智能升降腳手架施工技術

李健

（中國建筑第二工程局有限公司）

1 引言

隨著建筑施工技術的不斷進步，附著式升降腳手架成為了目前使用最廣的新式腳手架。附著式腳手架指的是腳手架固定安裝在建筑工程上，并且隨著工程結構的建設進度逐層加高，腳手架自身配置升降裝置，可以把高空作業變成地面作業，懸空作業變成架體內部作業，有效降低了高空作業風險，具有經濟、便捷、高效、安全的優點。但附著式升降腳手架在現場應用中依然存在一些不足，例如腳手架承載力低、防護不夠全面、剛度不足、開環控制等，依然影響著超高層建筑施工的安全[1‐5]。

2 智能附著式升降腳手架概述

智能附著式升降腳手架組成部分主要包括封閉防護系統、附著支撐系統、鋼框架主體、動力系統和控制系統。腳手架跟隨樓層抬高時，先將腳手架上部支座固定在墻上，然后拆除腳手架下部，安裝并緊固反拉鋼絲繩，拆除連墻件，拆開底盤和避讓結構。上述準備工作完成后，腳手架整體會上升一層。抬升完畢后再將各個部位進行復位緊固，以便進行高空作業和下一層的抬升。

3 智能附著升降腳手架科技創新點

3.1 電動葫蘆正置反拉升降動力體系

電動葫蘆設置在腳手架內部，隨著腳手架一同抬升。避免腳手架體反復升降，減少不必要的工作量。同時將電動葫蘆安裝在架體內較傳統外置結構可獲得更優良的性能，其最大下懸臂高度降低一半，架體晃動傾倒力矩減少1/4，離墻距離也同時減少。

3.2 平板附著技術

腳手架支座通過預埋的螺栓固定在樓板上，當該層結構設計存在反梁時，利用平板梁支座抬高附著支座超過反梁高度。這樣可以減少上層墻柱和橫梁模板拆除時碰到腳手架的幾率，同時最上層附著支座可以提前安裝，在節約施工工期的同時還能確保四個附著支座時刻存在。腳手架的懸臂高度減少一半，增強了架體施工的穩定性，提高了高空作業安全性能。

3.3 三檔智能控制系統

傳統附著式升降腳手架的承載力控制采用限載控制方式，即當腳手架上重量達到荷載整定值，就會發出報警并停機。該方式沒有考慮機位初始載荷值的不同，容易導致不報警或者誤發報警，存在高空作業隱患，還影響了施工作業效率。

①三檔智能控制采用差值控制法，安裝好腳手架架體后，計量各機位的初始載荷，并以此作為相應機位的基準參照值，升降時的載荷實時數據以此為基準進行承載量監測，提高腳手架的安全運行性能。

②在架體上設置拉力傳感器實時監測荷載變化，當荷載變化量在15%～30%之內是自動調整模式，架體動力系統隨著拉力的變化自動重新建立出力模式，有效地避免施工過程中干擾因素對控制系統的影響。當拉力變化在15%以內為正常波動，30%以上為異常模式自動報警，實現對腳手架的智能化控制。

③附著式升降腳手架動力由地面電源供電，因其上下跨度大、操作頻繁等容易導致線路接頭損壞漏電、不易檢修。三擋智能控制系統采用串接并連接線的布線方式，使得線路布置標準統一，易于檢修，同時減少因腳手架循環使用重復取孔帶來的電路故障。

3.4 高適用性模塊化架構體系

①構件標準化設計：腳手架架體制作工藝可摒棄傳統不規范的隨意焊接構架，采用成倍數模數化設計方法，對框架整體采用對接、搭接、伸縮節補余方式實現焊接框架的無縫對接，形成一套最優的設計程序，解決架體標準化與建筑結構多樣化之間的匹配性問題，增強了架體的強度。

②為確保架體上下過程中躲避障礙物的能力，架體配置避讓結構且可以上下翻轉；為了解決傳統施工過程中容易變形疊加架體錯誤的缺陷，可以配置定位板，消除架體斷裂造成方向性徐變的可能。

③傳統的穿墻預埋方式可靠性低，遇到寬梁、厚墻等安裝不牢固。為了確保架體可靠固定，可通過增加爬錐預埋、平板預埋的方式加寬架手架體的布置范圍。

3.5 全封閉防護系統

①傳統腳手架立桿與網片固定必須互相匹配，采用四支點網片固定方式后，網片可以水平調節，解除立桿對網片的限制。同時減少非標準網片的應用，使架體更加美觀、統一、便于循環組裝。

②改善腳手架的封閉技術可以提高使用安全系數。在架體底部與兩倍層高位置處雙層封閉，豎向跨越4.5個結構層，使用錯層水平封閉。確保架體主體結構裝飾與裝修同步施工，有效縮短工期。

4 智能附著式升降腳手架的特點

4.1 安全性高

①架體構架采用剛性連接、全鋼全封閉防護，保證施工安全。

②平板附著法確保了最底層附著支座在架體提升后拆除，保證架體全高范圍內隨時都有4道附著支座與架體連接。

③雙向吊橋破斷結構添加定位板，解決了底盤破斷造成的架體彈性變形，增加了架體搭建的穩定性同時避免了拆除時架體傾斜變形等問題

4.2 適用范圍廣

①架體采用優化后程序方法，伸縮節補余實現了無縫模塊化，提高了架體的標準化。

②智能附著式升降腳手架安裝了雙向吊橋避讓結構，該結構可以上下翻轉，實現對遇到建筑物凸起的避讓，減少建筑物造型對架體的影響。

③打破了傳統架體步高單一，難以全面平樓層的難題，構造上實現了步高可調平樓層，不受建筑結構豎向形式的限制。

4.3 綠色建造

為改善施工現場揚塵影響環境指標，腳手架安裝有自動噴淋裝置，通過揚塵監測裝置自動啟停噴淋系統，實現了高空區域降溫除塵。該裝置有效提高了水資源利用效率，還可應用于施工外墻養護。

5 智能附著式升降腳手架施工工藝流程

智能附著式腳手架策劃設計→基礎架搭設→鋼框架系統、全鋼防護系統、自動噴淋系統安裝→附著支撐系統安裝→反拉動力系統、三檔智能控制系統安裝→檢查(整改)→首次提升前調試→提升。

6 智能附著式升降腳手架施工操作要點

6.1 整體策劃設計

①腳手架整體策劃包括施工專項方案的編制和審批，基礎架底、機位布置圖、水平支撐架體的布置設計。

②腳手架安裝與固定施工方案編制前要進行現場勘察，進行架體機位排底，架體機位布置要參考塔吊附著、電梯布置和建筑結構的情況，預先設置雙向吊橋避讓結構，避免影響塔吊錨固。

③為提高施工方案針對性與準確度，采用了全荷載計算系統，實現工程現場的架體全高高度控制、機位跨度匹配性，可以快速計算不同層高、風壓邊界條件改變后的參數變化。

6.2 基礎架搭設

①基礎架搭設前確保地面已經硬化處理并有可靠的排水系統。

②基礎架頂部為承載式爬架搭設工作面，該處腳手架的水平桿設置必須遵從橫向桿在縱向桿之上，并且采用對接扣件對縱向桿進行接長，可以確保基礎架的整體水平度。

③基礎架的爬架設計隨著高度不同而不同，當高度超過20m 時，基礎架必須設置相應的附墻緊固設計。

6.3 鋼框架系統、全封閉防護系統安裝

①根據機位排底圖拆分好吊裝單元然后進行水平支承桁架的安裝，桁架單元拼裝在地面進行，水平支承桁架上片每隔1000mm焊接橫桿，下片每隔500mm焊接橫桿，然后水平支承桁架上每隔500mm安裝一個垂直立桿，在兩垂直立桿之間安裝斜桿，形成一個三角形結構，保證了架體桁架穩定性。

②腳手架的立桿用U 型螺栓固定在上水平槽鋼和底盤桁架上面，然后在立桿上固定藍色沖孔鋼板網。

6.4 附著支撐安裝

①附著支撐采用附墻板，經雙螺栓穿墻(梁)與建筑結構連接，雙螺栓的防扭性提高了臥式加長節與建筑結構連接的可靠性。長度大于1.5m 的臥式加長節有可靠的拉接、支撐等防梁失穩措施。

②相鄰預埋螺栓間隔240mm，預埋螺栓經穿板勾住板底鋼筋，用PVC 管和膠帶密封。

6.5 反拉動力系統、三檔智能控制系統安裝

腳手架的電動控制系統有大電控箱和小電控箱組成，大電控箱布置在門或窗外側，小電控箱布置在建筑結構第二層，通過小電控箱可觀察電動葫蘆運行工況。

7 結語

傳統的升降腳手架在使用中存在承載能力和防護性能方面劣勢，智能附著式升降腳手架成功解決了上述技術缺陷，同時在安全性能和智能操作方面顯著提高，同時有效縮短了工期并實現了低碳節能的作用，更好的發揮了在超高層建筑上的使用功能，擁有良好的使用前景。