王爱兰 荣文涛

（山东交通职业学院，山东 潍坊 261206）

在超高建筑施工作业中，很多工作不能单纯依靠机械设备完成，人力劳动仍然是非常重要的施工环节。为了保证工人施工作业安全，就需要设置相应的安全防护设施。从当前的超高建筑施工实际来看，应做好脚手架方面的防护。脚手架在超高建筑施工中非常常见，主要用于工人在施工中放置工具和必要的建筑材料，最常见的脚手架包括落地扣件式、型钢悬挑扣件式以及碗扣式的脚手架。在超高建筑施工中，常规的脚手架存在着密闭性不足、灵活性较差的情况，在这种情况下，各类整体式的脚手架开始出现，但是仍然存在着难以适应超高层施工实际的情况。在当前超高建筑施工作业复杂性持续上升的今天，传统脚手架已经不利于施工效率的提升，其带来的安全隐患也越来越被建筑行业所重视。因此，创新设计高层建筑脚手架迫在眉睫。在此背景下，在借助丰富的超高建筑施工经验基础上，设计了新型安全防护屏蔽脚手架，达到了整体化、灵活化和安全化的统一。

1 安全防护屏蔽脚手架

1.1 整体平台结构

在新型安全防护屏蔽脚手架平台的结构上，主要由各类横向、纵向零部件和连接部件组成，以达到承重和防护的作用。横向部件包括施工脚手板、施工脚手架以及横向直杆组成的桁架，纵向部件包括脚手架、梯段和纵向直杆组成的桁架。在连接部件上，其主要用途是连接两个独立单元的脚手架，使其能够灵活拼接为整体平台。这样的结构设计实际上是新型安全防护屏蔽脚手架的主要骨架形式[1]。

1.2 安全防护部件

在安全防护部件上，主要包括各类屏蔽网和屏蔽板，在高空作业中将工人与外界环境隔绝开来，形成独立的施工空间，保证工人的作业安全，并且有效地降低高空坠物、噪声扰民以及各类施工污染等，同样是新型安全防护屏蔽脚手架的重要构成[2]。

1.3 承重结构

在新型安全防护屏蔽脚手架的承重设计上，主要选择了承重拉结构造。这一构造的应用能够使新型脚手架的竖向荷载尽可能多地置于高层建筑上，这也是整个脚手架能够安全运行的重要构造。由于高层建筑的下层结构完工时间长，较为坚固，因而将拉结装置设置在尽量靠近下层的位置。从相对空间来看，承重装置也处在脚手架的下部。

1.4 防倾侧结构

防侧倾结构是传递脚手架和高层建筑之间的水平拉结力，防止脚手架因水平受力不均或在极端天气、受重不均的情况下出现倾倒。防侧倾装置的水平拉结点设在每一层施工的坚固位置，在选择点位的过程中要充分考虑后续施工环节，不能影响脚手架平台的竖向移动。

1.5 竖向运动系统

新型脚手架设置了灵活的竖向运动系统，其构成包括提升动力设备、电子控制开关以及吊机吊绳等相关部件。当脚手架作业范围内的施工完成后，能够通过动力设备进行竖向运动，到达新的施工范围。

1.6 防坠落结构

防坠落结构是对工人生命安全的基础保障。在脚手架平台出现意外负载时，防坠落结构能够通过导轨、棘轮、拨片以及挡板等的介入，提升脚手架的竖向荷载，对脚手架形成临时加固，防止脚手架出现坠落现象。安全防护屏蔽脚手架防护设计如图1所示。

图1 安全防护屏蔽脚手架防护设计

2 安全防护屏蔽脚手架受力分析

结合实际施工情况，脚手架每层活载为3kN/m2，向上运动条件下每层活载为0.5kN/m2。考虑施工安全问题，要保证6级大风下脚手架可以保持正常状态，因此选择7级风压进行测算。在安全防护构件中，主要使用钢丝网进行防护，板材开孔率达到68%，为求稳妥，挡风系统以0.8为基准。通过有限元模型分析，本脚手架在施工过程中的最大应力比为0.70，在向上移动的过程中最大应力比为0.68，在极端天气停工的状态下最大应力比为0.76。同时，脚手架整体平台在三种情况下的最大变形分别为10.9mm、10.6mm和9.1mm，最大变形位置发生在平台中部。在竖向承重和运动装置方面，整体平台能承受的竖向反力分别为57.9kN、46.0kN和39.5kN，水平拉结能承受的水平反力分别为17.8kN、17.2kN和22.2kN。从上述受力水平分析可以看到，完全能够达到高层建筑施工脚手架的要求。

新型安全防护屏蔽脚手架和高层建筑墙体之间依靠拉结钢梁保持相对位置不变，即承担横向拉结力。同时，拉结钢梁还要能够承受脚手架上下运动带来的竖向负重，因而其受力情况较为复杂，存在横向和竖向两种受力。对新型安全防护屏蔽脚手架进行荷载计算，其中，对拉结钢梁在两个方向的荷载取最大值做出测算。测算结果显示，脚手架支座在两个方向的受力最大值分别为25.8kN和86.3kN，拉结钢梁能够承受的应力不超过130MPa，能够承受的变形不超过1.043mm。从拉结钢梁的实际性能来看，新型安全防护屏蔽脚手架在设计上能够达到高层施工的安全可靠要求，能够适应各类工作环境，最大限度保证工人的安全。

3 安全防护屏蔽脚手架施工方法

新型安全防护屏蔽脚手架仅仅依靠设计和指标测算是不能满足工程需要的，在实际施工环节，还需要根据具体情况安排具体的施工方法，其中主要有脚手架的安装拆除以及各个施工环节中的具体施工措施。

3.1 脚手架的组装和拆除

在新型安全防护屏蔽脚手架组装方面，首先要进行脚手架和高层建筑之间的横向拉结，安装好拉结钢梁。同时，遵循先下后上的原则，先安装建筑位置坚固的下部，打好脚手架基础后再逐步向上组装相关单元。首先，根据施工的具体楼层固定好拉结钢梁，在确定稳固的基础上进行脚手架吊装。对每节脚手架单元进行安装后，要保证承重结构的正常运行，确定能够流畅做向上运动后，即保证脚手架能够承担既定的竖向荷载后，再根据施工需要吊装其他脚手架单元。特别要注意的是，在施工过程中，应随时检查拉结钢梁的工作情况，并使用好钢丝网，防止施工过程中出现坠落等意外事故。

在脚手架的拆除环节，实际上就是对组装施工的顺序颠倒，具体工作基本一致。但超高建筑在脚手架的拆除上与一般建筑相比危险性更高，因此也需要我们提高警惕。拆除过程需要考虑的因素较多，要遵循先安装的部件后拆除，最后安装的脚手架单元先行拆除，同时要先拆除上半部分，后拆除下半部分，保证拆除作业的科学有序。在脚手架的组装和拆除全过程中，脚手架内应当清空施工材料，不得有工人在脚手架内部作业。如遇极端天气，则应当推迟组装和拆除施工[3]。

3.2 脚手架施工措施

在脚手架安装完成后，先由技术人员进行验收，确定工作正常后，方可进行施工，保证屏蔽架位置无堆载。在极端天气下，不仅需要及时停工，还需要在拉结钢梁等脚手架连接处进行二次加固，并且对来不及撤出的所有施工用料和工具进行固定，防止出现高空坠物等意外事故[4]。

3.3 竖向运动施工措施

脚手架安装完成后，其施工范围是非常有限的，一般只能同时对3～4个楼层进行施工。当超出脚手架施工范围时，必须对脚手架进行向上移动，即作竖向运动。首先，应保证提升动力设备的正常运行，将提升工具与吊机按操作规范连接，并且保证荷载在每层拉结钢梁的可承受范围内。准备向上提升脚手架时，要保证防坠落装置的正常运行，之后松开需要提升层的拉结钢梁，按顺序进行提升运动。提升完成后，重新按步骤使用拉结钢梁，保证与楼层之间的连接[5]。

4 结语

在国际建筑行业领域中，一般超过100m高的建筑称之为超高建筑。自20世纪90年代超高建筑在我国风靡以来，我国已成为超高建筑存量大国。从正在建设的超高建筑数量来看，全球范围内超过八成的超高建筑正在我国境内修建。在我国超高建筑工程不断增加的今天，施工安全和施工质量成为建筑行业关注的重要话题。新型安全防护屏蔽脚手架的设计，目的就是为了解决超高空作业可能存在的危险，给予工人更加安全的环境进行施工作业，从而提升施工质量。基于上述考虑，要加快对超高建筑施工脚手架技术的创新，不断开发更加适应现今施工环境的新型脚手架。