分体液压升降爬架在建筑施工中的应用探讨

姚圣洁

(中铁十一局集团建筑安装工程有限公司，湖北襄阳 441057)

随着我国经济的快速发展，国民生活也迅速地提高，高楼大厦随处可见。建筑行业、房地产行业都随之火热起来。同时我们也应该充分意识到在建筑工程过程中的安全施工直接关系着个人生命问题、关系着工程质量问题、关系着建筑企业的未来，不容忽视。而今年湖北某工地因脚手架出现倒塌的事故，也给我们所有的建筑企业敲响了警钟，如今，尤其对于如此众多的高层建筑，传统的脚手架已然不能完全满足安全施工要求，因此，近年来对于脚手架的研究也成为建筑行业的讨论热门之一，而在实际应用中，分体式液压升降爬架也逐步展示出其安全、经济、高效的特点。

1 分体液压升降爬架构造及设计

1．1 分体液压升降爬架构造

分体液压升降爬架也叫附着式升降脚手架，它主要由四个部分构成，即架体、升降系统、安全装置以及附着支承。1)架体。架体是由三部分组成的即竖向主框架、底部桁架与架体板(见图1)。主框架是和建筑物相互垂直的，把附着支承连接了起来，还是整个架体的边缘架。还有一重要作用就是有转移荷载的功能。所谓的底部桁架实际上也具有转移承重的作用，就是把架体板传递过来的荷载量转移到主框架，使得整个架体能完整地连接在一起并增加承受力、稳定度等。架体板是指除了上述所说的两种构成外的所有部分，它与整体性的架体相互区别，也具有承受荷载，稳固架体的作用。2)附着支承。与工程结构关系最亲密，直接相连的就是附着支承，是一种具有承受以及转移脚手架荷载作用的支承构件，其本身是由两部分构成，即板式支座和导向架。和工程结构具备两层以上的附着连接，才能保证整个架体上升过程的稳定性和安全性，否则就会出现晃动、倾斜等让人担心的不安全现象。3)升降系统。顾名思义，升降系统自然是一种控制整个架体升降的系统，笔者在这篇文章中主要研究的是分体液压升降系统，系统中的液压缸活塞杆可以根据需要进行伸缩，导轨便随之不同程度地升降起来，从而使架体得以升降运行。4)安全装置。该装置主要是保证架体升降的安全进行，使用双保险的防坠装置来实现，防坠器一定要高质量，防坠销是每榻爬架都必需的。整体效果见图2。

图1 架体截面图

图2 架体整体构造示意图

1．2 分体液压升降爬架设计原理

附着式升降脚手架之所以能和工程联系起来，其连接点就是附着支承，爬架如果处在固定状态，实现升降功能主要就是液压升降设备的举升力发挥作用，施工楼层增高，脚手架便适当升降以满足施工需要。爬架运行时，经由液压升降系统以及附着支承将受力转移到结构。而液压升降系统发挥作用主要是电动机驱动液压泵，在此过程中使得电能转化成液压能，然后由控制阀驱动液压缸活塞杆，在此过程主要是实现机械能的转化，转化来的机械能可以驱动负载，实现升降程序。

2 分体液压升降爬架在建筑工程施工中的应用

2．1 工程概况

该工程为西安市某高层，框架结构。最大高度为92．5 m，楼层多，地下1层，地上23层，共24层，剪力墙厚300 mm，层标准高度3．6 m，建设总面积为35 000 m2以上。本工程1层～3层为裙房，根据结构特点，施工单位对4层～23层的外围护架，使用分体液压爬架，共列15个升降单元、42个升降机位。主框架为骨架，搭设附有扣件钢管，升降爬架高度接近15 m，架体自重3 t以上，脚手板0．7 t，以保证施工可靠安全(见图3)。

图3 分体液压升降爬架施工应用图

2．2 分体液压升降爬架计算

1)荷载计算。把恒荷载标准值设定为Ak=0．35 kN/m2，施工活动性荷载标准值设定为Bk，其计算要依据具体情况来定，结构施工按两层同时作业来算Bjk=3 kN/m2，而装修施工则按照三层同时作业来算Bzk=0．5 kN/m2，使用状况和升降坠落状况的计算值各不相同。把风荷载标准值设定为Ck，其计算公式为:Ck=aμsμzC0。其中，a为风压折减系数;μs为爬架风荷载体型系数，μs=1．0φ，全封闭，μs=1．3φ，半开;μz为风压高度变化系数;C0为基本风压，多半取0．25 kN/m2。根据本工程案例计算风荷载:Ck=0．7 × μs× μz× C0=0．24 kN/m2。

2)大横杆计算。关于大横杆计算要注意两个计算公式，一是关于其弯曲强度计算公式:其中为大横杆弯曲应力;Tx为大横杆最大弯矩;Rn为大横杆截面抵抗矩;g为钢管抗弯强度计算值。其中跨中最大弯矩值和支座处的最大弯矩值分别计算如下(q为等效均匀分布荷载，l为其跨度):T1max=0．08q1l2+0．101q2l2=0．472 kN·m。T2max= － 0．1q1l2－ 0．117q2l2=－0．55 kN·m。那么大横杆的弯曲强度计算为:=205 N/mm2。即抗弯强度满足要求。另一个是相关挠度计算公式，在此不作另外介绍。

3)小横杆计算。和大横杆一样，小横杆也要注意其弯曲强度和挠度两方面的计算，那么小横杆就主要介绍一下挠度计算，其计算公式为:λ其中，λ为小横杆的挠度;q为等效均匀分布荷载;l为其跨度;E为钢材弹性模量;I为其截面惯性矩;(λ)为受弯杆的允许挠度。根据工程概况计算如下:λmax==0．029+2．533=2．562 mm。小横杆的最大挠度小于1 050．0/150与10 mm，满足要求。

2．3 分体液压升降爬架施工技术

1)施工工艺及施工流程。施工流程有两部分，即:架体安装流程(见图4)，架体升降施工流程(见图5)。

图4 架体安装流程

图5 架体升降施工流程

2)施工技术关键要点。施工技术要点主要是在加工制作、安装、使用、拆卸和预控措施这五个方面。在加工制作上，必须在具备完善管理体系公司的监督下，按照图纸设计进行严格制作，保证各种材料性能都符合要求，定期督检产品质量，各构件定要严格按照规定标准来，并不断地进行检验，出厂合格证要名副其实。在安装方面，先要做好安装前的准备工作，如人员任用等，施工人员安装平台上的安全措施要做好，平台安装要严格符合标准。其次安装水平梁架等都要有精确的度，不能多不能少。在爬架组装完成后，要严格按要求验收，通过验证后便可以操作升降程序，在调试时要关注工程结构混凝土强度、各项安全保险装置等等，所有这些调试验收后方可进入使用程序。使用前要编制相关组织设计，并再一次针对构件的相关合格证做检验，以防不合格产品投入使用。在每次升降使用时必须保证施工人员精通相关技术，各项操作行为均按照技术要求进行，该拆开的装置就要拆开，尽量避免人员上到架体上，并统一做好架体固定工作。使用过程中也要定期检查，如有需要就立马维修，即便没有问题也应每个月一次地对各构件进行维护保养。在使用完毕进行拆卸时，也要遵循相关规定和要求进行，注意拆卸时可能出现的抛物危险，如发现任何一个构件已不符合使用要求的，就立即予以报废。施工人员要清楚哪些是质量要点，并对这些要点进行重点性质量控制和预控。一般来说，要清楚加工和安装中保证架体不出现倾斜，保证爬架的封闭性以提高安全系数，关注那些主要的受力构件等等。

3)施工安全管理。在施工安全管理方面，一定要杜绝“以包代管”现象发生，严格执行各项管理规定，开诚布公，诚心接受相关部门的督查，及时整改。要不断完善脚手架施工安全保证体系，掌握各项工作的关键点，一律实行标准化管理，不断提高管理水平。

3 分体液压升降爬架的应用效益

3．1 经济效益

实践证明分体液压升降脚手架的经济效益是非常显著的。和其他类型相比，该类型脚手架所需的操作人员和使用材料都大为减少，人工费、材料费便大为节省。附着式脚手架每次爬升操作7人便可完成，而传统脚手架需要17人左右来搭设，就本次工程来看，就节省了8 000多元的人工费。另外该爬架在材料投入方面只要投入三四层的脚手架就行，和传统的脚手架相比节省50%左右的材料，由此运输费、拆卸费等都相对地减少了。还有搭建两种脚手架所需工时是不同的，附着式脚手架每层提升的时间约5 h，可节省19 h左右的时间，积少成多，最终本工程因节约工期所减少的费用达20多万元，经济效益非常可观。

3．2 安全效益

现在多层建筑大量出现，传统的脚手架的安全性已成为最大安全隐患，而附着式脚手架的安全性就大大地提高，因为爬架具有封闭性特点，可避免高空坠落事故的发生，安全系数高。

4 结语

目前进入建筑工程投入使用的分体液压升降爬架可操作性强，并且具有诸多传统脚手架所没有的优点，比如安全性、灵活性、收益性等各方面。但是无论是在加工制作还是安装使用，亦或是拆卸预控等各方面，工作都要做细做严，否则就完全不能体现其优越性。随着高层建筑的大量出现，分体液压升降爬架定会大量投入工程实践中，既提高了施工人员的安全度，又提高了投资商的经济效益，值得大大推广。

［1］李会良．爬架在高层建筑施工中的应用研究［D］．西安:长安大学，2010．

［2］李会良，谈士兵，李明明．分体液压升降爬架在一航大厦工程中的设计与应用［J］．中国港湾建设，2007(4):66-71．

［3］贾志峰，吴灵祥．爬架在高层建筑施工中的应用［J］．建筑技术开发，1994(5):20-22．