附着升降脚手架应用技术

1、           国内外附着升降脚手架应用技术发展概况

脚手架一直是建筑施工必不可少的施工装备，进入20世纪80年代中期以来，随着我国经济建设的高速发展，高层、超高层建筑越来越多，搭设传统的落地式脚手架，不但不经济而且很不安全。针对这种高层建筑，上海和江苏地区推出了“套管”(下图a)，广西一建研制了“整体提升脚手架”(下图b.)

这种脚手架仅需搭设一定高度并附着与工程结构上，依靠自身的 升降设备和装置，结构施工时可随结构施工逐层爬升，装修作业时再逐层下降。

它的出现提高了高层建筑外脚手架的施工技术水平，因为同传统的落地式脚手架相比使用这种脚手架具有巨大的经济效益，因此，此技术一经推出便得到迅速推广90你年代初高层、超高层建筑的急速增加，使这一新技术得到迅速发展。其结构形式和种类越来越多，名称也越来越杂，诸如“整体提（爬）升脚手架”、“附墙爬升脚手架”、“导轨式爬架”等，因其特点均是“附着”在建筑物的 梁或墙上，并且这种脚手架不仅能爬升而且能下降，因此，统称为附着升降脚手架（简称爬架）

但由于对此技术的研究不够深入，也出现了不少安全事故，1994年北京星河公司在建设部列项研究推出了导轨式爬架，有效解决了爬架的防倾覆问题和同步性控制，后经各公司和广大科研人员的不断研究，又增加了防坠落控制、荷载控制以及竖向主框架和底部承力桁架等，并且对爬架的设计计算进行了试验研究，确定了计算模式和计算系数等，爬架技术逐渐成熟，爬架种类也曾至十余种，至2000年完成并颁布了《建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定》（建建字【2000】230号文），对爬架的设计计算、结构构造、生产、检测、施工操作、施工管理及监督检查等都经行了明确规定，保证了这一先进技术的健康发展。

国外尤其是欧美一些发达国家近些年因修建的高层建筑很少，因此对爬架几乎没有研究，他们的研究主要集中在爬模上，但现在也已看到他们有的公司将爬模改成爬架。因此，应该说爬架是中国首先研究开发的一项新技术。

2、            主要技术内容

2.1主要组成部分

附着升降脚手架主要由以下几部分组成：

1）  架体结构

架体结构是附着升降脚手架的主要组成结构，由架体构架、架体竖向主框架和水平梁等三部分组成。架体构架是一般采用普通脚手架杆件搭设的与竖向主框架和水平梁架连接的附着升降脚手架架体结构部分；竖向主框架是用于附着升降脚手架架体、垂直于建筑物外立面、与附着支撑结构连接、主要承受和传递竖向和水平荷载的竖向框架；架体水平梁架是用于构造附着升降脚手架架体、主要承受架体竖向荷载、并将竖向和在传递至竖向主框架和附着支撑结构的水平结构。

2）  附着支撑结构

附着支撑结构是直接与工程结构连接，承受并传递脚手架和在的支撑结构，是附着升降脚手架的关键结构，由升降机构及其承力结构、固定架体承力结构、防倾覆装置和防坠落装置组成。其中升降机构是控制架体升降运行的机构，防倾覆装置是防止架体在升降和使用过程中发生倾覆的装置，防坠装置是架体在升降或使用过程中发生意外坠落时候的制动装置。

3）  升降动力控制设备

升降动力控制设备由升降动力设备及其控制系统组成。其中控制系统包括架体升降的同步性控制 、荷载控制和动力设备的电气控制等。

附（构造形式图）

2.2主要技术内容

附着升降脚手架的安全与否、技术是否先进可靠，取决于一下几项关键技术解决的程度：

1）附着支承构造技术

附着升降脚手架赖以悬空附着的关键就是附着支承结构，是承受和传递架体荷载的最根本的支承结构。升降机构、提升设备、防倾、防坠等装置都是通过附着支承结构实现其功能。因此，其构造形式、设计性能对附着升降脚手架具有全面影响。

2）升降机构的设计技术

附着升降脚手架通过升降机构实现升降，因此，升降机构的设计直接关系到附着升降脚手架爱的操作方便性和安全性，体现了附着升降脚手架的先进水平。

3）同步性及荷载控制技术

控制附着升降脚手架能够同步升降，并且控制升降的荷载在设计荷载范围以内，是确保架体安全的重要环节，其同步性及荷载控制技术反映了附着升降脚手架的自动化水平。近几年，人们对爬架同步性及荷载控制技术的研究最为深入。同步性方面，相邻两机位的升降差可控制在10mm以内，所有机位的{zd0}升降差可以控制在30mm以内，并且实现了自动调平，调平后自动升降；在荷载控制方面，通过荷载传感器可以将提升荷载控制在设定范围内，做到超载自动停机，有些传感器还可以显示荷载大小，精度可达100kg甚至更精。

4）防倾覆控制技术

附着升降脚手架是用于高空作业的脚手架，风荷载较大，再者，由于施工荷载的变化，提升吊点很难保持在架体重心上，这就会使架体产生倾覆力，因此，设置防倾覆装置是附着升降脚手架所必须的。防倾覆不但要防外倾，而且还要防内倾，目前，一般使用导轨轮式刚性防倾覆装置，并且每个提升点设置一套，导向间隙要求在5mm以内，即保证架体在升降过程中不能一太大的晃动。

5）防坠罗控制技术

防坠落是对附着升降脚手架的安全要求，以防止架体发生意外坠落时，及时将架体制动在可靠结构上，是一种保险措施。

对防坠装置的研究也是百花齐放，一电动式（通过荷载传感器控制信号）和机械式两类，而机械式又有通过速度和通过提升动力是否承力来控制信号两种。不过，对于整体爬架，由于各提升点不可能同时坠落，爬架坠落事故往往是缓慢撕裂过程，因此，通过控制速度获取控制信号的可靠度值得商榷。目前要求防坠制动距离整体式不大于80mm，单片式不大于150mm。

6）保护构造技术

物落伤人是建筑施工安全事故中发生率{zg}的一项，防护已经成为附着升降脚手架最重要的一项功能，设置有效的防护以防止架体及其所覆盖范围内的物料和人员坠落尤为重要。

爬架除了按照脚手架的一般防护要求外，特别要求在爬架{zd2}层脚手板要铺严，并在爬架和建筑物之间设置严密的可拆起的翻板，确保爬架所覆盖的 方位任何物体不得掉至架体以外。

7）平面布置设计技术

附着升降脚手架各提升点的平面布置直接影响到架体的整体性和提升点的受力状况，平面布置不 合理会导致受力不均，更易造成安全事故。平面布置的关键是提升点同架体重心相匹配。

8）操作与管理控制技术

正确的操作和有效的管理是确保附着升降脚手架安全的重要环节。“三分技术、七分管理”是附着升降脚手架对操作及管理重要性的客观评价。

3、基本原理和特点

3、1基本原理

附着升降脚手架的基本原理就是将专门设计的升降机构固定（附着）在建筑物上，将脚手架同升降机构连接在一起，但可相对运动，通过固定于升降机构上的动力设备将脚手架提升或下降，从而实现脚手架的爬升或下降。首先将脚手架和升降机构分别固定（附着）在简述结构上，当建筑物已浇筑混凝土的承载力达到一定要求时开始爬升，爬升前先将脚手架悬挂在升降机构上，解开脚手架同建筑物的 连接，通过固定在升降机构上的升降动地设备将脚手架提升，提升到位（一般提升一层）后，再将脚手架固定在建筑物上，这时可进行上一层结构施工；当该层施工完毕新浇筑混凝土达到爬架要求的强度时，解除升降机构同下层建筑物的固定约束，将其安装在该层爬升所需的位置；再将脚手架悬挂其上准备下次爬升；这样通过脚手架和升降机构的相互支承和交替附着即可实现爬架的爬升；爬架的下降作业同爬升基本相同，只是每次下降前先将升降机构固定在下一层位置。

3、2特点

附着升降脚手架的出现为高层建筑外脚手架施工提供了更多的选择，同其他类型的脚手架相比，附着升降脚手架具有如下特点：

节省材料：由于无论建筑物一多少层仅需搭设4~5倍楼层高度的脚手架，同落地式脚手架相比可节约大量的脚手架材料；

节省人工：爬架是从地面或者较低的楼层开始一次性组装4~5倍楼层高的脚手架，然后只需进行升降操作，左后到底拆除，中间不需倒运材料，可节省大量的 人工；

保证工期：由于爬架独立升降，可节省塔吊的吊次；爬架爬升后底部即可进行回填作业；爬架爬升到顶后即可进行下降操作进行装修，屋面工程和装修工程可同时进行，不必象吊篮要等到屋面强度符合要求以后才能安装进行装修作业；

防护到位：爬架的高度一般为4~5倍楼层高，这一高度刚好覆盖结构施工时支模绑筋和拆模板支承的施工范围，解决了挂架遇到阳台、窗洞和框架结构时拆模拆支承无防护的问题；

安全可靠：爬架是在低处组装低处拆除，并配备防倾覆防坠落等安全装置，在架体防护内进行升降操作，施工安全可靠，而且避免了挑架反复搭拆可能造成的落物伤人和临空搭设给搭架人员带来的不安全隐患；

管理规范：由于爬架设备化程度比较高，可以按设备进行管理，而且，因其只有4~5倍楼层高，附着支承在固定位置，很规律，便于检查管理，避免了落地式脚手架因检查不到连墙撑可能被拆而带来的安全隐患；

专业操作：因爬架不仅包含脚手架，而且含有机械、电器设备、起重设备等要求操作者必须经专门培训，操作专业化提高了施工效率，保证了施工质量和施工安全；

文明施工：爬架是经专门设计、专业施工，且管理规范，极易满足文明施工的要求。

2、 适用范围和应用前景

附着升降脚手架适用于外立面基本没有变化的高层和超高层建筑的结构施工和装修作业，一般对于16层以上的建筑物经济效果比较显著，因附着升降教授的材料用量仅与建筑物的周长有关而与建筑物的层数无关，因此建筑物层数越多、高度越高，经济效益月显著。

由于土地资源的匮乏，城市特别是特大城市的高层建筑还会越来越多，附着升降脚手架的应用前景会更加广阔。

5、工具挑梁套管式爬升脚手架施工工法

（JSGF03-2001）

  1、适用范围

  工具挑梁套管式爬升脚手架可适用于各种全剪力墙、框架、框剪、框筒和砖混等结构形式的高层建筑主体和外装饰工程的施工。

  2、工艺原理

  该脚手架是利用工具挑梁通过穿墙螺栓固定在建筑物每层顶部剪力墙（梁）上，将大爬架立杆套的小爬架立杆内，再将爬架上，下支座用与工具挑梁相固定，横向用钢管扣件相连接，升降时采用手动葫芦分组进行操作，每次升降一个楼层，往返重复操作。

  3、材料及工具

  3.1材料质量应符合下列要求：

  3.1.1钢管应采用外径48mm、壁厚3.5mm的3号钢焊接钢管，其化学万分与机械性能应符合《普通碳素结构钢技术条件》（GB700-88）中QZ35A级钢要求；扣件应符合《可锻铸铁分类及技术条件》（GB978-67）的规定。

  3.1.2高强穿墙螺栓选择直径不小于28mm（M28），并设置垫板，垫板尺寸必须经过设计，且不得小于100mm?00mm和6mm厚。

  3.1.3工字型钢采用Ⅰ14型钢，其质量应分别符合国家标准《普通碳素结构钢材技术条件》（GB700）、《低合金、结构钢技术条件》（GB1591）和《桥梁碳素钢及普通低合金钢板技术条件》（YB168）的规定。并附有生产厂提供的质量证明书。

  3.1.4手动葫芦选用具有出厂合格证的SB1~1.5型号手板葫芦。

  3.1.5其它材料：1.20m宽竹笆片、3.5?.2m安全围网；3.00?.00m安全平网等。安全网应符合《安全网》（GB5725-85）规定。

  3.2工具梁套管式爬升脚手架施工的主要工具有板手、力矩板手。

  4、构造组成

  工具挑梁套管式爬升脚手架由挑梁支承系统，钢管架身系统，提升系统和安全防护系统四部分组成。

  4.1挑梁支承系统：是挑梁通过穿墙螺栓固定的剪力墙（梁）上，用于承受全部脚手架的自重和施工荷载。

  4.2钢管架身系统：是由大爬架片套小爬架片内，再用钢管扣件将左右两片相连接，形成脚手架。

  4.3提升系统；是用两只手动葫芦设在爬架顶部，可将爬架分别进行升降。

  4.4安全防护系统：

  4.4.1防坠、防倾装置：是采用江苏吴江电力起重机械厂研制的产品，与钢管架身系统固定在预埋铁环上，可起防坠、防倾作用。

4.4.2附墙拉结：每6m以内增设临时拉杆，一端与钢管连接，另一端固定于建筑物门窗洞口外。

  4.2.3安全围护：在每个操作层分别铺上竹笆片，外侧除设有防护拦杆还需张设安全密网。

  5、工艺流程

脚手架设计 → 脚手架制作 → 挑梁安装 → 大、小爬片安装 →

  {zd2}层脚手架及防护栏杆安装   →   张设安全网   → 校正、紧固、检验 →

  设置转角撑杆 → 拆除外墙模板和爬架的连接 → 固定上层挑梁   →

  爬升小爬架 → 小爬架与工具挑梁固定 → 爬升大爬架   → 固定大爬架 →

  重复上{yl}程序 → 下降及拆除

  6、操作要点

  6.1爬升脚手架的制作

  6.1.1根据工程的结构尺寸，绘出平面布置图，确定爬架片的数量。

  6.1.2采购优质钢材，严格按设计尺寸进行加工，焊接拼装。

  6.1.3为了确保爬架的制作精度，制作场地要平整。

  6.1.4以焊接完成的爬架片，要按顺序堆放，重叠高度一般不大于五片，以防爬架片受压翘曲变形。

  6.2安装前的准备工作

  6.2.1工具挑梁予留孔的布设：根据爬架平面布置图，确定予留孔位置，每楼层设一个孔洞，距离楼板底面20cm，孔洞的垂直偏差和水平偏差都应小于10mm。具体位置由施工员用经纬仪和水准仪抄测确定。浇筑砼前在该部位（模板内）予埋硬塑料管或钢管，砼浇筑时要认真检查管件的位置，确保予留孔位置的准确性。

  6.2.2对已制作好的爬架片，认真检查焊缝和各部尺寸，确认合格后可投入使用。

  6.2.3做好安全设施、钢管扣件、连接螺栓和所需机具的准备工作。

  6.2.4对挑台、电梯井、井架、塔吊及主要通道出入口处的爬升脚手架附墙采取特殊处理。

  6.2.5落实安装人员各自职责，同时进行安全知识的技术交底。

  6.3安装

  6.3.1工具挑梁的安装：用高强穿墙螺栓将工具挑梁与砼结构墙（梁）固定好。

  6.3.2爬架片的安装：将拼装好的大、小爬架片用塔吊配合安装，爬架片就位时，用将爬架片的超级大国座与工具挑梁相固定。先固定大爬架支座，后固定小爬架支座，一般两片爬架为一组。

  6.3.3用扣件和钢管先安装{zd2}层的脚手管及防护拦杆，铺上竹笆片，向上依次完成各步架的安装工作。

  6.3.4所有杆件安装完后，在脚手架外侧张设聚乙烯密目安全网，校正整个架子的垂直度与水平度，紧固所胡螺栓，做好验收记录及螺栓接口处的加油养护工作。

  6.3.5转角处脚手钢管悬挑较长，要设置斜拉杆或撑杆。

  6.3.6相邻爬架的间隙不应过大，一般以15cm为宜，并用连接件将两爬架临时连成整体。

  6.4爬升

  6.4.1待爬楼层的结构砼达到相应强度后，拆除外墙（梁）的模板和爬架的临时连接件，检查、修整上一层预留孔做好爬升准备。

  6.4.2爬升上爬架：先在该层的预留孔位置用穿墙螺栓将工具挑梁固定好，在大爬架{zd0}上端横杆的钢筋吊环上挂设手动葫芦。葫芦拉链下钩小爬架的上吊环，当确认葫芦受力后，松开小爬架支座的螺栓、使小爬架平行向上爬升。到位后将小爬架的支座与工具挑梁相固定，确认稳固后，松开手动葫芦。

  6.4.3爬升大爬架，将葫芦上钩钩在小爬架下吊环，链条下钩钩住大爬架下吊环，待葫芦受力后，松开大爬架上、下支座的螺栓，操作人员站在下片架上，统一指挥，两葫芦须同步进行，使爬架平衡向上爬升，待大爬架升到位置时，将支座与工具挑梁相固定。爬升时要特别注意手动葫芦的性能是否完好，切不能带病作业。

  6.4.4每次爬升一个楼层，往返重复一次上述爬架程序，爬升一层验收一次，做好记录。

  6.5下降

  6.5.1同爬升程序相反，先降大爬架，后降小爬架，操作次序与爬升时相同。下降时逐层把留在墙上的予留孔修补完毕。脚手架降下后就不能在爬升，因此外墙面所有装饰工作需在脚手架在位时完成。

  6.6拆除

  6.6.1拆除时要设置警戒区，并有专人监护，统一指挥。先清理脚手架上的垃圾杂物，然后自上而下一步一清，严禁从高空抛掷拆下的钢管扣件，竹笆片等。{zh1}用塔吊将爬架片吊离墙面。

  6.6.2爬架片要及时清朝整修，检查焊缝，涂刷防锈漆堆放整齐，防止架片变形，以利再用。

  7、劳动组织

  7.1成立爬升脚手架项目领导小组，由专业技术负责人参加试制和验收。

7.2成立爬升脚手架专业小组，其中还应包括一名土建技术员参与，具体专业小组作业小组作业人员数量应根据建筑物的实际情况和施工进度要求决定，一般情况下劳动力组织见下表：

作业人员配备及分工表

序号 工   种 人数 工 作 内 容 备   注

1 机械操作工 1 塔吊或其他直运输机械开机

2 架子工 2 专职负责架身系统的固定、预埋件、临时拉杆及其他安全装置安装

3 架子工 3 负责人、小爬架的爬升 其中1人负责安全工作，统一指挥协调。

  8、安全技术措施

  8.1工具挑梁套管式爬升脚手架必须严格按照设计与有关规定进行搭设。使用和拆除，禁止乱搭、乱改破坏。遇到问题应及时报告主管技术人员，尽快得以解决。

  8.2肢手架投入使用前，要切实做好技术交底工作，配备相应的质量监察人员和安全员。

  8.3专业操作人员必须有搭设架子施工经验及持有上岗操作证。工作中必须戴安全帽，系安全带。安全带与墙体应有可靠的拉结，不得违章操作。

  8.4脚手架，工具挑梁附墙时，墙板（梁）砼强度，必须达到10MPa以上。

  8.5架子升降前应对脚手架系统全面检查，确认符合要求后方可升降，确保升降质量，遇有不合格或已损耗的配件要及时更换，废品要及时清理，不得与合格品混用。

  8.6升降时，脚手架应空载。先用手动葫芦吊挂所需升降的架子，链条受力后，方可卸去螺栓。

  8.7升降操作中，要有专人指挥协调，力求脚手架平衡升降，同一组爬架其两端高差不得超过100mm，出现高差时要及时进行调整。

  8.8穿墙螺栓预留孔位置要准确，支座处墙面应平整，不平处要加钢板垫片，保证紧固螺栓全部受力。每升降一次，要对螺栓数量和坚固情况全面检查，经验收合格后方可使用，同时做好验收交接记录。

  8.9一组升降操作的全部工作内容要在一个工作班组内完成，不得将未完工作交给下一班组。升降前临时拆除的构件待升降操作完毕后须按按原样安装上去。

  8.10脚手架外侧的安全网与周边杆件，防护拦杆要绑扎牢固，底部操作层与墙体的空隙用木板封闭。

  8.11施工中{dy}步荷载不得超过360kg，每组脚手架总荷载不得超过1080kg。严禁将模板、钢筋等材料集中堆放在脚手架上。

  8.12转角处的脚手架应有斜拉钢筋拉结，脚手悬挑长度要依据设计而定，不可任意接长脚手钢管。

  8.13六级以上大风及大雨期间停止作业，大风后要认真检查及时加固。

  8.14严禁酒后上架操作，严禁在架上跳跃，追赶，嘻笑。

  8.15整体脚手架定位后除临时连接外还应有防雷措施，可将其与建筑物的避雷构造相连接。

  8.16严格遵守《建筑施工高处作业技术规范》（JGJ800-91）中的规定。

  9、质量要求

  9.1脚手架所用的钢管、扣件的质量和机械性能都应符合《可锻铸铁分类及技术条件》（GB978-67）的技术规定，螺栓采用的材料应符合《普通碳素钢结构技术条件》（GB700-79）中A3钢的规定。

  9.2脚手架上的加工配件在搬运过程中都应分型号装箱，加工后的螺栓杆件应打抹黄油，防止生锈。

  9.3脚手架片的焊缝均应满焊，焊缝高度不得小于3mm，同时要xx焊渣。

  9.4考虑到施工中附在阳台梁上脚手架可能对阳台受力带来影响，在脚手架升降与支承点的同一垂直位置，要增设斜拉杆或斜撑杆。

  9.5每组脚手架组装时，在其大、小爬架外侧分别增设剪刀撑，以防升降时对脚手架产生翘曲变形。

  9.6上下吊环应用Φ16圆钢制作，焊接前要先确定吊环的位置，以防升降时架身产生偏心对套管之间加大摩擦力，而增加了手动葫芦的负荷。