后，从而顶部自由段超过6米或架体高度2/5规范强条的情况
12、，给爬架的安全使用带来较大风险。这样除了通过协调及时安装临时斜撑之外，就是需要协调敞开阳台或者消防连廊位置铝模的快拆体系支撑立杆和爬架附板支座在水平方向不能叠合。同时在爬架附墙支座设计上还需要综合考虑塔吊附墙支座、铝合金模板对拉螺杆眼之间的重叠合错位问题。3.3 爬架是实施操作严格遵守标准化的操作流程是管控重难点之一爬架施工属于危险性较大的分部分项工程，目前国内架体型号比较多，在进场施工前必须确保所属厂家对应型号的爬架的爬架具备国家主管部门颁布的科技成果评估证书，确保架体设计没有在国家淘汰的施工工艺架体型号中。如果架体型号满足国家规范要求，那么就应该在安装前根据工程结构、架体特点、施工环境编制
13、专项的是施工方案，经总承包单位相关部门审核和技术负责人审批，经过项目总监理工程师审核后方可实施，爬升高度超过150米的还需要组织专家论证相关方案。架体安装前需要对进场的构配件已经防坠器、同步提升控制装置进行验收，满足规范和方案要求方可进场。方案和材料满足条件经过审批和验收通过后，就应该组织作业班组人员的特种人员证件查验、入场安全教育、方案的安全交底等相关流程。架体安装第一个结构层时就需要检查架体走道板的水平度和主要节点连接；架体安装第二个结构层完成时就需要检查架体的提升机构是否正常；当架体整体安装完就应该检查附墙支座防坠摆块是否到位、第一和第三个结构层走道板和防护翻板在结构外立面阴阳角或提升机
14、位处是否严密、所覆盖的最下方楼层是否插入临边防护等。爬升主要流程包括检查爬架覆盖最下结构层临边防护以及架体上垃圾材料清理；在结构底部设置距墙结构15米警戒线；检查提升挂座和附墙支座周转安装等准备措施是否已经到位；打开防爬架与结构之间的防护翻板；遥控操作同步提升的电动葫芦观察防坠支顶器和防坠摆块是否正常工作、提升一个结构层；检查静态工况下每个机位的所有附墙支座卸载是否正常满足要求；松掉提升结构的传动链条周转提升挂座；恢复爬架与结构之间的各道防护翻板以及爬架分片之间的缝隙封闭；提升结束；爬架的拆除目前为保障安全，多数情况不再采取层层下降后分解过程，而是在高空中直接分片拆除，拆除前必须做好交底、验收
15、和警戒旁站。所有的安装、爬升和拆除过程都必须确保整改爬升过程不能在夜间或者4级以上大风天进行。3.4 爬架对于一些特殊部位的个性化处理是管理的重难点之一爬架在截面较大的消防连廊及采光井位置也代替传统的爬架，附墙支座在采光井两侧梅花状同步安装设置，确保平衡；在作业面的防护高度不小于1.8米。爬架在高层住宅按拆附墙支座时，碰到电梯井位置需要在电梯井内操作，如果是标准化电梯井操作平台，需要确保工人有足够安全的立脚点操作。为保证结构施工时楼层垃圾及时清理，一般会考虑提早插入施工电梯施工，施工电梯更多的穿入爬架的1-2层，这样就必须保证爬架开口部位的两机位悬挑长度不能大于两米，门形开口的顶部和两侧必须及
16、时进行硬质封闭，确保爬架和电梯无交叉坠物风险。塔吊附墙穿越爬架部位，必须采用定制的走道板和防护网，爬升时可以打开，因此该部位是不能安装层间爬梯，以免造成后期的爬升施工不便。对于阳台、空调板等位置附墙支座，严禁采用接长杆，必须有厂家专门设计的附板垫座并附加斜拉杆才能满足要求。综上所述，附着式升降脚手架因其自身拥有的巨大的施工优势将成为今后高层施工的主体措施类防护架体，它为配合铝模施工、装配式建筑等新技术工艺提供了很大便利性。目前建筑施工爬架种类繁多，在多代架体并存的背景下首先要甄别架体自身的设计安全和技术可行性，再根据工程外立面的结构造型变化以及项目其他施工工艺需要，制定科学合理、经济适用的专项施工方案，加强对特殊部位的针对性和改良性设计，严格遵守安全操作规程和规范要求，全钢爬架在日后施工中带给我们的便利还会越来越大。参考文献：1
