智能附着式升降式脚手架施工技术研究

白青松，方文

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 引言

在建筑施工中，安全与环保是两条重要标准。为了有效控制悬空、高处作业的安全风险，在施工实践中常用的措施便是附着式升降脚手架[1]。该设备搭建过程不需要耗费过多能源，因而低碳性显著。附着式升降脚手架具有搭建便捷、经济、操作简单、升降灵活的优点，使得其更加易于推广。

2 智能附着式升降脚手架的特点

2.1 安全性高

在搭建时，采用刚性连接的方式，能够让架体具有非常高的刚度。安装支座时，采用的是平板附着方法，通过该方法，可以确保架体、支座之间的高连接性，提升其稳定性。在施工作业开始后，可以实现全封闭，避免外部人员不慎进入而出现事故。针对架体倾斜、弹性变形等工程问题，在破断结构中配置了定位板，一旦出现上述隐患，可迅速而有效地消除。

2.2 适用范围广

为实现无缝对接，智能附着式升降脚配备有多种长度的伸缩节，能够灵活地根据工况来补充余数。在施工场地，如果存在局部凸出，此时横向平移施工就难免受到干扰。同时，塔吊是当前施工场地中常用设备，其锚固杆的位置也对现场施工的空间便利性构成限制。针对上述两类情形，附着式升降脚手架在设计和搭建时，可以根据具体情况来设置相应的避让结构，提升架体升降的空间灵活性。与传统架体相比较，可较好适应建筑的竖向基本构造，在平楼层进行步高调节，解决这一难题进一步提高了附着式升降架体的适用范围。

2.3 绿色建造

施工场地降尘是一项非常重要的工作，在附着式升降脚手架上，可在架体最高处安装自动喷淋设备。该设备与扬尘监测器搭配使用，且可以根据架体高度调节，因此降尘效果良好。另外，还可以利用架体对施工场地进行喷洒降温，或者用于外墙清洁，从而提高水资源的利用率。

2.4 节省工期

智能附着式升降脚手架所用构件均按标准化制作，因此可便捷地在施工场地安装。载荷监控和控制已经实现智能化，一般情形下不需要停机调整。搭建完成后，能够竖向、横向进行跨越式调整，内外施工、装修可以同时进行，尤其是在错层施工方面的工程特点十分显著，可达到节省工期的效果。

2.5 节约成本

架体构件均标准化制作，可重复使用，可在多个场地间调配。在场地、天气及其他辅助设备相同的条件下，相比较于传统脚手架，可节省约20%安装人工费。

2.6 管理便捷

由于是标准化构建，因此易于规整，也可降低仓管难度。使用过程中，通过智能模块来实现升降，可降低人工参与。

3 智能附着式升降脚手架施工工艺流程

该设备施工工艺流程为:

智能附着式升降脚手架整体策划设计→基础架搭设→钢框架系统、全钢防护系统、自动喷淋系统安装→附着支撑系统安装→反拉动力系统、三档智能控制系统安装→检查(整改)→首次提升前调试→提升[2]。

4 智能附着式升降脚手架施工操作要点

4.1 整体策划设计

策划内容有四个部分：①架体水平支承桁架平面布置图；②机位布置，确保各机为能够合理而有序地放置；③基础架排底，保证其平整性以及后续可调整空间；④制定专项方案审批所需资料。

其中，机位布置的工作是重中之重，要充分考虑塔吊、电梯、建筑布局等因素。为了避免在后续施工时与塔吊锚固出现冲突，务必设置先行布置避让结构。

为了按照施工方案的精度，需要准确计算出风压边界、层高、架体高度调整等因素的变化。为此，应引入并有效利用全载荷计算软件，为相关计算与设计工作提供技术支持。

4.2 基础架搭设

①要做好搭设准备工作，首先是地面硬化，松软土地会对架体稳定性形成隐患；其次，准备好垫木，在立杆时置于其底部；此外，预先挖掘、铺设排水系统。

②为了后续环节能够平稳布置水平支承桁架，务必要保证横向、纵向水平杆有序搭接，且用标准对接扣件；在确保无操作错误或者偏差后，再开始承载式爬架的铺设作业。

③根据承载式爬架稳定性取决于基础架设计是否稳固合理，在基础架较高（通常是以20m为界限）时，承载式爬架稳定性就会降低，为此要连接至附墙。

4.3 钢框架系统、全封闭防护系统安装

①为了搭建及施工安全，务必确保桁架是稳定的。为此，首先要基于机位布置图对吊装构件进行拆分，然后根据作业标准完成拼装工作。在拼装时，横杆焊接间隔参数为：桁架上片100cm，下片50cm。

②垂直立杆搭建作业标准为：间隔严格控制为50cm；斜杆安装不可忽略，这可以形成三角结构，提升底盘稳定性能。

③在安装网片时，立杆部分需将其固定于上水平槽钢、底盘桁架处，然后将网片固定安装于其上。

4.4 附着支撑安装

①为了提升卧式加长节的安装稳固性，需要利用穿墙螺栓，将其与建筑结构连接。在选用螺栓时，考虑到防扭性，宜采用双螺栓。

②严格控制卧式加长节的尺寸，如果超过150cm，为保证稳定性，应采取拉接措施。

③在预埋作业时，穿板螺栓与钢筋之间要牢固勾接，外部用PVC管保护，用铆钉固定且破口处用胶带处理。需注意的是，预埋螺栓间隔须控制为24cm[3]。

4.5 反拉动力系统、三档智能控制系统安装

在水平支承桁架以上第二层的结构处，安装小电控箱设备，务必要确认操作人员能否观察到电动葫芦的状况。在安装大电控箱时，同样要考虑操作、观察的便利性，通常选择门洞、窗口等地点。

5 智能附着升降脚手架科技创新点

5.1 电动葫芦正置反拉升降动力体系

当架体上下移动时，电动葫芦可同步，不需要对其进行倒换操作。一则可以避免重复操作，二则可避免对线路稳定性造成破坏。另外，与一般的正置正拉升降操作相比较，本方法可以将最大下悬臂高度缩小50%至1倍层高；同时，可有效降低离墙距，使得倾覆力矩降低20%以上。

5.2 平板附着技术

由于附着支座被安装在楼板，如果工程有设计反梁构造，则平板梁支座能够从下部将其抬升，避免反梁高于附着支座[4]。基于这一设计，附着支座的安装就有较多的空间灵活性，不会被最上层墙、柱等部位的作业干涉。在节省作业时间的同时，还能确保附着支座不出现缺位。另外，由于降低了最大上悬臂高度，可大幅改善架体强度，可以提升其层高应用范围。

5.3 三档智能控制系统

与传统的极值限载控制方式相比，所采用的三档智能控制系统具有更高安全性，更能保证施工进度[5]。

①通过该控制系统，可将初始载荷、实时载荷进行快速对比，可以有效避免误报警。

②基于实时记录的反馈载荷值，分三档，分别有相应的智能控制措施：波动范围小于15%，正常；波动大于30%，异常；波动位于两组界限值之间，则由系统自动调整。在自动调整模式下，考虑到架体不同步等干扰因素的存在，设置有追赶、等待等参数，使智能化控制得以实现。

③通过串接并联接线技术，该控制系统对线路进行简单化、统一化，在提升布线与检修效率的同时，还可有效避免降压、漏电，从而提升作业安全性及连续性。

5.4 高适用性模块化架构体系

①构件标准化：针对架体标准化、工程结构多变性这一客观现实，为了实现无缝对接，设计有伸缩节补余、对接、错接等具体操作方法，并总结出最优化模数。

②通过双向吊桥避让结构，能够提升对建筑凸起等障碍的避让效果。相比较于普通施工工艺，本方法更加高效、快捷。

③通过成套预埋技术，可更有效地在宽梁、厚墙等建筑部位实施预埋，从而可在更大范围内安装架体机位。

5.5 全封闭防护系统

①在传统网片固定作业中，立杆、网片被牢固限定。在本项目中，所运用的是四支点网片固定作业，立杆、网片具有相对独立性，安装过程可分开进行。由于压缩非标网片的采用空间，改善了材料重复利用率以及架体外观。

②双层封闭技术的采用，提升了架体覆盖范围，使得装修和施工作业可错层同步进行，有助于加快施工进度。

6 结语

本项目可以极大提升建筑施工便利性、安全性以及经济性，其施工工艺还应随着建筑结构多样化而进一步被探讨。相关技术进步不是一次性的，应该适应现代化建设的新内容，持续为工程施工助力。