全钢集成附着式升降脚手架在高层建筑工程中的应用

邹诠

（甘肃建投兰州新区建设管理有限公司，甘肃 兰州 730000）

随着中国国民经济的快速发展与城市化建设进程的不断加快，大量高层与超高层建筑如雨后春笋般拔地而起，其高度与复杂程度也不断增加，给工程施工技术与设备提出了更高的要求和挑战。脚手架施工作为建筑工程施工的重要施工技术，也被不断创新与发展[1]。因安全保障与经济性差、耗时、耗工等多方面原因，特别是在高层、超高层建筑的施工中，传统的落地式脚手架、悬挑脚手架逐渐被淘汰。同时建筑施工防护要求与标准的不断提高也促使脚手架向装拆简单、周转方便、使用安全可靠等方向发展。附着式升降脚手架的出现为高层、超高层建筑施工提供新的技术解决方案，其不仅较好地克服了悬挑脚手架反复搭拆、对主体结构破坏大等缺点，还具有人工与材料用量少、安拆方便、提升快捷、经济效益显著等优势[2]。全钢式集成附着式升降脚手架采用标准化钢构件加工制作而成，具有装备（防坠装置、防倾装置和荷载同步控制系统）集成化、低搭高用及全封闭防护的特点，是一种具有较高推广价值的新型高层建筑外脚手架。

本文以兰州新区瑞岭嘉苑保障性安居工程项目9#、10#楼全钢集成附着式升降脚手架施工为例，总结全钢附着升降脚手架的技术要点，并对它使用的经济效果进行分析，以期为今后类似高层工程脚手架施工提供借鉴与参考。

1 全钢集成附着式升降脚手架的组成、升降原理及技术优势

全钢集成附着式升降脚手架是目前高层及超高层建筑脚手架的主要形式，是一种附着于建筑物结构上，依靠自身提升装置进行设备升降，同时具有防坠、防倾及安全控制装置或系统的悬空脚手架。全钢集成附着式升降脚手架搭设高度为4.5 倍的建筑标准层高外加一步护身栏高度，它沿建筑物周围一圈形成整体，既可整体提升，也可根据施工要求分段分片提升[3]。全钢集成附着式升降脚手架与普通落地式脚手架实物对比如图1 所示。

图1 全钢集成附着式升降脚手架与传统脚手架对比图

1.1 组成

全钢集成附着式升降脚手架主要由支架系统、附着导向系统、动力升降系统、安全与控制装置这4 部分组成。

支架系统作为全钢集成附着式升降脚手架的主体部分，主要由垂直主框架、水平桁架、导轨、辅助承重龙骨、辅助加强杆等通过螺栓连接而成，支架系统起着承担架体自重与施工荷载作用，要求它具有足够的强度与刚度。附着导向系统由附墙支座、穿墙螺栓、导轨、可调式卸荷限位支顶器、导轮组等部分组成，主要起着引导与约束架体移动的作用，可抵抗倾覆、避免晃动，确保架体在升降过程中处于稳定状态。动力升降系统可为架体升降提供动力，主要由电葫芦、提升链条、钩挂、上下承重梁、挂座及穿墙螺栓等组成。安全与控制装置主要由防倾装置、防坠装置及超欠载报警系统3 个子部分组成。其中，防倾装置用于控制架体水平位移、防止架体倾覆，主要包括可调式限位防坠支顶器、拉紧弹簧、连接螺栓及附墙支架等装置与构造；防坠装置用于防止架体坠落，主要包括调式限位防坠支顶器、拉紧弹簧、连接螺栓、附墙支架等装置与构造；超欠载报警系统可对架体各机位荷载进行超载、失载预警和控制，主要由电动葫芦挂钩位置的拉力传感器等组成。

1.2 升降原理

全钢集成附着式升降脚手架主要是通过架体与升降系统的相互支撑和交替附着实现升降[4]。将主框架与导轨相连，利用导轨的卸荷座将荷载卸荷到附墙导向座上面，附墙导向座采用锚固螺栓安装在建筑结构上，当建筑物已浇筑混凝土强度达到要求时开始爬升：解开架体与建筑物之间的连接，通过提升葫芦及吊挂件将架体荷载传递到建筑结构上，利用电动葫芦链条的收缩实现架体相对于建筑结构的上下运动，从而实现爬架的提升。提升到位后，利用可调式支托将架体支顶在结构上，进行结构施工。

1.3 技术优势

同其他同类型的脚手架相比，全钢集成附着式升降脚手架技术优势显著[5]，具体如下：①全钢附着式升降脚手架不受建筑高度限制，仅需较低楼层一次性组装搭设标准层高4.5 倍高度的架体，然后进行提升操作，中间不需要倒运材料和重新搭设，可节约大量的材料与人工[6]。②全钢集成附着式升降脚手架受力合理、架体刚度与强度高，且增加防倾、防坠及预警控制等安全装置；升降过程中各机位全部采用遥控器操作，在架体防护内即可进行升降操作；附着式升降脚手架采用定型整体防护，防护网采用冲孔钢板网片，防护严密、强度高，走道板由花纹钢板制成，抗冲击能力高，与安全网片接缝严密，可避免其他类型架体安拆可能造成的高空坠落、物体打击等安全隐患，安全性能更高[7-8]。③全钢集成附着式升降脚手架组装完成后即可依靠自身的升降设备完成升降，不需要占用塔吊等垂直运输设备，可节省塔吊的吊次，每次的提升操作仅需1～2 h 即可完成，对主体结构施工影响小。④升级降过程中，无废弃物产生，文明施工效果好。

2 工程概况

兰州新区瑞岭嘉苑保障性安居工程项目10#楼位于兰州新区职教园区，纬八路以南、经二十五路以东、奥体中路以北，经二十六路以西。总建筑面积为19 443 m2，地上26 层，地下1 层，标准层层高为2.9 m。

结合项目特点，在标准层5—26 层采用全钢集成附着式升降脚手架进行施工，以加快施工速度，为项目提质增效。架体周长约182.8 m，共设置34 个控制机位，架体高度为14 m，单层建筑面积约737 m2，根据施工要求划分为2 个流水段，即东单元、西单元分段提升。

3 施工关键技术

3.1 工艺流程

全钢集成附着式升降脚手架的施工主要包括架体安装和升降2 部分内容，具体如下。

3.1.1 架体安装

架体安装顺序如下：搭设安装平台并铺设龙骨板→安装竖龙骨→安装导轨及斜撑→水平刚性拉结点→安装第二道龙骨板→安装第一道安全立网片→安装第一道扶墙并卸荷→随结构组装第2—4层各组架体→铺设电源线→按照各机位控制箱及提升设备的顺序依次安装架体[1]。

3.1.2 提升流程

全钢集成附着式升降脚手架的提升流程为：检查各机位提升设备及防坠装置→排除各机位提升位障碍物→发出提升指令→提升到位后检查支顶器与导轨顶紧→关闭电源→将三脚架移动至上一楼层固定→完成提升。

3.2 具体施工工艺

3.2.1 安装

在项目施工至第5 层位置开始安装全钢集成附着式升降脚手架：在模板搭设时插入安装平台，在钢筋绑扎安装时进行龙骨板铺设及竖龙骨与导轨的安装，在浇筑混凝土时安装外侧全网片；然后，随楼层结构高度的提升依次完成各层架体拼装。

3.2.2 检查与准备

依照专项施工方案明确人员分工，相关作业人员进行安全技术交底，并记录签字。在提升作业前，清除架体上杂物、障碍物及建筑连墙件，并安装提升装置，检查防坠器，接通电源进行空载试验，准备好相关的操作工具。

3.2.3 提升

电脑连接主机箱，各机位的人员到位后，在电脑上点击提升命令，电动葫芦顺转，架体提升；在提升过程中若发现机位荷载异常，所有机位应停止提升作业，排除报警机位障碍物后，重新开始提升作业[9]；架体提升到位后，检查各机位支顶器是否顶紧，未顶紧的可调节可调式支托重新顶紧；最后关闭电源，提升作业完成。

3.2.4 拆除

拆除也应按照专项施工方案进行，拆除前，对作业人员进行安全技术交底、对架体进行全面的检查，并清理架体上的杂物。拆除作业的顺序与安装作业顺序相反，依照后搭先拆、先搭后拆，逐层由下而上的原则进行。具体顺序为：首先做好拆除准备，拆除各机位电源线及提升装置；然后从上到下依次拆除安全网片、龙骨板和竖龙骨等。

3.3 控制要点

3.3.1 加工方面

全钢集成式附着脚手架的构配件的加工制作对于后续安装与升降的安全性与稳定性有着重要影响，应重点关注。主要控制要点如下：①构配件制作加工单位应具备相应的资质与完善质量管理体系，以确保产品质量安全可靠；②加工工具、设备应满足制作精度的要求，并定期进行检查；③原材料及辅助材料的规格、型号及性能等应符合设计与相关规范要求，进厂依照要求进行检验，检验合格后方可进行加工；④构配件的加工应严格依照深化图纸、产品标准及工艺文件“按图加工”；⑤支承构件、附着构件、防倾装置、防坠落装置等关键构配件应全数检验，并设置可追溯性标识，出厂时提供合格证。

3.3.2 安装方面

安装方面的控制要点主要包括以下6 个方面：①在全钢式附着升降脚手架安装前，应根据工程结构特点、施工环境及施工条件编制科学可行的专项施工方案，严禁无方案施工；②所采用的材料、工具及设备工具和设备使用前应检查质量合格证等文件是否齐全，并进行实验检验；③根据所编制的专项施工方案，配备合格的施工人员（经过专项培训与考核），并做好安全技术交底；④安装平台上应设置安全防护装置以确保安装人员的安全；⑤做好安装精度控制，主要控制点为预留螺孔与预埋件应垂直结构表面且中心误差小于15 mm，竖向主框架与防倾导向装置垂直偏差应小于5‰，水平桁架及竖向主框架在相邻附着支撑结构之间的高差应小于20 mm；⑥安装完成后应进行测试验收，检验合格后方可进行升降作业。

3.3.3 升降方面

升降是全钢式附着式升级脚手架施工作业的核心环节，其控制要点主要有以下几个方面：①严格按照施工方案要求进行升降作业，对作业人员进行安全技术交底；②提升前，所有与墙体相连、约束架体的拉结点必须拆开，影响架体升降障碍物也必须拆除；③提升时控制好提升点的同步性，相邻提升点高差应小于30 mm，架体最大升降差应小于80 mm；④升降过程中架体上严禁停留人员，如特殊情况需要，应采取有效安全防护措施，在架体下方落物半径范围应拉设警戒线与警示标语，施工过程中严禁人员进入；⑤架体提升到位后，及时附着固定，固定完毕后进行验收[2]。

3.3.4 拆卸方面

拆卸方面的控制要点主要包括以下4 个方面：①拆除过程中，应在拆除的计划区域和塔吊吊装区域外5～10 m 范围内设置警戒线，并指派专人看守该区域，防止无关人员进入；②拆除过程中严禁抛、扔架体构配件；③拆除作业时，施工人员应严格按照规定将操作安全带固定在架体上；④雨雪天、大风、扬沙等恶劣天气条件或夜间严禁进行拆除作业[6]。

4 效益分析

全钢集成附着式升降脚手架在人、材、机等各方面均节省大量费用，且建筑物高度越高，其经济效益越显著，具体如下：①成本方面。本项目工程在进行脚手架作业时，每次操作只需一个作业班组7 人即可，若采用一般脚手架平均则需要16～18 人；同时，项目采用定型化全钢材料作为架体材料，减少钢管、扣件、脚手板等材料约60%，还降低了垂直运输费用。②工期方面。本项目工程采用全钢附着式升降脚手架，在升降时，平均用时1.5 h，若采用一般脚手架的搭设需要1～2 d；同时，全钢集成附着式升降脚手架只在装、拆时占用塔吊少量时间，避免了普通脚手架占用大量的垂直运输工作时间、影响其他施工工序开展的缺点，工期优势明显。③安全方面。相较于同样常用于高层建筑施工的悬挑脚手架，全钢集成附着式升降脚手架减少了大量重复的拆除、安装作业，降低工人高空临空作业量；同时，全钢集成附着式升降脚手架具有多重安全保障措施、防护严密、强度高，基本杜绝了高空坠落。

5 结束语

伴随着建业筑的快速发展，高层、超高层建筑在国内的应用越来越普及，其配套施工技术不断进步，全钢集成附着式升降脚手架取得了很好应用与发展。本文以实际工程依托，对全钢集成附着式升降脚手架的组成、提升原理及技术特点进行了阐述，介绍了全钢集成附着式升降脚手架的安装、提升、拆除等方面的内容，总结梳理了施工控制要点，并对应用效益进行了评价分析，可为类似工程施工提供参考与借鉴。