常用非落地式脚手架的设置和使用.docx

常用非落地式脚手架的设置和使用.docx

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常用非落地式脚手架的设置和使用

常用非落地式脚手架的设置和使用

非落地式脚手架包括附着升降脚手架、挑脚手架、吊篮和挂脚手架，即采

用附着、挑、吊、挂方式设置的悬空脚手架。

它们由于避免了落地式脚手架用

材多、搭设量大的缺点，因而特别适合高层建筑施工使用，以及各种不便或不

必搭设落地式脚手架的情况。

其中前三种大量使用，在本节予以介绍。

5-4-1 附着升降脚手架的设置和使用

凡采用附着于工程结构、依靠自身提升设备实现升降的悬空脚手架，统称

为附着升降脚手架。

由于它具有沿工程结构爬升（降）的状态属性，因此，也

可称为“爬升脚手架”或简称“爬架”。

附着升降脚手架系在挑、吊、挂、脚手架的基础上增加升降功能所形成并

发展起来的是具有较高技术含量的高层建筑脚手架，它的依靠自身设施实现升

降的功能是挑、挂脚手架所没有的，而其架面的操作条件也大大优于单独使用

的各式吊篮，当建筑物的高度在 80m 以上时，其经济性则更为显著。

5-4-1-1 附着升降脚手架的类别和基本组成

1．附着升降脚手架的类别

（1）按附着支承方式划分

附着支承即将脚手架附着于工程边侧结构（墙体、框架）之侧并支承和传

递脚手架荷载的附着构造，共有图 5-108 所示 9 种，由于悬挑式和吊拉式无防

倾构造，现已停止使用，故按附着支承方式可划分成以下 7 种：

图 5-108 附着支承结构的 9 种形式示意

（a）悬挑式；（b）吊拉式；（c）套框式；（d）导轨式；（e）导座式；

（f）挑轨式；（g）套轨式；（h）吊套式；（i）吊轨式

1）套框（管）式附着升降脚手架。

即由交替附着于墙体结构的固定框架和

滑动框架（可沿固定框架滑动）构成的附着升降脚手架；

2）导轨式附着升降脚手架。

即架体沿附着于墙体结构的导轨升降的脚手架；

3）导座式附着升降脚手架。

即带导轨架体沿附着于墙体结构的导座升降的

脚手架；

4）挑轨式附着升降脚手架。

即架体悬吊于带防倾导轨的挑梁带（固定于工

程结构的）下并沿导轨升降的脚手架；

5）套轨式附着升降脚手架。

即架体与固定支座相连并沿套轨支座升降、固

定支座与套轨支座交替与工程结构附着的升降脚手架；

6）吊套式附着升降脚手架。

即采用吊拉式附着支承的、架体可沿套框升降

的附着升降脚手架；

7）吊轨式附着升降脚手架。

即采用设导轨的吊拉式附着支承、架体沿导轨

升降的脚手架。

图 5-109~111 分别示出了导轨式、导座式和套轨式附着升降脚手架的基本

构造情况。

图 5-109 导轨式附着升降脚手架

图 5-110 导座式附着升降脚手架

1-吊挂支座；2-提升设备；3-架体；4-导轨；5-导座；6-固定螺栓；7-滚轴；8-导轨立杆

图 5-111 套轨式附着升降脚手架

1-三角挂架；2-架体；3-滚动支座 A；4-导轨；5-防坠装置；

6-穿墙螺栓；7-滑动支座 B；8-固定支座；9-架底框架

（2）按升降方式划分

附着升降脚手架都是由固定、或悬挂、吊挂于附着支承上的各节（跨）3~7

层（步）架体所构成，按各节架体的升降方式可划分为：

1）单跨（片）升降的附着升降脚手架。

即每次单独升降一节（跨）架体的

附着升降脚手架；

2）整体升降的附着升降脚手架。

即每次升降 2 节（跨）以上架体、乃至四

周全部架体的附着升降脚手架；

3）互爬升降的附着升降脚手架。

即相邻架体互为支托并交替提升（或落下）

的附着升降脚手架。

互爬式爬升脚手架的升降原理见图 5-112 所示。

每一个单元脚手架单独提

升，当提升某一单元时，先将提升葫芦的吊钩挂在与被提升单元相邻的两架体

上，提升葫芦的挂钩则钩住被提升单元底部，解除被提升单元约束，操作人员

站在两相邻的架体上进行升降操作；当该升降单元升降到位后，将其与建筑物

固定好，再将葫芦挂在该单元横梁上，进行与之相邻的脚手架单位的升降操作。

相隔的单元脚手架可同时进行升降操作。

图 5-112 互爬式脚手架升降原理

（3）按提升设备划分

共有 4 种，即手动（葫芦）提升、电动（葫芦）提升、卷扬提升和滚压提

升，其提升设备分别使用手动葫芦、电动葫芦、小型卷扬机和液压升降设备。

手动葫芦只用于分段（1~2 跨架体）提升和互爬提升；电动葫芦可用于分段和

整体提升；卷扬提升方式用的较少，而滚压提升方式则仍处在技术不断地发展

之中。

目前国内已使用的滚压提升方式的附着升降脚手架有 3 种：

1）采用穿心式带载升降液压千斤顶，沿 φ48×6 爬杆爬升，爬杆也是架体

的导杆的防倾装置，其附着支承构造为吊拉式（图 5-113）；

图 5-113 千斤顶型液压提升装置

2）滚压升降装置依据塔吊液压顶升系统的原理进行设计，液压缸活塞杆与

设于架体上的导轨以锁销相连，采用单跨提升方式，1 套滚压提升装置（泵站、

高压软管和 2 个滚压缸）在完成一跨提升后，转移到另一跨进行提升后（图 5-

114）；

图 5-114 临设型液压提升装置

3）升降机构由带有升降踏步块和导向板的导轨与附着其上的上下爬升箱和

滚压油缸等组成。

爬升箱内设有能自动导向的凸轮摆块和联动式导向轮，其上

端的连接轴则与爬架的主承力架连接。

启动油泵后，通过油缸的伸缩，上下爬升箱内的凸轮摆块和导向轮就自动

沿着 H 型导轨的导向板和踏步块实现升降，并自动导向、自动复位和自动锁定。

这种液压升降装置用于图 5-115 所示的导轨式带模板附着升降脚手架中。

图 5-115 带模液压升降脚手架

注：

图中为应力试验测点编号

此外，还可按其用途划分的带模板和不带模板的附着升降脚手架。

2．附着升降脚手架的基本组成部分

附着升降脚手架由架体、附着支承、提升机构和设备、安全装置和控制系

统等 4 个基本部分构成。

（1）架体

附着升降脚手架的架体由竖向主框架、水平梁架和架体板构成（图 5-116）。

其中，竖向主框架既是构成架体的边框架，也是与附着支承构造连接，并将架

体荷载传给工程结构承受的架体主承传载构造。

带导轨架体的导轨一般都设计

为竖向主框架的内侧立杆。

竖向主框架的形式可为单片框架（框架构造形式如

图 5-108 所示，其中一些特殊形式为考虑人员通行要求而调整）或为由两个片

式框架（分别为相邻跨的边框架）组成的格构柱式框架，后者多用于采用挑梁

悬吊架体的附着升降脚手架中。

水平梁架一般设于底部，承受架体板传下来的

架体荷载并将其传给竖向主框架，水平梁架的设置也是加强架体的整体性和刚

度的重要措施，因而要求采用定型焊接或组装的型钢结构。

除竖向主框架和水

平梁架的其余架体部分称为“架体板”，用此名称，是因为在承受风侧等水平荷

载（侧力）作用时，它相当于两端支承于竖向主框架之上的一块板，同时也避

免与整个架体相混淆。

图 5-116 附着升降脚手架的架体构成

对架体进行设计时，按竖向荷载传给水平梁架，再传给竖向主框架和水平

荷载直接由架体板、水平梁架传给竖向主框架进行验算，这是偏于安全的算法。

实际上，部分架体板的竖向荷载可以直接传给竖向主框架，而水平梁架的竖杆

如亦为架体板的立杆时，（例如水平梁架亦采用脚手架杆件搭设且其立杆共用时）

，将会提高其承载能力（上海八建的试验表明，可提高 30%左右）。

因此，当水

平梁架采用焊接朽架片组装时，其竖杆宜采用 φ48×3.5 钢管并伸出其上弦杆，

相邻竖杆的伸出长度应相差不小于 500mm，以便向上接架体板的立杆，使水平

梁架和架体板形成整体。

架体板应设置剪力撑，当有悬挑段时，应设置如图 5-116 所示的成对斜杆

并加强连接构造，以确保悬挑段的传载和安全工作要求。

（2）附着支承

附着支承的形式虽有图 5-108 所示的 9 种，但其基本构造却只有挑梁、拉

杆、导轨、导座（或支座、锚固件）和套框（管）等 5 种，并视需要组合使用。

为了确保架体在升降时处于稳定状态，避免晃动和抵抗倾覆作用，要求达到以

下两项要求：

1）架体在任何状态（使用、上升或下降）下，与工程结构之间必须有不少

于 2 处的附着支承点；

2）必须设置防倾装置。

也即在采用非导轨或非导座附着方式（其导轨或导

座既起支承和导向作用、也起防倾作用）时，必须另外附设防倾导杆。

而挑梁

式和吊拉式附着支承构造，在加设防倾导轨后，就变成了挑轨式和吊轨式。

即使在附着支承构造完全满足以上两项要求的情况下，架体在提升阶段多

会出现上部自由高度过大的问题，解决的途径有以下两个：

1）采用刚度大的防

倾导轨，使其增加支承点以上的设置高度（即悬臂高度），以减少架体在接近每

次提升最大高度时的自由高度；2）在外墙模板顶部外侧设置支、拉座构造，利

用模板及其支撑体系建立上部附着支承点，这需要进行严格的设计和验算，包

括增加或加强模板体系的撑拉杆件。

（3）提升机构和设备

附着升降脚手架的提升机构取决于提升设备，共有吊升、顶升和爬升等 3

种：

1）吊升。

在挑梁架（或导轨、导座、套管架等）挂置电动葫芦或手动葫芦，

以链条或拉杆吊着（竖向或斜向）架体，实际沿导轨滑动的吊升。

提升设备为

小型卷扬机时，则采用钢丝绳、经导向滑轮实现对架体的吊升；

2）顶升。

即图 5-114 所示的方式，通过液压缸活塞杆的伸长，使导轨上升

并带动架体上升；

3）爬升。

即图 5-115 所示的方式，其上下爬升箱带着架体沿导轨自动向上

爬升。

提升机构和设备应确保处于完好状况、工作可靠、动作稳定。

（4）安全装置和控制系统

附着升降脚手架的安全装置包括防坠和防倾装置，防倾采用防倾导轨及其

他适合的控制架体水平位移的构造。

防坠装置则为防止架体坠落的装置。

即一

旦因断链（绳）等造成架体坠落时，能立即动作、及时将架体制停在防坠杆等

支持构造上。

防坠装置的制动有棘轮棘爪、楔块斜面自锁、摩擦轮斜面自锁、

楔块套管、偏心凸轮、摆针等多种类型（图 5-117），一般都能达到制停的要求，

已有几种防坠产品面市，如广西圣安建筑外架技术开发部研制出的限载联动防

坠装置，采用凸轮构造防坠器（图 5-118），广西一建公司产品“FZ25 型爬架防

坠器”，采用楔块套管构造（图 5-119）。

图 5-117 防坠装置的制动类型示意

图 5-118 采用凸轮构造的防坠器

图 5-119 采用楔块套管构造的防坠器

附着升降脚手架采用整体提升方式时，其控制系统应确保实现同步提升和

限载保安全的要求。

由于同步和限载要求之间有密切的内在联系，不同步时则

荷载的差别亦大，因此，也常用限载来实现同步升降的要求。

对升降同步性的

控制应实现自动显示、自动调整和遇故障自停的要求。

这些年来在这方面已取

得了重要的技术进展，如：

①比尔特整体提升脚手架电动爬架（一种吊轨式附着升降脚手架）在每个

提升机上设有保护装置，当出现障碍、超载和卡链等情况时，能将信息及时反

馈到操作盒上，自动报警、显示故障位置并同时切断电源，使整架停止升降；

②江苏江都建筑专用设备厂生产的液压控制台设有各机位运行状态显示系

统，可供操作人员监控各千斤顶运行情况、及时排除故障，并依据大荷载需要

高压力的原理，自动调节千斤顶的升速；

③桂林圣安的“限载联动防坠器”，由限载联控、锁紧装置等组成。

它根据

弹簧钢的弹性变形与荷载的线性关系，调定限位开关的控制距离，将提升力的

变化转为限位开关的信号变化后，反馈到集群控制线路中，达到及时进行报警、

显示和自动控制的要求；

④江苏省建筑科学研究院研制出的“预警安全保护系统”，由串联于电动葫

芦机位上的机械式载荷传感器、中继站和自动检测显示仪组成，每 4 只传感器

并联为一组并联至中继站，各中继站用 1 根电源线和信号线合一的电缆线串联

至自动显示仪（图 5-120），将各机位的荷载限定在 10~40kN 的范围内。

当机位

荷载超出上述范围时，传感器立即向中央自动检测显示仪发出报警信号并指示

异常机位及其情况类型、切断总电源并发出声、光报警信号；

图 5-120 预警安全保护系统

⑤上海八建在其“DMCL 整体电动升降脚手架”中采用如图 5-121 所示的

控制系统，它由荷载增量控制系统与防坠安全制动器组成，通过荷载监控系统

抓住吊点荷载的变化（超载和失载），及时报警、自动切断电源，并使防坠装置

动作、锁住架体。

防坠安全制动器采用了电磁铁吸合形式与机械形式兼容，既

可分别，也可同时控制。

当吊点荷载超过设定值时，控制器发出指令、使电磁

铁吸合，作防坠前的准备。

机械式的作用为在发生断链时快速制动。

而制动器

则是采用凸轮与 φ25 制动刹杆的接触时，其压力角小于其摩擦角的原理设计的，

凸轮的另一面（非摩擦面）则与电磁铁连接；

图 5-121 控制系统工作框图示意

⑥北京市建筑工程研究院在其研制的液压带模附着升降脚手架中，按图 5-

122 的框图进行控制。

在架体分组爬升时，采用便携式油缸和泵站，油缸压力

按设计预先调定并设有相应的液压锁，手动控制；当整体爬升时，在油缸内加

设位移传感器，使用由可编程控制器组成的自动控制系统。

该系统由位移传感

器测出油缸的顶升距离、传入信号处理器整理传送到编程控制器中进行位移差

处理（记录各油缸顶升位移值、随时进行位移值的比较、并判断其位移差值是

否超过设定的允许差值），将超过允许位移差的油缸停止运行，并在降下来后又

重新启动，以确保达到同步提升要求。

此外，可编程控制器的程序中还设有保

护措施，一旦因某一油缸停止工作或爬架卡住时，即自动停止顶升。

图 5-122 控制系统框图

5-4-1-2 附着升降脚手架的安全规定和注意事项

1．附着升降脚手架设计安全的规定和注意事项

《建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定》1（以下简称《暂行规定》）对

附着升降脚手架设计要求的主要规定列入表 5-14 中，对实现设计安全要求的注

意事项如下：

（1）确保达到安全设计中的关键要求

关键要求有以下六个方面：

1）各设计项目使用相应的设计方法并确保达到规定的安全保证度（可靠指

标或安全系数）要求；

1 建设部 1996 年颁发，目前仍在执行。

序次

项目

主要规定

1

执行标准

本《暂行规定》、《编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规

定》（修订稿）以及《建筑结构荷载规范》（GBJ 9）、《钢结构设

计规范》（GBJ 17）、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ 18）和

《混凝土结构设计规范》等相关标准（注：

应执行相应的新标准）

2

设计计算方法

1）架体结构和附着支承结构采用“概率极限状态法”设计；

2）动力设备、吊具、索具按“容许应力法”设计

3

计算简图和验算

要求

按使用、升降和坠落三种状态确定计算简图，按最不利受力情

况进行计（验）算，必要时通过实架试验确定其设计承载能力

4

恒载标准值 Gk

包括架体和架上其他设备、装置的自重

5

活载标准值 Qk

架上施工人员、材料、机具自重，可按设计的控制值采用，但

其取值不得小于以下规定：

1）结构施工按二层同时作业；装修施工按三层同时作业；

2                                                                 2

2）使用工况结构作业按 3kN/m 计，装修作业按 2kN/m 计；

2

3）升降和坠落工况均按 0.5kN/m 计

6

荷载计算系数

见下表

7

容许应力法中安

全系数和容许荷

载的取值

1）吊具、索具取 K≥6.0,其他按相关标准的规定；

2）按相关标准规定。

无规定时，可取其额定荷载

8

受压杆件的长细

比 λ 和受弯杆

件的容许挠度

1）λ≯150；

2）容许挠度；水平杆 L/150；水平支撑结构 L/200；其他受弯

构件 L/300

9

支承（机位）的

平面布置

控制跨度和悬挑长度，避免超过其设计（或试验）承载能力

10

架体尺寸

1）高度≤5 倍楼层高；

2）宽度≤1.2m；

3）支承跨度≤8m（直线架体）或 5.4m（曲线、折线）架体；

2

4）架体的全高×跨度≤110m ；

5）采用整体提升的架体的水平悬挑长度≤1/2 跨度     且≯3m；

采用单跨（片）提升的架体的水平悬挑长度≤1/4 跨度

11

设计应达到安全

可靠（有效）的

项目

1）架体结构；

2）附着支承结构；

3）防倾、防坠装置；

4）监控荷载和确保同步升降的控制系统；

5）动力设备；

6）安全防护设施

12

架体结构和构造

设计

1）竖向主框架应为定型加强的、并采用焊接或螺栓连接结构，

不得使用脚手架杆件组装；

《暂行规定》对附着升降脚手架设计要求的主要规定  表 5-94

2）正确确定各种架型在不同工况下承传载受力情况的分析模式；

3）按规定使用在不同部件、工况下的计算系数；

2）竖向主框架与附着支承的导向构造之间不得采用扣接等脚手

架连接方式；

3）水平梁架应采用焊接或螺栓连接的析架梁式结构，局部可采

用脚手架杆件连接，但其长度不得大于 2m；

4）架体外立面沿全高设置剪刀撑，其跨度不得大于 6.0m；

5）悬挑端应以竖向主框架为中心设对称的斜拉杆（图 5-116）；

6）分段提升的架体必须为直线形架体

13

架体应采取加强

构造措施的部位

1）与附着支承结构的连接处；

2）升降机构设置处；

3）防倾、防坠装置的设置处；

4）吊拉点处；

5）架体平面的转角处；

6）因碰塔吊、电梯等设施而需要断开或开洞处；

7）其他需要加强的部位

14

物料平台布置

1）必须将其荷载独立地传递给工程结构；

2）平台所在跨的架段应单独升降；

3）在使用工况下，确保平台荷载不传递给架体

15

附着支承的设置

和构造要求

1）在升降和使用工况下，确保设于每一竖向主框架并可单独承

受该跨全部设计荷载和倾覆作用的附着支承构造均不得少于 2 套；

2）穿墙螺栓应采用双螺母固定，螺母外螺杆长度不得少于 3

垫板尺寸应由设计确定、且不得小于 50×80×8（mm），采用单

根螺栓锚固时，应有防扭转措施；

3）附着构造应具有适应误工误差的调整功能，避免出现过大的

安装应力和变形；

4）位于建筑物凸出或凹进处的附着支承构造应单独设计；

5）对连接处工程结构混凝土强度的要求，应按计算确定、且不

得小于 C10

16

防倾装置设置

1）在升降和使用工况下，位于同一竖平面的防倾装置支承点均

不得少于 2 处，其最上与最下支承点之间的间距不得小于架体全

高 1/3；

2）防倾装置与主框架、附着支承之间的连接不得采用扣件或碗

扣方式；3）防倾装置的导向间隙应不小于 5mm

17

防坠装置设置

1）设在竖向主框架部位、且每榀主框架必须设置 1 个；

2）必须灵敏、可靠，其制动距离应不大于 80mm（整体提升）

或 150mm（分段提升）；

3）必须与提升设备分别设置在两套附着支承结构上，并能独立

承担全部荷载

18

动力设备

1）应满足升降工作的性能要求；

2）手拉葫芦只能用于单跨升降（即升降点不超过 2 个）

19

控制系统

1）确保达到同步和荷载的控制要求；

2）具有超载报警、停机和负载报警的功能

20

安全保护措施

2

1）架体外侧必须用≥800 目/100cm 的密目安全网围挡，并可

扣；

设计方法

计入的计算系数

设计项目                                                                     升降

使用工况                                                       工况

坠落

概率极限

状态设计

法

构架（架体板）

γG、γQ、ψ、γ'm                                -

架体结构       竖向主框架

水平梁架

附着支承结构                γ1×（γG、γQ、ψ）          γ2×（γG、γQ、ψ）

防倾、防         工程结构

坠装置            机械设备

-

动力设备                                                                             γ2

吊县、索具                                γ1

容许应力

设计法

靠固定；

2）底层脚手板铺设严密，并用密目网兜底；

3）设置防止物料坠落、在升降时可折起的底层翻板构造；

4）每一作业层的外侧必预设备各高 1.2m 和 0.6m 的两道栏杆和

档脚板（高 180mm）

21

加工制作

1）必须具有完整的设计图纸、工艺文件、产品标准和产品质量

检验规则；

2）制作单位有完善的质量管理体系，确保产品质量；

3）对材料、辅料的材质、性能进行验证、检验；

4）构配件按工艺要求和检验标准进行检验。

附着支承构造、防

倾防坠装置等重要加工件必须 100%进行检验，并有可追溯性标

志

荷载计算系数

注：

1）γG、γQ、ψ、γ'm 执行《统一规定》；

2）γ1、γ2 为荷载变化系数，取 γ1＝1.3，γ2＝2.0

4）按规定细致确定设置、构造和连接的设计要求；

5）全面确定对安全保险（防倾、防坠）装置和保护设施的设置与设计要求；

6）确定对实架试验和其他试验、检测、检查及其监控管理的要求。

（2）确保达到设计的安全保证度要求

脚手架结构设计执行《统一规定》的规定，非脚手架杆件组装的工程结构

部分执行普钢或薄钢设计规范的规定，并取结构重要性系数 γ0＝0.9。

采用容

许应力法设计的动力和机械设计项目，手拉环链葫芦的 K≥4.0（国内电动葫芦

产品，因多系在手拉葫芦基础上设计制作的，故亦应考虑相同的安全系数），其

他无相应标准的动力设备可取 K≥3.0 机械部件取 K≥2.0。

（3）正确确定计算简图

虽附着升降脚手架的设置要求确保其在任何工况下都必须有两处（套）附

着支承构造，但在设计时，必须按每套均可独立承受全部荷载作用进行设计，

并建立相应的计算简图。

8 种附着支承方式的承传载情况可分为 4 组，示于图

5-123 中，可供读者确定计算简图时参考。

图 5-123 附着支承与架体间的承传载简况

（4）控制升降同步、限制超载和确保坠落时制停的设计要求

在严格控制架上施工荷载均匀分布且不超过设计规定值的情况下，升起机

位出现超载的原因主要来自以下两个方面：

1）升降阻碍和提升设备故障（如电

动葫芦翻链、卡链等）；2）因荷载分布不均或架子倾斜造成的机位荷载的增加。

前者会造成荷载的异常变化（急剧增高），若不立即停机时，会引起断链和架体

坠落。

一旦发生坠落时，这部分超载亦随即消失；后者一般不会超过设计（平

均）荷载 P 的 30%，即 0.3P，这部分超载会增加其坠落时的冲击力，需要在防

坠装置等的设计中认真考虑。

当取 A 机位荷载为 1.3P，与其相邻的 B 左和 B 右

机位的荷载为 0.85P，其他机位的荷载为 P，并取发生坠落到制停住架体所产生

的冲击系数为 1.5~1.8 时，可分别绘出 A 机位、B 机位和 C 机位发生坠落时各

机位荷载的变化情况（示于图 5-124）