陕西航天通宇建筑工程有限公司 陕西西安 710100
在我项目部承建的紫园项目2#楼主体结构施工中采用了TD02-A型附着式整体升降钢板网维护脚手架，取得了较好的效果。现将该脚手架的施工和使用情况简要介绍如下：
1 概述
本工程位于西安市航天大道与航天西路十字东南角，2#楼单体建筑面积2.21万平米，地下1层，地上26层，总高78.6m。根据施工总体部署，2#楼划分为东、西2个流水段，从标准层（地上第4层）开始外围施工围护结构采用TD02-A附着式升降脚手架。东段架体按流水段设置整体爬升，西单元在2#塔吊附墙悬挑架处断开分为2片架体爬升。爬架提升机位共计46个，架体爬升总高度66.7m，至23层提升结束。相邻两个机位间直线最大跨度7.0m，转角最大跨度5.4m。爬架架体高度12.95m，外立面维护结构采用冲孔轻质钢板网防护，架体封底采用5mm厚花纹钢板，杜绝架体发生火灾的可能性，从根本上保证了脚手架使用的安全性。爬架设计方案满足施工要求和安全围护需要。本工程中升降脚手架提升到设计高度之后即拆除，不再下降。
2 附着式电动整体升降脚手架的工作原理
2.1 附着式电动整体升降脚手架的组成（见附图）
附着式电动整体升降脚手架由脚手架架体、附着装置、电动葫芦、安全保护装置、电气控制系统等组成。
2.1.1脚手架架体：主要由安装在架体底部的水平梁架与安装在提升机位处的竖向主框架构成，主材均由φ48*3.5焊接管焊接桁架用螺栓连接成。架体沿建筑物标准层外连续搭设7步全封闭附着式整体脚手架，外立面用钢板网封闭，架底用压花钢板封闭，架体上设有楼梯、电控室等附属结构。
2.1.2附着装置：由底盘、悬挂梁、上拉杆、下拉杆、穿墙螺栓副等组成。正常使用时采用下拉杆将架体拉结在建筑结构上，滑撬支撑在楼层立面，第五、七步用拉锚（即连墙件）拉结在楼层上；提升脚手架时，拆除下拉杆，通过电动葫芦机群同时动作，提升脚手架，同时滑撬支撑着脚手架下部，导轨滚轮拉着脚手架上部，使脚手架在建筑物外立面上沿导轨竖直向上行进至指定高度后，安装下拉杆、上部连墙件，使具备正常使用条件。
2.1.3电动葫芦：是脚手架提升的主要动力来源。单个电动葫芦额定起重量100kN，提升速度为0.14m/min，提升最大行程6m。电控操作台可控制50台电动葫芦机群同时升降整体脚手架，也可控制单台或数台电动葫芦升降。
2.1.4安全保护装置：包括防倾覆导轨、防坠落安全锁。防倾覆导轨可在各工况中防止架体向内或向外倾覆；当架体发生坠落的瞬间，防坠落安全锁可在0.1秒时间、50mm坠落距离内将架体闭锁在建筑物上。
2.2 附着式电动整体升降脚手架的工作原理
在施工工况中，采用穿墙螺栓及斜拉杆将附着升降脚手架拉结在建筑物的剪力墙或边梁上；当脚手架上升或下降时，拆除穿墙螺栓、下拉杆、顶墙杆，用中央控制台操作电动葫芦机群同时升降整体脚手架；升降过程中，导轨滚轮和滑撬同时作用，防止脚手架倾覆，升降到位后用穿墙螺栓、下斜拉杆将脚手架架体拉结在剪力墙或边梁上，并在脚手架上部每机位处与建筑物拉结两根固定连墙杆，以保证脚手架在使用过程中稳固性，再拆除附着装置并安装到上一层预埋螺栓孔位置上。
3 附着式电动整体升降脚手架的构造
3．1 脚手架机位的布置
根据2#楼的平面布置图和规范要求设置附着点位置，在相应位置的混凝土墙或者边梁上预留DN25PVC套管作为穿墙螺栓孔眼。要求套管在竖向上偏差不得超过±10mm。相邻的机位间跨距不大于7.0m，拐角机位跨距不大于5.4m。脚手架架体总高H0 = 12.95m，立面覆盖略超过4个标准层楼层高度。机位距板底至少80mm的搭、拆模距离，距梁底至少保持180mm距离。
3．2 脚手架架体
3.2.1材料
（1）、①承重托架（双排落地脚手架），②水平桁架，③竖向框架搭设材料，④提升梁、拉杆等附着支承结构，⑤防倾覆装置，⑥防坠落装置，⑦ 10吨电动葫芦，⑧中央电控柜，⑨1.52×（3+2）五芯电缆线，⑩螺栓等。
3.2.2架体的构造特点
图?架体构造
（1）、每个机位处设置竖向框架，采用φ48×3.5钢管加工成门字架形式，门式架两端焊接法兰，门字架高1.80米，宽度0.8米。最后用φ14×40螺栓组装而成，此竖向框架主要用于支撑架体在竖向的行进提升。
（2）、为确保架体垂直平稳升降，在每个竖向框架处安装二套防倾装置；防倾装置由防倾覆导轨和导轮组件构成。导轨分别安装在脚手架楼层结构的第一层楼和第三层对应的竖向框架立杆上，导轮则安装在相对2层和4层外墙边梁或剪力墙上，两套导轮间距为两个相对楼层高度。
（3）、架体立面与建筑外墙间空隙用小眼白网作隔离，防止上面物料坠落伤人。
（4）、每机位间布置一道剪刀撑，斜杆与地面的倾角在45°～60°之间。提升支撑钢梁为16#工字钢，根据机位离墙尺寸制作，本工程采用65mm，M24穿墙螺栓固定在第三层外墙或边梁上。拉杆则用M24螺栓固定在第四层边梁上。
（5）、爬架控制柜设置有重量超载、失载限制装置，当升降过程中由于升降机不同步或其它原因造成升降机超载或失载，能自动切断电源，确保升降安全。
（6）、防坠装置由防坠器、制动吊杆、附着支承结构组成。每个机位安装一套防坠装置，当升降机及其附着支承结构发生坠落意外时，防坠落装置能够在0.1s、50mm坠落距离内，能将架体自动锁闭在制动吊杆上。
（7）、脚手架底使用花纹钢板作为封板，距建筑物100mm空隙则使用活动翻板，在正常使用工况下封闭，升/降时翻起。
（8）、施工层（5～7步）布置0.2米高踢脚板。
（9）、连墙件采用φ48×3.5焊接钢管预埋在结构边梁上，其竖向间距≤3.6m，水平间距≤5.4m。
3.3附着装置由拉杆副，穿墙螺栓副、悬挂钢梁等组成,本装置设置两套，一套用于拉结防坠装置，另一套用于提升机构。
3.3.1拉杆副：拉杆副由上拉杆、花篮螺栓、下拉杆组成。上拉杆上端弯拉板上的孔用穿墙螺栓安装在楼层墙面或主梁上，杆下端为左旋螺纹；下拉杆下端直拉板上的孔用销轴安装在机位底盘上，杆上端为右旋螺纹；花篮螺母两端分别为左旋螺纹与右旋螺纹，连接上、下拉杆后旋转花篮螺母可调节拉杆副长度。
3.3.2 穿墙螺栓副： 穿墙螺栓副由螺栓、垫板、螺母等组成。螺栓用45#材料制成，两端均为螺纹，安装时一端用双螺母压住悬挂梁座板或上拉杆支座，另一端由外墙穿入，由内墙穿出，垫入方垫板后紧固螺母。
3.3.3悬挂钢梁： 悬挂钢梁根部焊有带孔座板，用一根穿墙螺栓副安装在建筑物上。悬挂梁外端上方焊有带孔拉板，可用销轴与拉杆副连接，下方吊环上可安装电动环链葫芦。
3.3.4防坠落悬挂梁：防坠落悬挂梁梁身用14 b槽钢制成，其根部焊有带孔座板，用一根穿墙螺栓副安装在建筑物上。悬挂梁外端上方焊有带孔拉板，可用销轴与拉杆副连接，下方吊环上安装防坠杆。
6 本工程应用经验
6.1实用性
目前在高层建筑施工中，常用的脚手架主要有落地脚手架、挑架、爬架等。落地脚手架中以扣件式钢管脚手架为典型，具有装拆方便，搭设灵活，能适应建筑平、立面变化的特点，是目前使用最为普遍的一种脚手架，但是由于大横杆与立杆之间均为扣件连接，存在偏心距，产生偏心弯矩，所以搭设高度受到限制，同时由于存在周转材料用量大，占用周期长的缺点，不能很好地满足高层建筑施工的需求。挑架与爬架很好地解决了上述问题，尤其是本工程受场地限制（主体为框架－剪力墙结构，有商业裙房，脚手架不能直接支撑在地面上），更显示出其独特的优势。但挑架与爬架比较，挑架在施工中需要反复支拆，仍然有劳动强度大的缺点；而本爬架在高层建筑施工中只需装拆一次，具有不受建筑物高度限制，劳动强度低、施工效率高、适用性强、装拆简易、经济、安全的特点，能够很好地满足高层建筑施工的要求
爬架架底需要安装防护底板，传统木工板架底防护需要耗费大量的劳动力和木材，还需要采用三合板做专门的封底，涂刷警示色等，费时费力，耐久性差，经过3-5月时间多层板就会老化，甚至长期浸水发生腐烂，影响美观更是失去安全防护功能。而且在安装架底封堵板及装饰板时，架子工需要在无安全防护的这种重点危险源环境中连续作业，尤其是在建筑物和爬架之间300mm缝隙封堵挡板密封不严，很容易高空坠物，给现场安全管理带来很大困难。本工程中架体底部采用花纹钢板防护，在建筑物和爬架之间的缝隙也用450mm宽花纹钢板做挡板，与架底的花纹钢板采用合页连接，提升作业时将挡板翻起，正常使用时将挡板放下，封严架子和建筑物之间的缝隙，且不易被风吹返回来，可以长期稳定防护。架底的花纹钢板和挡板在爬架初次组装成型和安装到建筑物之初就已将其加工好，一次成活，不必专门等待封闭爬架底部防护而推迟拆除底部托架的时间，节约了钢管、扣件的租赁费用，同时由于钢板耐久性好，避免了传统爬架后期频繁的维护工作，方便实用。
6.2美观性
传统脚手架外立面维护通常采用绿色密目安全网用铁丝绑扎在架体钢管上作为立面维护，里面还要挂上一道白色安全兜网。这种尼龙密目安全网和兜网都存在一个致命弱点——火灾隐患。作业面上经常进行电焊作业和切割作业，经常有火星飞溅的现象，甚至有因此酿成火灾大祸。另一方面，密目网自洁性能差，崭新的密目网经过20~25日之后基本上色泽都得暗淡，沾满灰尘，十分影响外立面形象。然而本工程中采用的维护结构，由于其材料全部是镀锌冲孔钢板制作而成，按照相同的尺寸排列安装，外立面上棱角分明，线条清晰，观感上给人以规整严肃的印象。由于镀锌钢板材料的特殊性，这种外立面维护结构具有较强的自洁功能，平时积累的灰尘，在雨天就可以被雨水自行冲洗干净，从而长期保持外立面整洁美观。
6.3经济性
虽然这种钢板网维护新型爬架每机位单价与传统爬架相比更昂贵，但是根据建设工程这种特殊的生产过程而言，它依然具有可观的经济效益。传统爬架上的密目安全网平均使用寿命85~90天左右，若在夏季时间则更短。以本工程主体施工阶段为例，若爬架维护结构使用密目安全网2991㎡，则至少需要更换2次，（创建文明工地可能还需要再增加一次更换）每次更换需要10名架子工连续工作2天，直接影响4天工期。而且存在火灾安全隐患，一定程度上提高了安全管理成本。若使用钢板网维护则免去了挂网、拆卸、垃圾清理等繁琐的工序，不仅美观而且免维护，从根本上杜绝了火灾隐患，提升施工企业形象、和品牌价值，成就企业长远利益。长远考虑，该型号爬架在本工程应用具有积极的经济意义。
6.4绿色环保性
传统爬架的在使用完成之后虽然架管还可以重复周转利用，但是外围的密目安全网在自然气候条件下容易老化，更换下来的安全网便直接接形成固体废弃物排放污染。由于密目安全网容易沾灰，拆除过程中极易造成二次扬尘污染。使用钢板网维护结构则不然，所有的材料均可重复利用，尤其是钢板网，只需要经过局部稍加改造便可以用于下一个工程中去，不会出现废弃物污染。传统爬架的架底防护、挡板等在爬架使用过程中更换和最后拆除之后形成垃圾，无法再次使用。然而花纹钢板的爬架底部防护可以拆除后经过简单的切割焊接，重新加工成另外样式和尺寸，可以继续发挥它的使用价值，避免了固体废弃物的排放，也满足绿色施工的相关要求。
论文作者:李宗未
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年3期
论文发表时间:2019/6/20
标签：脚手架论文; 拉杆论文; 螺栓论文; 机位论文; 穿墙论文; 建筑物论文; 钢板论文; 《建筑学研究前沿》2019年3期论文;