分體液壓升降爬架在建筑施工中的應用探討

姚圣潔

(中鐵十一局集團建筑安裝工程有限公司，湖北襄陽 441057)

隨著我國經濟的快速發展，國民生活也迅速地提高，高樓大廈隨處可見。建筑行業、房地產行業都隨之火熱起來。同時我們也應該充分意識到在建筑工程過程中的安全施工直接關系著個人生命問題、關系著工程質量問題、關系著建筑企業的未來，不容忽視。而今年湖北某工地因腳手架出現倒塌的事故，也給我們所有的建筑企業敲響了警鐘，如今，尤其對于如此眾多的高層建筑，傳統的腳手架已然不能完全滿足安全施工要求，因此，近年來對于腳手架的研究也成為建筑行業的討論熱門之一，而在實際應用中，分體式液壓升降爬架也逐步展示出其安全、經濟、高效的特點。

1 分體液壓升降爬架構造及設計

1．1 分體液壓升降爬架構造

分體液壓升降爬架也叫附著式升降腳手架，它主要由四個部分構成，即架體、升降系統、安全裝置以及附著支承。1)架體。架體是由三部分組成的即豎向主框架、底部桁架與架體板(見圖1)。主框架是和建筑物相互垂直的，把附著支承連接了起來，還是整個架體的邊緣架。還有一重要作用就是有轉移荷載的功能。所謂的底部桁架實際上也具有轉移承重的作用，就是把架體板傳遞過來的荷載量轉移到主框架，使得整個架體能完整地連接在一起并增加承受力、穩定度等。架體板是指除了上述所說的兩種構成外的所有部分，它與整體性的架體相互區別，也具有承受荷載，穩固架體的作用。2)附著支承。與工程結構關系最親密，直接相連的就是附著支承，是一種具有承受以及轉移腳手架荷載作用的支承構件，其本身是由兩部分構成，即板式支座和導向架。和工程結構具備兩層以上的附著連接，才能保證整個架體上升過程的穩定性和安全性，否則就會出現晃動、傾斜等讓人擔心的不安全現象。3)升降系統。顧名思義，升降系統自然是一種控制整個架體升降的系統，筆者在這篇文章中主要研究的是分體液壓升降系統，系統中的液壓缸活塞桿可以根據需要進行伸縮，導軌便隨之不同程度地升降起來，從而使架體得以升降運行。4)安全裝置。該裝置主要是保證架體升降的安全進行，使用雙保險的防墜裝置來實現，防墜器一定要高質量，防墜銷是每榻爬架都必需的。整體效果見圖2。

圖1 架體截面圖

圖2 架體整體構造示意圖

1．2 分體液壓升降爬架設計原理

附著式升降腳手架之所以能和工程聯系起來，其連接點就是附著支承，爬架如果處在固定狀態，實現升降功能主要就是液壓升降設備的舉升力發揮作用，施工樓層增高，腳手架便適當升降以滿足施工需要。爬架運行時，經由液壓升降系統以及附著支承將受力轉移到結構。而液壓升降系統發揮作用主要是電動機驅動液壓泵，在此過程中使得電能轉化成液壓能，然后由控制閥驅動液壓缸活塞桿，在此過程主要是實現機械能的轉化，轉化來的機械能可以驅動負載，實現升降程序。

2 分體液壓升降爬架在建筑工程施工中的應用

2．1 工程概況

該工程為西安市某高層，框架結構。最大高度為92．5 m，樓層多，地下1層，地上23層，共24層，剪力墻厚300 mm，層標準高度3．6 m，建設總面積為35 000 m2以上。本工程1層～3層為裙房，根據結構特點，施工單位對4層～23層的外圍護架，使用分體液壓爬架，共列15個升降單元、42個升降機位。主框架為骨架，搭設附有扣件鋼管，升降爬架高度接近15 m，架體自重3 t以上，腳手板0．7 t，以保證施工可靠安全(見圖3)。

圖3 分體液壓升降爬架施工應用圖

2．2 分體液壓升降爬架計算

1)荷載計算。把恒荷載標準值設定為Ak=0．35 kN/m2，施工活動性荷載標準值設定為Bk，其計算要依據具體情況來定，結構施工按兩層同時作業來算Bjk=3 kN/m2，而裝修施工則按照三層同時作業來算Bzk=0．5 kN/m2，使用狀況和升降墜落狀況的計算值各不相同。把風荷載標準值設定為Ck，其計算公式為:Ck=aμsμzC0。其中，a為風壓折減系數;μs為爬架風荷載體型系數，μs=1．0φ，全封閉，μs=1．3φ，半開;μz為風壓高度變化系數;C0為基本風壓，多半取0．25 kN/m2。根據本工程案例計算風荷載:Ck=0．7 × μs× μz× C0=0．24 kN/m2。

2)大橫桿計算。關于大橫桿計算要注意兩個計算公式，一是關于其彎曲強度計算公式:其中為大橫桿彎曲應力;Tx為大橫桿最大彎矩;Rn為大橫桿截面抵抗矩;g為鋼管抗彎強度計算值。其中跨中最大彎矩值和支座處的最大彎矩值分別計算如下(q為等效均勻分布荷載，l為其跨度):T1max=0．08q1l2+0．101q2l2=0．472 kN·m。T2max= － 0．1q1l2－ 0．117q2l2=－0．55 kN·m。那么大橫桿的彎曲強度計算為:=205 N/mm2。即抗彎強度滿足要求。另一個是相關撓度計算公式，在此不作另外介紹。

3)小橫桿計算。和大橫桿一樣，小橫桿也要注意其彎曲強度和撓度兩方面的計算，那么小橫桿就主要介紹一下撓度計算，其計算公式為:λ其中，λ為小橫桿的撓度;q為等效均勻分布荷載;l為其跨度;E為鋼材彈性模量;I為其截面慣性矩;(λ)為受彎桿的允許撓度。根據工程概況計算如下:λmax==0．029+2．533=2．562 mm。小橫桿的最大撓度小于1 050．0/150與10 mm，滿足要求。

2．3 分體液壓升降爬架施工技術

1)施工工藝及施工流程。施工流程有兩部分，即:架體安裝流程(見圖4)，架體升降施工流程(見圖5)。

圖4 架體安裝流程

圖5 架體升降施工流程

2)施工技術關鍵要點。施工技術要點主要是在加工制作、安裝、使用、拆卸和預控措施這五個方面。在加工制作上，必須在具備完善管理體系公司的監督下，按照圖紙設計進行嚴格制作，保證各種材料性能都符合要求，定期督檢產品質量，各構件定要嚴格按照規定標準來，并不斷地進行檢驗，出廠合格證要名副其實。在安裝方面，先要做好安裝前的準備工作，如人員任用等，施工人員安裝平臺上的安全措施要做好，平臺安裝要嚴格符合標準。其次安裝水平梁架等都要有精確的度，不能多不能少。在爬架組裝完成后，要嚴格按要求驗收，通過驗證后便可以操作升降程序，在調試時要關注工程結構混凝土強度、各項安全保險裝置等等，所有這些調試驗收后方可進入使用程序。使用前要編制相關組織設計，并再一次針對構件的相關合格證做檢驗，以防不合格產品投入使用。在每次升降使用時必須保證施工人員精通相關技術，各項操作行為均按照技術要求進行，該拆開的裝置就要拆開，盡量避免人員上到架體上，并統一做好架體固定工作。使用過程中也要定期檢查，如有需要就立馬維修，即便沒有問題也應每個月一次地對各構件進行維護保養。在使用完畢進行拆卸時，也要遵循相關規定和要求進行，注意拆卸時可能出現的拋物危險，如發現任何一個構件已不符合使用要求的，就立即予以報廢。施工人員要清楚哪些是質量要點，并對這些要點進行重點性質量控制和預控。一般來說，要清楚加工和安裝中保證架體不出現傾斜，保證爬架的封閉性以提高安全系數，關注那些主要的受力構件等等。

3)施工安全管理。在施工安全管理方面，一定要杜絕“以包代管”現象發生，嚴格執行各項管理規定，開誠布公，誠心接受相關部門的督查，及時整改。要不斷完善腳手架施工安全保證體系，掌握各項工作的關鍵點，一律實行標準化管理，不斷提高管理水平。

3 分體液壓升降爬架的應用效益

3．1 經濟效益

實踐證明分體液壓升降腳手架的經濟效益是非常顯著的。和其他類型相比，該類型腳手架所需的操作人員和使用材料都大為減少，人工費、材料費便大為節省。附著式腳手架每次爬升操作7人便可完成，而傳統腳手架需要17人左右來搭設，就本次工程來看，就節省了8 000多元的人工費。另外該爬架在材料投入方面只要投入三四層的腳手架就行，和傳統的腳手架相比節省50%左右的材料，由此運輸費、拆卸費等都相對地減少了。還有搭建兩種腳手架所需工時是不同的，附著式腳手架每層提升的時間約5 h，可節省19 h左右的時間，積少成多，最終本工程因節約工期所減少的費用達20多萬元，經濟效益非常可觀。

3．2 安全效益

現在多層建筑大量出現，傳統的腳手架的安全性已成為最大安全隱患，而附著式腳手架的安全性就大大地提高，因為爬架具有封閉性特點，可避免高空墜落事故的發生，安全系數高。

4 結語

目前進入建筑工程投入使用的分體液壓升降爬架可操作性強，并且具有諸多傳統腳手架所沒有的優點，比如安全性、靈活性、收益性等各方面。但是無論是在加工制作還是安裝使用，亦或是拆卸預控等各方面，工作都要做細做嚴，否則就完全不能體現其優越性。隨著高層建筑的大量出現，分體液壓升降爬架定會大量投入工程實踐中，既提高了施工人員的安全度，又提高了投資商的經濟效益，值得大大推廣。

［1］李會良．爬架在高層建筑施工中的應用研究［D］．西安:長安大學，2010．

［2］李會良，談士兵，李明明．分體液壓升降爬架在一航大廈工程中的設計與應用［J］．中國港灣建設，2007(4):66-71．

［3］賈志峰，吳靈祥．爬架在高層建筑施工中的應用［J］．建筑技術開發，1994(5):20-22．