隨著我國城鎮(zhèn)化步伐的加快、高層建筑日益增多，各類墜落現(xiàn)象時有發(fā)生，施工安全形勢依然比較嚴峻。這就要求建筑市場在提高工作效率的同時，對傳統(tǒng)腳手架等臨邊防護裝置進行技術(shù)革新，切實保障施工人員的生命安全。作為新一代腳手架體系，爬架的誕生符合時代發(fā)展需求，從過去傳統(tǒng)的鋼管腳手架到現(xiàn)在的裝配化集成建筑爬架，將成為工程建設(shè)領(lǐng)域防護措施發(fā)展的必然趨勢。

近年來，國家有關(guān)部門先后出臺多項政策法規(guī)，規(guī)范和推動爬架行業(yè)的發(fā)展。爬架技術(shù)符合國家低碳、環(huán)保、節(jié)能等發(fā)展要求，具有經(jīng)濟、實用、裝拆便捷、安全可靠等方面的優(yōu)勢，具備裝配模塊化發(fā)展的潛力，不僅能夠滿足建筑施工的高標準、嚴要求，而且能夠保證施工工作人員的安全，有利于促進工程建設(shè)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

本文以紹興市越城區(qū)（鏡湖）曲屯1號地塊3標段項目為例，對裝配式集成爬架系統(tǒng)施工參數(shù)、施工方法、施工過程中的危險源等進行分析與闡述，以期為行業(yè)從業(yè)人員提供借鑒和參考。

1.工程概況

該工程位于紹興市越城中心城區(qū)北側(cè)，解放大道西端，西側(cè)為曲屯路，北側(cè)為溢香路，東側(cè)為解放大道。該工程項目建筑面積126649.8m2，其中地下建筑面積22773m2、地上建筑面積103876.8m2（1#、2#、3#、4#、5#、7#、8#、13#），擬建建筑物為8幢26F 高層建筑物，共分5個樓型，設(shè)計使用年限70年。全場設(shè)一層地下室/局部二層，結(jié)構(gòu)類型為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，外墻局部、樓梯、陽臺、主臥采用裝配式施工。為確保施工安全，預(yù)防高空墜落事故，二層頂板以上采用爬架體系防護施工。

2.裝配式集成爬架系統(tǒng)

爬架又被稱作附著式升降腳手架，特別適用于高層建筑。通過多方面考察，決定采用住建部推廣應(yīng)用的裝配式集成爬架施工，不僅能提高安全穩(wěn)定性，而且操作簡單、作業(yè)效率高，符合國家提倡的環(huán)保節(jié)能低碳發(fā)展理念，尤其在施工生產(chǎn)綜合效益上具有顯著優(yōu)點。

該項目爬架搭設(shè)高度為三層，按照施工進度進行下一層的上升或下降，對比傳統(tǒng)的落地腳手架，可大量節(jié)約鋼管、扣件、腳手板、密目網(wǎng)等周轉(zhuǎn)材料及更換次數(shù)，經(jīng)濟效益顯著。爬架裝拆及升降過程中，只需少量專業(yè)人員操作，就能滿足爬升施工需求，大大減少了人員人力消耗，節(jié)省了人工。施工期間，爬升周期短，能夠有效緩解塔吊機械使用壓力，提高生產(chǎn)效率；操作簡便，便于整體性管理，符合以人為本、科學(xué)發(fā)展和低碳節(jié)能環(huán)保、綠色施工的發(fā)展理念。

爬架由特定廠家生產(chǎn)，標準化定型裝置，操作簡便迅速，基本達到裝配化要求，通用性強。爬架主框架等只需在地面進行搭設(shè)，組裝完畢后，再進行有效吊裝連接，采用防墜裝置能夠有效確保防護架始終處于安全狀態(tài)，有效防墜。整個架體升降過程為遙控控制，架體底部與結(jié)構(gòu)樓層完全封閉，且架體內(nèi)部每一層標準層設(shè)置一層軟防護，極大地消除了安全隱患。

采用裝配式集成式爬架結(jié)構(gòu)設(shè)計，安拆時不需要占用太多施工空間，管理維護更輕松，使整個施工現(xiàn)場干凈整潔，文明施工作業(yè)效果更顯突出。爬架安裝完成后，具有高度的整體性，大氣整潔，施工企業(yè)宣傳標語博人眼球，公司品牌得到有效宣傳。

3.爬架施工參數(shù)

3.1 各樓架體布置參數(shù)

該工程共有建筑8棟，布設(shè)有16組201個機位，周長980.2m，機位直線最大跨度6.8m，機位轉(zhuǎn)角最大跨度5.4m，平均間距跨度4.9m。

紹興市越城區(qū)（鏡湖）曲屯1#樓，周長123m，對23個機位進行布置；2#樓，周長91.6m，共布置19個機位；3#樓，周長93.8m，共布置20個機位；4#樓，周長93.8m，共布置20個機位；5#樓，周長151.8m，共布置30個機位；7#樓，周長166.2m，共布置34個機位；8#樓，周長93.8m，共布置20個機位；13#樓，周長166.2m，共布置34個機位。

紹興市越城區(qū)（鏡湖）曲屯項目對爬架高度的搭設(shè)，采用3.5倍層高設(shè)計（架體高度10m）的標準，頂部防護高度超出結(jié)構(gòu)面1.2m。升降單元根據(jù)流水段劃分，封閉防護采用沖孔鋼網(wǎng)防護，底部采用花紋板防護，每標準層采用大眼網(wǎng)軟防護（圖1）。

3.2 附著架構(gòu)造設(shè)置

主框架總高為100cm，架體寬度為90cm，架體搭設(shè)5步架。兩相鄰剪刀撐間的距離是45cm，水平桿和剪刀撐間的夾角范圍為45°至60°，如圖2所示。

3.3 各級荷載參數(shù)

恒載（包含爬架各構(gòu)件總體荷載）：45.7kN；

活載（結(jié)構(gòu)施工時的升降過程）：0.5×7×0.9×2=6.3kN；

活載（裝修施工時的升降過程）：0.5×7×0.9×3=9.45kN。

風(fēng)荷載標準值(kN/m2)按下式計算：

ωK=μZμSω0；

其中，腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)：μS=1.0φ；

擋風(fēng)系數(shù)：取密目式安全立網(wǎng)全封閉式，φ=0.8；

風(fēng)壓高度變化系數(shù)：取離地面或海平面高度200米，地面粗糙度類別B；μZ=2.61；

基本風(fēng)壓值：工作狀態(tài)：ω0=0.5kN/m2；

升降及墜落工況：ω0=0.25kN/m2。

組合一：現(xiàn)場活荷載+固定荷載；

組合二：0.9×（風(fēng)荷載+施工活荷載）+固定荷載。

其中：固定荷載分項系數(shù)γG=1.2；

現(xiàn)場活荷載分項系數(shù)γQ=1.4；

風(fēng)荷載分項系數(shù)為γQW=1.4。

腳手架核算

依據(jù)《安全技術(shù)規(guī)范（扣件式鋼管腳手架）》JGJ130－2011，核算受彎構(gòu)件的強度。

(2)建設(shè)用地范圍內(nèi)未進行地質(zhì)勘查的礦產(chǎn)地或無探礦權(quán)、采礦權(quán)設(shè)置的一般性礦產(chǎn)資源，如砂巖、泥巖、石灰?guī)r可不視為壓覆礦產(chǎn)資源。但一些國家急需的、稀少的礦種、礦產(chǎn)地的礦床規(guī)模在中型以上，除了國家產(chǎn)業(yè)政策批準的重大建設(shè)項目外，原則上不予壓覆。

扣件抗滑力的計算

核算鋼管腳手架橫縱向水平桿交接點扣件。鋼管腳手架立桿與橫或縱向水平桿相連時，對扣件的抗滑承載力依據(jù)規(guī)范（同上） 驗算：

R ≤Rc

Rc 是扣件抗滑承載力的設(shè)計值，通常取8.0kN；橫向水平桿的自重標準值為：0.0397×900×2/2=35.73N，縱向水平桿自重標準值為：0.0397×1500=59.55N，腳手板自重標準值為：0.35×0.9×1.5/2=0.23625KN=236.25N，施工荷載標準值為：3×0.9×1.5/2=2.025KN=2025N；荷載的設(shè)計值為：R=1.2×(35.73+59.55+236.25)+1.4×2025=3232.836N=3.233kN，由此，扣件抗滑驗算的最大抗滑力R=3.233KN＜Rc=8.0kN，符合規(guī)范要求。

圖1 附著式升降腳手架結(jié)構(gòu)圖

圖2 附著式升降腳手架立面圖及剖面圖

圖3 水平支撐桁架計算簡圖

立桿的穩(wěn)定性驗算

如果存在風(fēng)荷載組合，腳手架立桿必須滿足以下公式條件：

水平支撐桁架

根據(jù)《建筑施工工具式腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ202-2010，對支撐桁架荷載（水平方向）進行計算。如圖3所示，立桿將荷載傳遞給水平支撐桁架，當(dāng)立桿所受壓力為最大時，對水平支撐桁架進行驗算，此時全部荷載作用于桁架上弦。

附墻支座驗算

計算時，以荷載最大的支座作為演算對象，沖擊系數(shù)為2×計荷載，通過有限元計算得到作用在支座上的力。

圖4 爬架安裝施工工藝流程圖

升降動力設(shè)備驗算

荷載效應(yīng)組合：組合1（恒載+活載）。

恒載（包含爬架各構(gòu)件總體荷載）：45.7kN；

活載（主題結(jié)構(gòu)施工時的升降過程）：0.5×7×0.9×2=6.3kN；

活載（裝修施工時的升降過程）：0.5×7×0.9×3 =9.45kN；

組合1：P1=1.2×45.7+1.4×9.45=68.07kN。

提升設(shè)備

該工程采用的提升電動葫蘆額定起重量：P0=7.5×9.8=73.5kN；

一個跨度爬架共設(shè)置2臺提升葫蘆，P=2×P0=147kN；

設(shè)計值P2=γ2×P1=2×68.07=137.0688kN；

故：P＞P2滿足要求。

4.施工方法

4.1 主要組成部分

附著式升降腳手架組成主要由以下七部分組成：主框架（龍骨架）、附著支撐裝置（附著支座+導(dǎo)向防傾裝置）、底部支撐桁架、底部密封鋼板及外側(cè)安全鋼網(wǎng)、電動提升設(shè)備（環(huán)鏈電動提升機）、動力控制系統(tǒng)（多功能控制柜）、安全保護裝置。

4.2 爬架系統(tǒng)施工工藝流程

根據(jù)相關(guān)樓座主體結(jié)構(gòu)，優(yōu)化集成爬架設(shè)計圖紙及計算書，核對裝配化集成爬架所需的標準材料規(guī)格、數(shù)量，符合要求后按圖4流程進行安裝。

4.3 爬架系統(tǒng)爬升及下降

爬架在發(fā)生動作之前，必須嚴格按照操作流程檢查，清理爬架主體結(jié)構(gòu)體系上的各種材料、雜物、建筑連墻件，檢查每一個電動升降裝置是否符合要求，準備相關(guān)操作工具等。

4.4 爬架系統(tǒng)拆除

爬架拆除應(yīng)按自上而下的順序分層進行，先搭后拆，即先拆電氣設(shè)備，再拆懸臂結(jié)構(gòu)，然后拆除腳手板、沖孔鋼板網(wǎng)、剪刀撐，大小橫桿和立桿，最后對導(dǎo)軌和水平支撐桁架進行拆除。

5.施工過程中的危險源辨識與分析

爬架的危險源應(yīng)從防墜、防傾、同步升降、限載四個方面來辯識危險源，確定危險源后，應(yīng)對隱患進行排除并制定相應(yīng)的措施。應(yīng)對可能發(fā)生事故的簡單有效管理方法和防范措施主要包括以下幾個方面：

一是外架墜落傷人毀物。防墜器與架體固定銷軸、防墜銷三道安全保險防墜控制；

二是架體傾覆。附著裝置中的導(dǎo)向防傾架，每個附著上均設(shè)置有導(dǎo)向防傾架，并在每個防傾架上設(shè)置有對稱4個導(dǎo)向滑輪；

三是架體變形。爬架預(yù)警器、分控荷載控制柜通過多功能集成電控柜實現(xiàn)同步控制，同時采用同一廠家同一型號批次提升設(shè)備將同步誤差盡可能降至最低；

四是架體傾覆垮塌。爬架預(yù)警器與分控箱內(nèi)設(shè)置有荷載限位，發(fā)生超載自動停機并警報；

五是火災(zāi)。嚴格執(zhí)行防火規(guī)章制度；

六是觸電。嚴格執(zhí)行防觸電規(guī)章制度。

爬架施工滿足環(huán)保施工要求、封閉性強，能有效防止模板安拆層灰塵外露、減少揚塵，在國家防塵治理的大環(huán)境下，對生產(chǎn)將起到重要的作用。