附着式升降脚手架（智能爬架）在高层建筑中应用的探索

摘 附着式升降脚手架简称爬架。由于材料使用量小、维护成本低、高效方便，近年来广泛应用于高层建筑中。随着科学技术的发展和自动控制操作系统的配合，爬架更加先进和智能化。本文主要阐述了智能爬架的结构、深化设计和使用中的一些关键问题，为高层建筑中智能爬架的使用提供了参考。

关键词：附着式升降脚手架；智能爬架；深化设计；高层建筑

前言

如何缩短施工周期，的前提下缩短施工周期，降低施工成本，一直是施工单位不可避免的话题，随着科学技术的发展，引进智能爬架，不仅解决了传统钢管脚手架材料消耗大，周期长，而且避免了许多安全风险，安全、经济、方便在高层建筑中占有一席之地，是一种非常有价值的外部保护脚手架。以下简称智能爬架。

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工程概况

广东承建一个建筑面积约16.67万的大型住宅小区㎡，高层建筑11栋，其中9#楼、10#楼采用全钢智能爬架代替普通钢管脚手架作为外围保护，新技术应用的试点项目。

9#楼层高3.0米，30层，总高95.5米，单层面积9#楼503㎡，周长约160米，设置42个机位；10#楼层高3.1米，32层，总高度106.7米，单层面积356米㎡，外周长110米，设置28个位置。爬架从二楼安装使用，主体结构封顶后用塔吊拆除，外墙工艺用工具吊篮施工。

02

爬架的特点及对比

类型

项目

智能爬架

常规钢管脚手架

材 料

工厂预制生产，标准化设备，一次组装可持续使用，材料用量少，损耗小。

需大量的钢管、扣件、脚手板、安全网等，材料质量难以保证，损耗大。

升 降

遥控指挥电动葫芦吊架，配合自动控制系统操作人员少，方便快捷，爬一层只需20-30min，而且安全性高。

需要人工逐层搭设，速度慢，安全风险大。

文明施工

装配完成后，不需要材料堆放场地，整个建筑立面清新干净。

安全网易污染、损坏，需要大场地堆放钢管、紧固件、工字钢、钢丝绳等。

检查维修

检查维护工作量小，时间少。

检查工作量大，需要大量的人力和时间来检查悬臂工字钢、钢丝绳、连墙件、脚手板、安全网等。

经济效益

本工程的使用费用按当地价格转换为63.4元/㎡。

按当地价格转换为建筑面积，本工程使用费为50.6元/㎡。

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智能爬架结构

智能爬架主要由以下六个部分组成：（见智能爬架结构示意图）

水平桁架、竖向桁架、防倾防坠机构、安全防护、智能升降同步系统

1)水平桁架:由大横杆、小横杆、防滑走道板组成。

2)垂直桁架:由内立杆、外立杆、垂直斜撑、导链通道桁架和底部桁架组成。

3)防倾防坠装置：由附墙支座、防倾装置、防坠装置、防倾导轨、防坠导轨、卸载顶架组成。

附墙支架用于提供安装防倾装置、防坠装置和卸载支架，由附着的底板、腿和斜支架焊接而成。防倾装置由一对防倾臂、防倾轮和导轮座组成。

4)升降机构:由附墙吊点、电葫芦吊架、升降钢丝绳、钢丝绳导轮、微机控制系统组成。

电梯设备采用环链电动葫芦，额定起重7.5吨，升降速度90mm/min，提升机功率500W，电动葫芦依靠遥控系统进行升降运动。

5)安全防护:防滑走道板、翻板、上下梯、护栏、外防护钢网等设施。

翻板位于架体底部，用于封闭架体底部，防止物体从架体底部坠落。镀锌压型防滑图案钢板厚度为1.5mm。外防护网厚度0.8mm用自攻螺栓固定冷轧钢凸穿孔网板。

6)智能升降同步系统:由总控箱、分控箱、传感器和电缆组成。

系统主要采集各机位的荷载数据。架体升降时，当某个机位的荷载超过设计值的15%时，声光形式自动报警并显示报警机位；当超过30%时，升降设备将自动停止。

04

深化设计要点

智能爬架在使用前，首先要根据国家规范和施工图进行深化设计，主要有以下注意事项：

① 框架高度不大于5倍，框架宽度不大于1.2米；离墙300~400mm，在深化设计时，应考虑独立外浮板的宽度。本工程框架覆盖高度为4.5层，框架高度为14米，宽度为0.9m，离墙间距为400mm。

② 直线布置框架的支撑跨度不大于7米，折叠或曲线布置的框架外侧距离不大于5.4米，悬臂高度不大于框架高度的2/5，不大于6米。架体全高和支撑跨度的乘积不超过110㎡，本文还是设置连墙点、提升系统与防坠系统间距的依据。本工程中，支承跨度为4.5米，结构跨度为1.5米。

③ 建筑电梯位置：9#、10#楼为铝模 无抹灰工艺，工艺穿插紧密，施工电梯部分和爬架交接两层，当爬架到顶部时，电梯部分框架应全部拆除，使电梯可升至顶部工作面，但开口架必须做好保护，在深化设计阶段，电梯两侧的立杆必须设置为支撑墙立杆。

④ 塔吊附墙位置：附墙不得干扰升降机构和垂直龙骨。附墙应采用短跨活动龙骨板，升降前临时拆除，升降后及时恢复；

⑤ 下料平台:9#、10#楼采用铝模体系，地板上预留传料孔，无需设置卸料平台。如果不采用铝模体系，还需要考虑卸料平台的定制和安装位置；

⑥ 防坠落装置：应设置在主框架上，并附着在建筑结构上。每个升降点不得少于2个，必须在使用和提升条件下工作。采用机械自动装置，制动距离≦80 mm，应采取防尘、防污染的措施，灵敏可靠，操作自如。

本工程深化设计图(以10#楼为例):

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架体安装过程

安装平台→放置底座，定位龙骨→竖龙骨组装、下承重梁、内挡横杆、底层水平固定拉结→第二道龙骨板安装，下段轨道与上层结构刚性拉结→安装冲孔钢网→安装第一个附墙支座→安装第三龙骨板、安全网、上承重梁、垂直斜弦杆→安装内挑板和翻板→第二节竖龙骨和导轨依次安装→第四道龙骨板和冲孔钢网依次安装→第二、第三道附墙支座依次安装→第五道龙骨板和冲孔钢网依次安装→组装架体顶部和结构拉结构→安装智能升降同步系统→检查验收→提升循环

框架未安装至连墙节点时，应临时拉结框架和结构。平台架的作用不仅为架体安装提供了操作平台，而且起到了承载作用。不仅要安装牢固，还要水平。顶部平台搭设时，应使用水平仪辅助找平，以免架体组装倾斜影响升降。平台架应比爬架宽0.3米，外围应设置防护杆。平台搭设前必须通过承载力验算，防止下部平台受压后失稳。(安装平台见图3)

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架体的爬升

1)升降过程

设置警戒区→架前检查→葫芦受力，取卸荷顶撑→掀起防护翻板，拆除连墙构件→遥控升(降)开始→过程监控→升(降)到位后，水平调整→恢复保护盖板→支架逐机上翻，防坠装置→恢复连墙组件和保护系统→检查验收

架体每次升降前必须经过检查验收，并办理《升降许可通知书》。

2)升降前架体检查重点:

混凝土强度、墙体支撑、坠落装置、倾覆装置、建筑障碍物清除、墙体组件、塔吊或施工电梯墙体装置、框架水平、框架上的堆放清理、线路开关、操作人员。

3)升降后架体检查重点:

卸载顶架安装、连墙部件恢复、框架底部密封、翻板、隔离网、断口保护、框架垂直度、主电源断开、电控柜锁定、螺栓松动、保护设施、防坠落装置、框架水平。

4)架体水平度的重要性

框架水平直接影响框架的应力平衡，导致杆变形，造成重大安全风险。因此，在第一次攀爬时，应首先将框架提升到150-200mm高度，逐个位置检查荷载值，并用水准仪对所有垂直垂直附墙杆，高度极差不超过20mm，以后每升降三层必须进行一次校核。

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架体的使用

1)架体按立面设计高度搭设后，不得随意加高、扩展或安装广告牌，否则必须进行方案设计；

2)框架不允许超载或承受集中负荷，脚手架允许3-4个操作层同时施工，但每平方米较大负荷为6kN（600kg）；

3)框架只能承受垂直垂直力，不能承受水平力，因此外墙模板不能附着在脚手架上。脚手架上禁止放置大模板或杂物，架子上的杂物应经常清理。

4)在使用过程中，应每月进行一次检查预计停工一个月以上或遇到六级以上大风时，应全面检查并采取加固措施。

5)螺栓连接件、升降动力设备、防倾防坠装置、电控设备在使用过程中应定期维护。

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架体的拆除

1）拆除准备

拆除工作必须按照操作规程进行。拆除前，施工人员应进行安全技术交底，明确拆除顺序、安全措施、特殊部件的拆除方法等。管理人员应明确责任，认真负责。拆除部位和地面应设置警示标志和警示线，并配备安全检查人员。

2）拆除步骤

从上到下拆除横杆、立杆和斜杆。首先拆除主框架，最后拆除附墙。拆除附墙装置时，应先加固下一步框架和结构，严禁同时上下拆除。

拆除至拆除第一步架体时，可用施工塔吊将要分离的整个架体吊装拉紧，然后拆除拉结连接件，拆除附墙件螺栓，将分离架转移到地面。

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结束语

在目前高层建筑越来越多的情况下，智能爬架与施工具有优越的安全性、便利性和经济性，利用率也在逐年上升。但在使用前，必须根据建筑的特点深化框架设计，确保安全合理，加强使用过程中的监督维护，严格执行相关管理规定。相信智能爬架的推广将有助于我国建筑业更好更快的发展。