浅谈附着式升降脚手架附着节点的应用与安全管理

发表时间:2021/6/1   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:郝守府
[导读] 摘要:随着我国建筑业的不断发展,附着式升降脚手架等高空作业防护设备得到了大力发展,相比传统落地钢管脚手架,附着式脚手架可以大量节约钢管和扣件等材料的使用量,与一般的悬挑脚手架相比,操作简便的同时较大程度地增加了效率,特别在建筑物高度超过80 m的情况下,附着式升降脚手架的经济适用性更加明显。
        山东仲泰建设项目管理有限公司  山东淄博  255000
        摘要:随着我国建筑业的不断发展,附着式升降脚手架等高空作业防护设备得到了大力发展,相比传统落地钢管脚手架,附着式脚手架可以大量节约钢管和扣件等材料的使用量,与一般的悬挑脚手架相比,操作简便的同时较大程度地增加了效率,特别在建筑物高度超过80 m的情况下,附着式升降脚手架的经济适用性更加明显。因此,在众多的安全防护设备中,附着式升降脚手架凭借其良好的性能和突出的优点脱颖而出,受到了越来越多的青睐。本文首先就附着式升降脚手架附着节点的应用进行了简单的分析,并对其安全管理提出了具体建议,仅供参考。
        关键词:附着式升降脚手架;附着节点;安全管理
        引言
        附着式升降脚手架,就是依附在建筑物主体结构上,依靠自身的升降设备,满足施工需求而自主升降的脚手架体系,它的组成大致分为五个部分,即以桁架、立杆、导轨和脚手板等由螺栓固定成整体的架体系统;电脑模块和传感器组成的载荷控制系统;电动升降设备和固定吊点组成的提升系统;外挂防护网和脚手踢板等组成的防护安全系统;由导向座、连墙件和防坠器等组成的附着支撑装置系统。
        1 附着式升降脚手架附着节点的应用分析
        附着式升降脚手架搭设的高度较高,主要依附在建筑结构表面。此外,对于附着式升降脚手架而言,其主要是由自行升降装置设备、防坠落装置、防倾覆的外脚手架、附着支架、升降控制结构组成的。附着式升降脚手架在应用中具有以下特点:
        1.1 经济环保
        一般而言,在高层建筑施工过程中使用附着式升降脚手架,在电能方面,能够节约30%,在钢材方面,能够节约40%,在施工材料用料方面,能够节约30%,因而其存在较强的环保性能。此外,附着式升降脚手架主要适用于45 层以上的高层建筑,与楼层的高度之间存在正比关系,楼层越高,经济效益越明显,每一栋楼可节约的成本为5%~10%。
        1.2 施工效率高
        附着式升降脚手架在安装过程中只需要在建筑物的底部来进行组装,组装完成以后将其附着在建筑物的结构上,高度随着楼层的升高逐渐增加。同时,在施工过程中利用附着式升降脚手架无须使用其他机械设备,不仅为工作人员的管理和维护工作提供了良好的便利,还提高了施工的效率。
        1.3 安全性
        对于附着式升降脚手架而言,其在研发过程中嵌入了全自动控制系统,同时,对于相关升降设备而言,其安装了星轮防坠落装置,这样就能降低设备复位装置失灵现象发生的概率,从而确保脚手架使用过程的安全性。
        2 附着式升降脚手架附着节点的设计应用
        附着支撑装置系统是脚手架架体和建筑物主体连接的关键部位,连墙件只与内立杆相连时对脚手架立杆最大弯矩的影响程度和规律,得到了仅与内立杆连接时,最大弯矩主要出现在连墙件立杆节点处,最大弯矩的影响程度可达近一倍,配备不同形式的支座对附着脚手架架体及支座的应力位移影响情况,支座刚度大时应力和位移较小,采用有限元模拟的分析方法先后对架体的动力响应、模态和受力特性进行了研究,分析得到了架体在高空风荷载、不同步升降和倾斜升降等不同环境下结构安全性的影响评价。附着式升降脚手架多附着在以混凝土为主体的建筑物上,通过预埋螺栓固定导座实现建筑物与架体的连接,显然这种方式无法继续用在钢结构为主体的建筑物上。国内已有多个钢结构大型项目在施工过程中成功应用了这类脚手架,钢结构建筑与附着脚手架的连接都是借助了一种新型的附加节点,连接方式有了很显著的改变。附着节点作为脚手架和钢结构连接必不可少的配件,其形式较为统一,多为抱箍式结构.优点是安全可靠,能较好地发挥钢结构的材料性能,缺点是占用了钢梁上翼缘,会对楼面板的铺设及后续施工造成影响。目前附着节点的研究已经形成施工先于理论的局面,针对附着节点的设计如下:
       
        在有效附着的同时有较好的安全储备,节点的应力变形随着附着截面尺寸的增加而减小,特别在截面尺寸较小时,尺寸效应较大,而在截面增加到一定尺寸后,节点正常工作,尺寸效应的影响程度不再明显。随着节点距钢梁端部距离的增加,节点应力及变形数值逐渐变大,呈线性变化规律,并在跨中达到极值。单节点跨中布置相比双节点梁端布置,应力位移更大,应尽量合理优化布置方案,避免布置在距离跨中较近的不利位置可以提高整个架体的附着稳定性。
        3 附着式升降脚手架安全管理要点
        3.1 架体结构
        对于附着式升降脚手架架体结构的安装过程而言,其都会使用扣件式钢管脚手架进行安装,因此安装的流程和技术要符合行业内的规定和技术要求。此外,在将脚手架附着在建筑物底部结构时,要配备完善的安全管理措施,提高其与附着式支撑结构之间的连接紧密性,附着完成以后,还要安装防倾覆和防坠落装置。
        3.2 水平梁架
        一般而言,附着式升降脚手架的水平梁架主要存在架体的底部,同时,其作用主要是承受架体整体的负荷和重量,将竖向的负荷力传递给架体的竖向框架。对于梁架立杆而言,其立杆处节点的作用主要是将架体整体的负荷传输到水平梁架上,那么只有严格的水平梁架构造才能符合实际的使用需求,因此,在水平梁架建设主要采用桁架构建完成。此外,对于水平梁架连接过程而言,其主要利用脚手架的钢管和扣件来完成并提高连接稳定性。
        3.3 附着支撑
        附着式升降脚手架主要依靠承载传力装置,在运行过程中,承载传力装置为其提供支撑力,使其牢牢地紧靠在建筑结构上,从而确保设备处于稳定的状态。此外,对附着升降脚手架进行设计和构建过程中,要确保其能够满足建筑物表面的凹凸结构连接要求,对一些特殊设备要单独设计。一般而言,附着式升降脚手架主要是通过普通的穿墙螺栓在墙体表面进行连接,并使用三根以上的双螺母对其进行固定。
        3.4 竖向主框架
        竖向主框架而言主要是安装在附着式升降脚手架水平梁架两侧的支撑点上,其架体主要分为片式和格构式,安装过程中,确保框架平面与墙体表面处于垂直状态,一端与梁架和架体进行有效连接,这样才能为水平梁架提供良好的支撑作用。此外,主框架的另一端要和附着式支撑框架进行连接,由于竖向主框架自身存在较强的刚性,能够将梁架承受的压力传递到建筑物结构上,从而提高了脚手架使用过程的安全性和稳定性,如图1所示。
       
        竖向主框架
        3.5 升降装置
        在附着式升降脚手架安装完成以后,安装单位首先要对其质量和运行稳定性进行初步检查。然后,对于验收小组而言,其要由程项目负责人、建设单位代表、施工单位和安装单位的技术人员组成,对附着式升降脚手架进行再一次的质量验收,验收合格以后要签字并说明验收意见。
        3.6 安全装置与验收
        对于附着式升降脚手架而言,其安全装置主要分为防止坠落和防止倾覆两个种类。对于防倾覆安全装置而言,其主要作用是降低升降平台在移动过程中产生脚手架晃动或倾斜现象,即使产生倾斜,也能够将倾斜度控制在30mm 以内。对于防坠落安全装置而言,其能够降低脚手架使用过程中产生坠落现象的可能性。对于升降脚手架而言,如果其在运行过程中出现故障,那么防坠落装置能够自动将脚手架的主架体卡住,这样就不会产生升降平台坠落的现象,有效避免了事故的发生。对于使用过程而言,严禁拆除与外架连接的部件和杆件。此外,在对脚手架进行拆除之前,首先要由外架技术人员进行检查同意以后,安排专业技术人员到拆除现场有进行指导。在建筑施工过程中使用附着式升降脚手架之前,安排专业的技术人员对脚手架的安全装置、保险装置、提升系统进行综合检查,检查合格以后要整理合格说明书并签字,同时,当附着式升降脚手架使用完成以后,也要对其相关装置进行再一次的检查验收。当脚手架提升到一定高度时,首先要对脚手架的负荷能力进行检查,检查合格以后还要对脚手架四周进行再一次加固并检查其安全装置能否正常运行,然后再安排施工人员走上脚手架进行施工。对于脚手架安装完成以后的质量验收工作而言,其在组织验收小组时,必须由施工单位、安装单位、监理单位人员共同组成,确保每一个单位的人员都能到达验收现场。在验收检查过程中对验收的流程、出现的问题以及解决方案等进行文字或语音记录,检查合格以后由三方共同签字才能开展下一步的施工工作。
        4 使用过程注意事项
        (1)在使用附着式升降脚手架过程中,要将卸料平台和人员施工平台分隔,确保两个平台之间不会产生任何连接。在对附着式升降脚手架的主体结构进行锚固时,要采用工字钢将其塑造成U 形环状来进行固定,这样才能确保主体结构承受的压力能够传递给工程结构表面。(2)对于脚手架使用现场而言,如果其存在五级以上大风、大雾、雨雪、冰冻等恶劣天气,那么禁止使用附着式升降脚手架进行升降操作。
        对于施工过程中使用的附着式升降脚手架而言,其最常见到的升降装置是电动环链葫芦。必须先对升降装置进行质量检测且检测合格以后,才能使用电动环链葫芦,这样才能降低升降装置使用过程中产生混凝土污染或链条打铰现象发生的可能性,从而才能为电动环链葫芦的正常运行提供良好的保障。其次,当施工过程中出现突然停电的现象时,工作人员要在第一时间切断电源,此时,必须结合前期设计好的应急方案,采用适当的方式对升降系统进行固定,这样才能提高升降脚手架的使用安全。最后,如果附着式升降脚手架的升降装置在使用过程中产生电动环链葫芦损坏或失效的现象,那么要及时进行更换。
        5 结语
        综上所述,随着城市用地规模的逐渐扩大,土地资源日益减少,这就使得城市建筑物逐渐向着高层和超高层的类型进行转变,这就需要高质量的脚手架才能满足实际的施工需求。对于附着式升降脚手架而言,其存在的优势较多,被广泛地使用在建筑工程施工过程中并取得了良好的效果。此外,建筑单位还要格外关注附着式升降脚手架安全管理技术,安装使用脚手架之前制定科学合理的安全管理措施,这样才能创造安全的施工环境。
        参考文献:
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        [3]毛华荣,王进,马军星,等.桅柱式升降工作平台结构有限元分析[J].建筑机械,2011(19):104-106.
        [4]顾永明.整体升降脚手架在上海外滩中信城超高层结构施工中的应用[J].建筑施工,2014,36(7):841-843.
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