超高作業平臺盤扣架施工及安全監測技術

江林，江升，環志勇

摘 要：超高作業平臺盤扣架分區設計，采用筒狀+井網格構式豎向斜桿布置、雙鋼管及鋼管格構柱、剛性連接與柔性連接相結合的拉結措施，基于物聯網技術的架體智能AI安全監測系統，可實現架體安全監測與預警智能化，確保架體結構穩定性及抗傾覆性，減少周轉材料的投入，縮短施工工期。

關鍵詞：架體優化分區設計；架體加固；頂托橫梁分區

中圖分類號：TU758.11? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2024）02-0088-03

0 引言

當前，鋼結構廠房屋面多采用彩鋼瓦屋面，對于超高鋼結構廠房，需要通長設置彩鋼瓦的屋面施工時，腳手架的搭設高度、施工荷載較大，傳統腳手架存在很大的安全隱患，難以保證安全施工。盤扣式作業腳手架整體設計間距過密，會造成物料及人力成本的浪費。普通鋼管存在消耗大、周轉次數少、受室外自然環境腐蝕變形影響大的問題。

車載3D蓋板玻璃生產線廠房一、二項目主體為鋼結構，建筑高度31.2 m，外墻采用豎向單層壓型鋼板外墻，屋面為彩鋼瓦屋面。該工程單體屋面面積較大，屋面施工需要通長設置彩鋼瓦確保屋面無滲漏。為此，需要搭設超高鋼結構廠房搭設超高作業平臺，解決增強架體的結構穩定性及抗傾覆性問題，確保施工安全。

1 技術工藝原理

為了便于屋面彩鋼瓦整板安裝，在廠房東側搭設滿堂盤扣鋼管腳手架操作平臺至屋面。滿堂腳手架搭設長度約18 m，寬度約15 m，高度約29.7 m，作業平臺體系采用標準型（B型）48系列盤扣式作業腳手架。

根據荷載情況，采取盤扣式作業腳手架分區組合設計平臺：根據非核心受力區（作業交通區）、核心受力區（折板機操作區、彩鋼瓦堆放區）的架體基本技術參數，在不同區域布置不同的立桿間距，設置斜桿、水平剪刀撐和水平安全平網、兜網等。

在滿足荷載前提下，進行單元架體設計優化。將超高平臺架體作業交通區兩端對稱布設，折板機操作區與彩鋼板堆放區布設在操作平臺中間，不同區域布置不同的立桿間距。作業交通區采用立桿間距0.9 m×0.9 m，折板機操作區采用立桿間距0.6 m×0.6 m，彩鋼板堆放區采用立桿間距0.6 m×0.3 m，步距1.5 m。選擇水平桿規格為B-SG-300、B-SG-600、B-SG-900三種規格，方便盤扣扣件組裝施工。作業班組同時搭設各區域架體，再將各區域架體間的桿件連接。作業腳手架施工分區如圖1所示。

在鋼柱位置采用雙水平桿與兩根立桿扣件與作業腳手架體扣緊，鋼柱上首個作業腳手架體加固件距地2.2 m，鋼柱上沿高度方向加固件間距6～9 m。

作業腳手架架體連墻件水平間距3跨，因鋼柱間距較大，在鋼柱間增設格構柱（規格900 mm×900 mm，900 mm×600 mm）。格構柱與作業腳手架體采用盤扣橫桿連接，格構柱首層掃地桿與作業腳手架體掃地桿相連，格構柱間沿高度每間隔4～6個步距采用盤扣橫桿貫通連接。

與建筑非相鄰邊的盤扣架體，采取剛性連接與柔性連接相結合拉結措施。設置鋼絲繩或普通鋼管交叉與盤扣立桿斜拉，斜拉繩或普通鋼管角度45?～60?，鋼絲繩或鋼管斜拉在10 m、20 m標高處。腳手架加固體系如圖2、3所示。

為加強滿堂作業腳手架整體剛度，在架體鋼管立管間豎向每5～7 m布置一道扣件式水平剪刀撐，將水平剪刀撐水平角度控制在45～60?。在10 m、20 m標高處設計水平安全網，27 m標高處作業腳手架外圍一圈設置2 m寬水平挑網，防止人員或材料墜落。

盤扣式作業腳手架體分區設置豎向斜桿，采取筒狀+井網格構式豎向斜桿布置方案，核心受力區（折板機操作區、彩鋼板堆放區）滿鋪豎向斜桿，非核心受力區的斜桿隔三跨布設。作業腳手架體頂層步距內每跨布置豎向斜桿。

2 主要技術工藝

2.1 基層處理

基層采用250 mm厚C25超厚預制混凝土板塊分塊組拼而成，預制混凝土板塊采用25 mm×25 mm角鋼護角保護，直接鋪設在夯實基層土上（高出周邊10～20 cm，周邊設置排水溝，板與板之間錯縫布置并采用水泥砂漿灌封嚴密）。

2.2 架體桿件安裝

在定位線上先鋪設減振橡膠墊，然后放置14#槽鋼墊板，保持墊板水平，立桿下部采用盤扣底座找平。將立桿安裝，將橫桿與立桿配合同時安裝，再進行斜桿安裝，實現架體安裝，作業班組分3個區域同時安裝盤扣架體。

立桿安裝時，相鄰兩支立桿采取不同長度規格，或相鄰立桿連接套管顛倒對錯，保證立桿承插對接接頭不在同一水平面。先安裝下方首層立桿，待首層架體校正成型后，進行立桿接長安裝，立桿通過立桿連接套管承插連接，套管內徑與立桿鋼管外徑間隙≤2 mm。

橫桿安裝時，橫桿插銷先不敲緊，隨著立桿接長，逐層安裝橫桿，將橫桿端部套入圓盤小孔位置使橫桿前端抵住立桿圓管，再以斜楔貫穿小孔敲緊固定[1]，實現盤扣式安裝。掃地桿最底層水平桿中心線高度離可調底座的底板高度不得大于550 mm。桿體之間每搭完一步后，校正橫桿步距、立桿的縱、橫距、立桿的垂直偏差與橫桿的水平偏差，控制立桿的垂直偏差不得大于H/500，且不得大于50 mm[2]。

架體水平調節完成后，進行斜桿安裝。斜桿安裝時，需與立桿、橫桿形成三角形受力體系。將豎向斜桿全部依順時鐘或全部依逆時鐘方向組搭，將豎向斜桿套入圓盤大孔位置，使豎向斜桿頭前端抵住立桿圓管，再以斜楔貫穿大孔敲緊固定[1]。斜桿安裝完成后，使用錘子將橫桿、斜桿插銷逐一錘實，銷緊程度以插銷刻度線為準。

2.3 頂托橫梁及腳手板安裝

架體安裝完成后，將U型頂托底部的絲桿插入立桿頂部，立桿最上排的橫桿距U型調整座的可調托板高度不得大于650 mm，絲桿外露長度不得超過400 mm，絲桿插入立桿長度不小于150 mm。

對于U型頂托內的主梁設置有兩種方法：一是核心受力區采用14#槽鋼橫梁，槽鋼長度4.3 m、1.88 m。非核心受力區采用雙層Φ48鋼管作為橫梁，鋼管長度18.0 m、5.5 m，鋼管頂托橫梁安裝時，統一鋼管規格，縱橫鋼管交錯布置，以提高整體穩定性。腳手架頂托橫梁安裝如圖4所示。

二是核心受力區在槽鋼橫梁上點焊15 mm鋼板，非核心受力區在雙層鋼管上鋪設鋼笆片，腳手板外側設置0.2 m高擋腳板和1.5 m高盤扣式圍擋。

3 架體安全監測

本工程提出基于物聯網技術的架體智能AI安全監測系統，通過智慧工地駕駛艙管理平臺，應用激光位移傳感器和MPU6050型全球首例整合性6軸運動處理集成電路芯片，對架體水平方向應力監測、垂直方向應力監測、水平位移監測、豎向位移監測等現場監測數據自動化采集和預警管理自動化識別，使AI看板呈現多監測管理視角，實時推送預警或危險報警等功能。通訊方式為Lora無線傳輸，通訊距離5 km，監測頻率為實時監測監控。當監測數據超過預警值，通過短信瞬時通知相關人員，實現架體安全監測與預警智能化，確保了架體施工安全。

4 結束語

本工程設計超厚預制混凝土基礎墊層高出周邊且排水通暢，周轉使用、降本增效。根據架體使用功能區域，對盤扣架體進行設計優化，實施分區組合搭設方案，且針對性優化布設桿件間距，方便組裝搭接，減少物料及人力成本的浪費，提高施工效率。進一步優化剪刀撐、水平安全網、連墻件構件形式，采取雙鋼管及鋼管格構柱等連墻件措施，與建筑物非相鄰邊的盤扣架體采用剛性連接與柔性連接相結合，抗傾覆效果好。盤扣架體斜桿采用分區設計，以增強架體結構整體穩定性。立桿頂托橫梁分區設置，核心受力區布設槽鋼橫梁，非核心受力區布設雙層鋼管橫梁，統一橫梁規格，雙層鋼管縱橫交錯布置，整體穩定性好。核心受力區槽鋼上點焊鋼板，提高承載力，安全可靠。安裝盤扣式防護欄桿，其布置靈活，安全便捷，可周轉使用，減少消耗材料和周轉材料的投入，降低成本，縮短施工工期。

參考文獻

[1] 周路鳴.淺析M60承插型盤扣式腳手架在高凈空地下通道中的應用[J].中國建材科技，2021，30（2）：143-144，137.

[2] 盧偉，盧偉.QLF建筑施工承插式支架模板早拆體系[J].施工技術，2012，41（23）：74-78.