浅议超高层附着式爬升脚手架选型对比分析
季江江
（江苏南通六建建设集团有限公司）
摘要：随着我国经济的快速发展，高层、超高层建筑工程不断涌现，脚手架作为建筑施工必须使用的重要临时设施，其结构、形式也越来越多样化。附着式升降脚手架是一种在现场按特定的程序组装后，附着于建筑结构上，依靠自身升降设备沿建筑物升降的一种新式脚手架，并安装了防倾覆、防坠落装置。相较与悬挑式脚手架，它实现了低搭高用功能，具有良好的经济效益和社会效益，在高层、超高层建筑结构施工中被广泛采用。
关键词：超高层附着式脚手架选型对比分析
On the super-tall climbing scaffolding selection of attached
comparative analysis
Abstract:With the rapid development of China's economy, the high-level, high-rise construction projects continue to emerge, it is important scaffolding as construction of temporary facilities to be used, its structure, in the form of more and more diverse. Attached after lifting scaffolding is assembled on site by a particular program, attached to the building structure, relying on a new type of scaffolding along the building's own lifting equipment lifting and installation of anti-capsize, fall protection devices. Compared with cantilevered scaffold, which implements the low take high-function, with good economic and social benefits, in high-rise, high-rise building structure construction is widely used.
Keywords: super high-rise scaffolding attached Selection comparative analysis 通过高层、超高层施工中的附着式脚手架的安装提升的反复使用，以及在使用中遇到的问题，使我们认识到，如何选择一款工程最适合、技术先进、安全可靠、质量可靠及高层防火等有很多值得探讨和研究的问题。本文通过结合建筑实例对常用附着式脚手架进行对比分析研究，总结常用附着式脚手架各自的特点及优势，为超高层选择附着式脚手架提出浅薄建议。
1、工程概况及外脚手架情况
苏州世茂广场项目8#楼，主体为框剪结构，地上37层，总高168.750米。建筑平面周长约为155.2米，六层以上标准层层高4.1米，12层和25层层高5.5米，35
层、36层、37层层高均为5米。计划从第6层结构平面开始搭设附着式升降脚手架，脚手架周长约为165米，架体高度为18m 。脚手架顶部升至37层后高空拆除，塔吊采用内爬塔吊对外附着式脚手架升降无任何影响。
本工程外墙结构施工附着式升降脚手架原采用YF11-2型吊拉式电动升降脚手架（导座式）进行整体提升，在升降脚手架提升至16层时架体变形严重已无法满足现场提升要求后，从17层开始采用TD-12防火组合式升降脚手架（吊轨式防火型）进行整体提升。
定位承载扣件底部兜底横杆附墙螺栓组件导轨主框架固定导向座（含防坠装置）已建楼面下吊点提升设备上吊挂件待建楼面1612
水平支撑框架14
1213
8
15
11
3
4
5
10
9
7
1
2
3
4
578910111213141516栏杆密目安全网底部密封板底部密封翻板6
下吊点加强斜杆6
图1 YF11-2型吊拉式电动升降脚手架（导座式）
图2 TD-12防火组合式升降脚手架（吊轨式防火型）
2、常用附着式脚手架分类及特点
2.1、目前市场上使用的附着式脚手架大体上可分为三类，导轨式、导座式及吊轨式。
导座式附着升降脚手架：带导轨架体沿附着于墙体结构的导座升降的脚手架，按照提升受力状态应为偏心提升。
导轨式附着升降脚手架：架体沿附着于墙体结构的导轨升降的脚手架，按照提升受力状态应为偏心提升。
吊轨式附着升降脚手架：采用设导轨的吊挂式附着支承，架体沿导轨升降的脚手架，按照提升受力状态应为中心提升。
待建建筑结构
下带挑板
待建建筑结构建筑结构建筑结构
建筑结构建筑结构导轨主框架定位承载件框架连接件水平支承框架连接杆水平支承框架固定导向座(1)(2)(3)
图3 导座式附着升降脚手架
图4 导轨式附着升降脚手架
图5 吊轨式附着升降脚手架
2.2、常用附着式脚手架各自特点及优势
2.2.1、导座式的特点及适用范围
导座式附着脚手架操作简单，操作仅需提升和拆除导向座，架体可以一次性下降多层；主框架多点附着，提升装置独立设置，多个导向座既起导向作用又能独立承受架体荷载，且在每个导向座内均设有防坠器，因此架体不论是在使用工况中或是在升降工况中，任何时候每一框架处均与建筑结构有不少于三个附着点，其中任何一点的附着失效，该架体不会坠落或倾翻；可以适用建筑外形变化小或外形简单的建筑物。
2.2.2、导轨式的特点及适用范围
导轨式附着脚手架采用独特的导轮导轨设计，保证架体在升降中有足够的防倾覆能力，运行平稳可靠；导轨与建筑结构之间四层连接，具有可靠的承载力；架体具有水平承力桁架和竖向柱框架，保证了足够的整体性；防坠系统采用楔形自锁原理，无论任何原因产生动力失效，均能迅速将架体锁定在导轨上；可以适用建筑外形变化或外形复杂的建筑物。
2.2.3、吊轨式的特点及适用范围
吊轨式附着脚手架采用中心提升，升降稳定性、安全性得到改善；提升动力设备安装在平台走道下面，与附着式脚手架平台同步升降，不再需要周转，不但
减少了因搬运对提升机产生的损坏，而且消除了因搬运重件产生的安全隐患。每
个提升点位上安装有二个以上可调式限位支顶器，架体施工荷载通过可调式限位支顶器传递到楼层上，多楼层分担承力，避免了单层集中承载对建筑结构的破坏；防坠装置与提升系统分离设置，相互独立，独自承受架体荷载并直接传递给建筑结构；在一个系统功能失效其它系统功能仍正常发挥作用，保证附着式脚手架的安全性能；可以适用建筑外形变化或外形复杂的建筑物。
3、附着式脚手架选型设计基本要求
在附着式爬升脚手架选型设计中，其安全性和适用性是产品的最基本的要求。附着式脚手架的安全性主要包括：附着式脚手架附着可靠性，在施工状态下对额定施工荷载及风载影响下的安全度；在升降状态下附着式脚手架运行的同步性、稳定性；在不安全因素发生时（如动力失效等），对运行中附着式脚手架的可监测和防倾防坠保障。附着式脚手架的适用性主要包括：产品对不同施工工艺使用要求的适应性，对不同建筑结构安装环境的适应性，主要构件的通用性和互换性等。
3.1、附着可靠性要求
对附着点强度的要求：在施工状态时，能够承受支架自重施工荷载，风荷载及一定的冲击荷载（物料平台装卸，水平冲击）的使用要求。在升降状态时，承受支架坠落时防坠自锁的冲击荷载；在附着失效时，相邻点可分担该点所有支架荷载，而不至于发生连锁反应。
3.2、升降运行的水平约束和垂直约束要求
在升降状态时，支架相对于建筑结构上下运动，其他卸荷措施已解除，如何保持支架在运动中的水平约束（防倾）、垂直约束（防坠），则是所有附着式脚手架需要解决的关键问题之一。
支架运动的水平约束（防倾装置）的作用是保证支架在荷载不平衡及水平荷载（风荷载、水平冲击荷载）作用下，不会发生倾斜倾覆事故。支架运动的垂直约束（防坠装置）的作用是保证在动力失效时，爬升机械可以自动发现并即时即地将支架自锁，防止支架坠落。
3.3、升降运动同步性控制要求
附着式脚手架在多点同时升降时，保证升降的同步性对升降安全具有重要作用。支架在升降运动中，对某一提升点来说，其荷载分为该点支架静荷载和由于支架升降不同步造成相邻点支架荷载重新分布的动荷载。
4、附着式脚手架对比分析
本工程在施工初期附着式脚手架选型设计上未能引起重视，造成后期外墙脚手架在使用过程中出现严重变形以至于无法继续使用，对项目的安全、进度、经济上造成一定的影响，所以对附着式脚手架在使用前选型设计上认真研究分析是必要的，以保证正确的选择、合理使用及相应的经济效益。
附着式脚手架主要从以下几个方面进行对比分析：
4.1、附着可靠性
导轨式附着式脚手架附着点多，层层附着，架体提升工况下有四个附着点，使用工况也不少于四个附着点（考虑附墙装置周转瞬间）。而一般导座式附着式脚手架只有三个附着点，附墙装置周转瞬间只有两个附着点，相对导轨式安全度差。
4.2、运行中的同步性、稳定性
导轨式附着式脚手架控制方案设计时，考虑到同步性误差与支架刚度对提升荷载变化的影响，同步性误差控制在 1.5%以内，支架刚度设计上保持一定弹性，同时在防坠装置设计时，敏感装置对提升点力的变化进行监测，一旦发现同步性超过规定值，安全装置即自动作用，将支架锁住，防止事故发生。
4.3、防坠、抗倾覆能力
导轨式附着式脚手架通过固定在架体上的导轮组来实现架体的防倾覆，可以保证架体悬臂高度满足规范不大于6m的要求，而且始终不变。而一般导座式附着式脚手架通过附墙导向座来实现架体防倾覆，在架体刚提升到位的一段时间，架体上部悬臂高度达到2.5倍层高，远远超出规范所规定的6m，需要通过在结构设置拉结来满足规范要求。
吊轨式附着式脚手架采用中心提升，升降稳定性、安全性得到改善；防坠装置与提升系统分离设置，相互独立，独自承受架体荷载并直接传递给建筑结构。在一个系统功能失效其它系统功能仍正常发挥作用，保证附着式脚手架的安全性能。可调式限位支顶器除了支顶卸荷功能外，在上升过程中，也能起到防坠装置的作用。防坠装置极易检查发现故障，便于及时维修保养，确保防坠性能。
从附着式脚手架使用环境来看，由于不同步因素客观存在，各提升点上的荷载是在一定范围内变化的，在产品设计原理选择上，摩擦型自锁装置比冲击型自锁装置更适用于附着式脚手架，摩擦型自锁装置可以提供足够的制动力。通过摩
擦位移可以消耗支架坠落的动能，故自锁时平稳，不易损坏其他构件。而冲击型自锁装置，在能量消耗时，会对自锁装置的安装相关构件造成较大的破坏力，在超荷载情况下，还会破坏自锁机构，造成支架坠落事故。
4.4、对不同建筑适应性
导轨式附着式脚手架对结构承载能力要求比较低，更能够保证施工安全。导轨式附着式脚手架在提升工况下四层结构同时受力（尤其独特的提升方式决定），架体提升荷载通过四层结构传递。导座式附着式脚手架提升荷载一般通过一层结构进行传递（提升钢丝绳挂点或电动葫芦挂点处结构），对结构承载能力要求比较高，对一些施工速度较快的结构梁容易出现拉裂现象。
导轨式附着式脚手架附墙装置采用可调整的可调拉杆，离墙距离可适当调整，一方面，容易保证架体外观，另一方面，对预埋精度要求也比一般导座式附着式脚手架要求较低，在出现预埋偏差较大的情况下，架体通过可调拉杆处铰接点调整，可以减小架体内应力，有利于保证架体安全。而一般导座式附着式脚手架附墙座尺寸固定，离墙距离一般不可调整，一旦出现预埋偏差大的问题，有可能导致架体严重变形或局部架体组件损坏现象。所以导轨式附着式脚手架更有利于解决一些阳台、空调板等处附着难度大的问题，适用范围更广。
4.5、超高层防火性能及组架安全性
防火型附着式脚手架与传统附着式脚手架相比，由于走道板和外立面防护网均采用钢质材料模块化拼装，具有防火绝火的安全优势，彻底杜绝了高空架体发生火灾的隐患(见图9)。
防火型附着式脚手架具有在地面快速组拼成模块、实现模块化吊装拆除的优点，不但可以加快防护进度，而且避免了高空搭拆的安全危险。
防火型附着式脚手架的产品设计加工所用材料充分运用市场供应的标准材型号，所设计的系统部件具备采用工厂流水化生产的特点，加工速度快、加工质量和精度得到保障，减少因搭设脚手架所用材质不合格而造成的不安全因素。防护安全网采用镀锌编结网经龙骨焊接框架组合，具有耐腐蚀、绝燃、抗冲击特点。走道板、防护翻板采用防滑花纹钢板，具有高强度、绝燃、耐冲击经久耐用，尤其适用于超高楼层大型建筑的外墙施工防护。
5、结论
本文仅从附着式脚手架的安全性及适用性的角度对常用附着式脚手架进行
对比分析，并通过案例分析导座式附着脚手架存在的使用缺陷，导轨式附着脚手架在建筑物外形复杂条件下的使用优势，以及各自在附着支承、运行稳定性、防坠防倾覆以及超高层防火性上对比分析，得出结论如下：在建筑物外墙变化适应性方面，导轨式优于导座式；在提升抗倾覆能力方面，吊轨式优于导轨式及导座式；在防坠能力方面，吊轨式使用的摩擦型自锁装置优于导座式使用的冲击型自锁装置；在搭设脚手架材质及超高层防火性能及组架安全性方面，全钢架外脚手架优势不言而喻。
参考文献：
[1]中国建筑工业出版社编;建筑施工手册(缩印本)第四版[J];中国建筑工业出版社;2003.09
[2]中国住房和城乡建设部编;建筑施工工具式脚手架安全技术规范[J];中国建筑工业出版社;2010.03
[3]岳峰李国强;高层建筑施工附着整体升降钢管脚手架[J];同济大学出版社;2007.06
图6 苏州世茂广场8#超高层项目
图7 轨道导向座
图8 节点构造
图9 节点构造
图10 防坠器
图11 钢板翻板
图12 吊点构造