附着式爬升架调研报告.docx
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附着式爬升架调研报告
一．市场调研情况
1、市场上目前使用爬升架的类型
目前我国使用较多及正在开发和推广使用的几种新型脚手架有以下几种：
（1）传统钢管维护爬升架：
由架体结构、悬挂系统（附着支撑）、动力及控制系统（提升设备）、安全和控制系统（安全保护装置）等组成。
（如下图一所示）
架体：
架体主要由水平框架（见图二）、垂直框架（见图三）及普通脚手架构成。
图二：
水平框架示意图
图三：
垂直框架示意图
悬挂系统
悬挂系统主要由穿墙螺栓、附墙钢梁支座、可调拉杆等构成（如图四所示）。
图四：
挂架立面示意图
动力及控制系统
动力及控制系统主要由电动葫芦、电动控制系统构成。
安全保护装置
安全保护装置主要由安全防坠、防倾装置、防坠落等构成。
技术关键点如下：
1、荷载同步控制系统。
该系统自动采集各提升机位的荷载值，当某一机位的荷载超过设计值的±15%时，以声光形式自动报警，当超过±30%时，使该组升降设备自动停机，直至故障排除，切实保证安全。
2、三级联动主动型防坠体系。
每个子系统都是独立的防坠，该系统将安全防坠机构和荷载信号进行了巧妙的结合，避免了两种控制信号单独使用时的缺陷，极大提高了附着式升降脚手架的安全性。
3、遥控控制升降系统。
该系统杜绝了操作人员必须站在附着式升降脚手架上进行操作的不安全工作环境，操作简单，及时消除事故隐患，同时极大提高工人的工作效率。
相比传统外脚手架有如下优点：
1、结构简单可靠、各功能件刚度大、变形小，周转次数多；
2、智能化程度高，主动安全性能优异，升降过程采用半自动荷载控制，自动判别过载和失载，并可自动报警停机；
3、升降操作采用遥控控制，操作者可对单个或整体机位在第一时间关停升降，最大程度保证了升降安全性；
4、独有的主动安全预防系统与被动安全防护装置有机结合，每个机位有三个独立防坠落安全装置，实现三级联动防坠，多重防护，始终保证架体的安全性。
安全性
◆附着升降脚手架在建筑物外围底部一次性搭设拆除，且架体的升降主要是由操作人员在建筑物内部遥控实施的，因而克服了各种传统脚手架在高空反复搭设拆除的缺陷，彻底根除了操作人员高空作业的风险。
◆附着升降脚手架的防倾装置（导轮、导轨、导柱、顶墙轮）使架体受到水平约束力，从而确保了架体平稳升降而不至于发生晃动或倾覆。
◆附着升降脚手架的安全防坠装置确保了在吊挂装置失效时迅速将架体锁定主体结构上。
◆附着升降脚手架配备有先进的智能控制系统其中同步预警荷载控制器与智能型电控柜可确保架体同步升降，同时其电流控制系统还具有短路、断路、缺相及过载保护功能，同时以声光报警提示。
经济性
◆附着升降脚手架仅需搭设六步半（覆盖楼层四层半）即可随工程进度逐层升降，而各种传统脚手架需要满搭设或不断分段搭设（每段覆盖四层左右），即便是比较节省材料的分段搭设也至少需要两批材料反复周转，所以采用附着升降脚手架可节省材料达60%以上。
◆附着升降脚手架在建筑主体外围底部一次性搭设到位后即可独立自动升降而无需依赖塔吊，从而减轻了塔吊的工作压力，使塔吊使用周期缩短三分之一、节约成本平均在8万余元左右。
◆附着升降脚手架在主体结构上的生根点是为数不多的直径仅为Φ50mm左右的圆孔而不像传统脚手架留下大批预留洞需要随后修补。
◆附着升降脚手架一次性搭完毕后，在升降过程中只需少数人员进行操作，因而可节约50%的劳动力。
◆附着升降脚手架在工程进入装修阶段时不仅可以满足多步同时施工，还可以连续下降四层从而极大的加快了施工进度、缩短了施工周期、降低了整个工程总造价。
适用性
◆可满足现浇框架结构、剪力墙结构、塔（筒）形结构以及其他结构形式的高层建筑主体结构和外部装修施工操作需要。
◆可满足结构施工时上层支模浇砼、下层拆模、材料转运、安全防护、边墙砌砖、预应力张拉等多种施工操作需要。
◆可满足喷涂料、贴瓷砖及玻璃幕安装等各种装饰工程多层同步施工操作需要。
◆可满足层高变化、外形变化、圆弧、转角、阳台、挑板挑沿等复杂外形的施工操作需要。
便捷性
◆附着升降脚手架除需要在底部搭设拆除一次外，整个升降过程中只需监控即可，所以操作极其简单方便。
◆附着升降脚手架根据工程施工要求既可整体升降，也可分片升降。
美观性
◆附着升降脚手架因为只需搭设拆除一次，所以不需占用有限的施工空间，从而不仅为工程施工中其他工序的展开创造了良好的作业环境，还使得整个施工现场干净整洁、美观漂亮。
十余年来，附着升降脚手架服务过的工地大多都被授予了“文明工地”的称号，它既给企业带来了直接经济效益、也树立起了企业的文明形象、还加重了企业在竞争中获胜的筹码。
附着升降脚手架技术指标
■架提高度～m■架体廊道宽度m
■架体步高m■架体自重2～3T
■允许施工荷载3×2kN/㎡■额定提升荷载
■最大提升跨度6m■架体离墙距离～m
■电动功率500W■架体升降速度120mm/min
（2）半钢爬架：
由主框架、水平桁架、架体构架、安全防护、附墙装置、动力升降系统和智能控制系统连接成整体框架。
半刚爬架和全刚爬架的区别在于架体局部采用了部分钢管，这里着重介绍全钢爬架。
（3）全钢爬架：
由主框架、水平桁架、架体构架、安全防护、附墙装置、动力升降系统和智能控制系统等组装而成。
1）、主框架（如图二所示）
本架体主框架由立杆、导轨、Z字撑组装而成，各个零配件之间用M16螺栓连接成整体框架。
主框架为架体的唯一卸载中间结构，水平桁架将受到的荷载集中传递给主框架，主框架通过与附墙支座的相互作用将荷载传递与主体结构。
具体形式图如下：
图二：
主框架效果图
（1）立杆（如图三所示）
立杆销舌放大
图三：
架体立杆效果图
（2）导轨（如图四所示）
对接方式：
矩形管部分的对接与立杆的对接方式一样。
具体形式如下图所示：
对接位置放大
图四：
架体导轨效果图
（3）Z字撑（如图五所示）
Z字撑主要起到加固导轨与外立杆水平连接，与导轨立杆连接成竖向主框架。
图五：
Z字撑效果图
2）、水平桁架（如图六所示）
本架体水平支撑桁架由立杆、钢跳板、斜杆组装而成，位于架体底部，起到整个架体的支撑作用。
具体形式图如下：
图六：
水平桁架效果图
（1）钢跳板（如图七所示）
图七：
架体钢跳板效果图
（2）斜杆（如图八所示）
斜杆为水平支撑桁架的竖向斜杆，在架体一步架呈正八字连续布置。
图八：
架体斜杆效果图
3）、架体构架
待组装好水平桁架，水平桁架安装到位后，在水平桁架以上开始组装架体其他构架结构。
架体其他构架部分主要由立杆、钢跳板、三角撑、人字撑以及安装动力设备的上吊点、吊点转换件组成。
（1）三角撑（如图九所示）
三角撑布置于每道钢跳板下方的内外立杆位置，采主要起到加固架体构架的内外立杆，提高架体内外立杆的稳定性及强度。
图九：
三角撑效果图
（2）人字撑（如图十所示）
人字撑布置于一步架以上的架体部分，连接外排立杆与钢跳板，主要起到加固架体外部立杆与钢跳板之间的连接强度，加强外部立杆在纵向的稳定性以及架体的整体稳定性。
人字撑应连续且沿架体外立面全局布置。
图十：
人字撑效果图
（3）吊点及吊点转换件（如图十一所示）
本全钢爬架吊点及吊点转换件，上吊点布置于第三道钢跳板下方，与主框架及吊点立杆连接。
具体结构形式如下图:
（B型为带金属罩壳的）
上吊点吊点转换件A型吊点转换件B型
图十一：
架体上吊点及转换件效果图
4）、安全防护措施
本全钢爬架安全防护由外挂的钢网片、底部翻板组成。
（1）钢网片龙骨（如图十二所示）
钢网片主龙骨网片连接件
图十二：
架体钢网片效果图
（2）底部翻板
架体底部应封闭严密，对于底部需经常拆装的封闭板采用翻板封闭，架体提升时翻离主体结构，架体提升到位后翻向主体机构。
5）、附墙装置（如图十三所示）
附着式升降脚手架是通过附墙装置与主框架组成悬挂作业平台。
本架体附墙装置有两种，分为附墙支座与提升挂点支座两种。
附墙支座为架体的卸荷、防坠、防倾体系，提升挂点支座为架体升降时的承载构件。
具体形式图如下：
附墙支座提升挂点支座
图十三：
附墙装置效果图
6）、升降动力系统
架体提升与下降的动力来源于正挂电动葫芦，电动葫芦悬挂于架体上，免去了施工过程中反复倒运电动葫芦的工序。
架体底部为吊点转换件，提升挂点支座锚固于主体结构上，称重传感器设置于上吊点与电动葫芦之间，动力电源进总电控箱，集中控制。
7）、智能控制系统
在架体提升、下降时，沿着架体四周安装智能控制系统，进行实时监控。
主控制器采集重力信号，实施安全监控，同步均匀升降，各个相邻机位水平能有效的控制在规范允许范围内。
为有效解决异常情况，智能控制软件根据采集的具体数据，通过判断是否超荷载以及不同步。
如果机位荷载超过设定报警荷载，控制软件就会报警；如果超过停机荷载，就回直接停机。
等处理完后继续升降，能确保架体在整个操作过程中的安全。
图十五：
智能控制系统示意图
3、全钢爬架关键技术研究
结合建设部规范要求及现有成熟架体，附着式升降脚手架主要遵循了以下几条原则：
整体结构安全原则、便于安装原则、组件最少原则、便于运输原则、实时监测原则等。
1）、架体结构形式
传统爬架采用钢管扣件搭设的习惯，现所用的架体组装材料均为定型的矩形方管，各个构配件都集中生产；架体的连接材料不再是操作繁琐的扣件，统一采用螺栓连接。
2）、电动葫芦悬挂方式
本架体电动葫芦悬挂于架体中心，由以往的偏心吊点提升改为中心吊点提升，让架体受力更加平衡。
且电动葫芦悬挂于架体上可以更好的保护动力设备不受污染与损坏，不用繁琐的转运电动设备，可以节省劳动力。
3）、双导向轮附墙支座
本架体所采用的附墙支座端头的导向轮为双导向轮，一梁双轮的形式能更好的防止架体倾斜，且能让导轨运行更加平稳，还可防止附墙支座应摩擦力过大而翘头。
4）、防坠落、防倾覆
根据组件单元最少原则，设计时将防坠装置分别焊接在不同组件上，当架体组装成型后，又能实现防坠功能。
防坠落装置使保障脚手架升降安全的最重要装置，在脚手架升降过程中发生意外时，确保不发生坠落或倾覆等重大事故。
本防坠器由防坠横杆（焊接在导轨上）、防坠顶杆（焊接在附墙悬臂梁上）、柔性防坠绳、复位弹簧（一端连接顶杆一端挂于悬臂梁，始终为受拉状态）、位移弹簧（下吊点限位筒内的弹簧）五部分组成。
（1）架体提升时：
可让柔性绳与位移弹簧上的顶板处于断开状态，防坠顶杆一直紧靠在导轨上，确保架体只能向上提升。
（2）架体下降时：
将柔性绳与位移弹簧上的顶板相连接，位移弹簧被压缩到限位筒的这一部分位移，通过这一部分的位移配合柔性绳的作用可控制防坠顶杆离开导轨上的防坠齿，从而让架体自由升降。
（3）升降到位后：
释放柔性绳，使其处于断开状态，顶杆紧靠导轨，调节顶杆长度，待所有顶杆都顶住防坠齿片后将电动葫芦卸载。
（4）当升降过程中出现事故时：
在提升下降过程中一但电动葫芦失效，位移弹簧将迅速弹起，同时连动的防坠绳将同时处于松弛状态，一直处于拉伸状态的复位弹簧将迅速使顶杆紧靠在导轨上，顶住防坠横杆，从而防坠架体坠落。
防倾覆作用主要是利用导轨跟附墙悬臂梁的形状设计，让悬臂梁端头的导向轮嵌入导轨内，将导轨抱住，两道以上悬臂梁的共同作用防止架体倾覆。
5）、智能控制系统
智能控制系统由传感器、报警器以及智能控制柜构成。
智能控制系统对架体各个机位点的荷载进行实时监控。
通过采集到的荷载信息，实施安全监控，同步均衡升降，智能控制系统为有效解决异常情况，提供了具体数据。
本系统通过采集拉力传感器采集数据，能够实现架体在升降过程中的全程信息数据监测。
智能化的人机操作界面，本系统预先设定重力值、在上升及下降途中遇到拉力增大或减小时是否出现了超载或者失载以及不同步的情况，将判断结果显示在终端电脑，从而让操作人员一目了然的知道整个系统的运行情况。
当某个机位点荷载与初始设定值比较超载或者失载15%时，系统将报警，且提示故障机位点；当某个机位点荷载与初始设定值比较超载或者失载30%时，系统将自动停机；根据相邻机位荷载的差值变化比较，可以判别是否同步，当相邻机位点高差大于30mm时将自动停机，并显示故障机位点。
4、全钢附着式脚手架产品关键部位、整体大样图纸：
悬挂效果图
架体侧立面示意图
水平桁架构造图
防坠装置示意图
目前武汉建筑市场还是商品房建筑占主导地位，武汉市的房屋建筑大多是不超过100米的高层建筑，所采用的外脚手架还是以落地式钢管脚手架+悬挑式钢管脚手架为主，占市场份额70%左右；传统钢管维护爬升架、半钢爬架和全钢爬架各占10%左右。
2、爬升架与悬挑架使用比较
在高层建筑外架施工中，从使用双排架、挑架进而发展到挂架和爬升式脚手架（简称爬架）的各类外架施工机具中，爬升式脚手架因其装拆方便、运输方便、而且减轻了劳动强度、减少了高空作业的不安全因素、投入少、使用方便、操作简单、实用性强、既可以整体提升、也可以分片提升、能根据施工段要求灵活使用等特点，使其越来越受到施工单位的重视和普遍的采用，并被建设部列为十项重点推广技术之一。
高层建筑物采用附着式升降脚手架具有安全性好、施工管理难度小、施工进度快、文明形象好、技术先进、经济实惠等良好的效益。
具体表现见以下几个方面：
比较项目
附着式整体爬架
传统钢管脚手架
1
适用范围
适用于高层和超高层建筑；适用于结构比较方正，突出构件较少的建筑。
适用于高层和超高层建筑，使用范围较广。
2
技术比较
附着式升降脚手架一次安装完成，维护面积小，文明形象可保持良好。
悬挑钢管脚手架耗钢量大，耗费人工多，作业环境危险，技术落后；悬挑脚手架重复的高空搭拆，作业环境危险，悬挑梁、拉结点增加了危险源和管理难度，技术落后。
3
安全方面
爬架低空组装，高空使用，避免大量高空临空作业，使用专业设备，安全性能好；架体配有防坠落、防倾翻装置等多重保护。
组装完成后不需重复拆除及搭设，提升过程用工较少，且安全性较高。
悬挑钢管脚手架高空搭拆量大、用工多、坠人坠物隐患持续时间长、危险性大、重复高空搭拆作业，工作量大大增加；由于搭设需要时间比较长，具有持续性，有时候会涉及到垂直交叉作业，所以安全性较差。
4
进度方面
附着式升降脚手架不占用塔吊，升降速度快，爬升过程中对施工完全没有影响，有助于加快工期的总体进度。
而不占用施工时间（提升只需要中午休息时间2小时），有利于加快施工进度；
由于工人搭设悬挑式脚手架经验多，所以对工期把握比较准确。
但拆搭脚手架时，需要塔吊配合运输，对工程进度有一定影响。
5
管理方面
附着式升降脚手架一次组装完成，管理很有效果，省心、省力且有效；
悬挑钢管脚手架维护范围大，使用材料多，占用场地多，管理工作量大，管理难度最大；
6
经济效益
根据长沙中房瑞致小区55#楼项目全钢爬架综合单价分析：
建筑单价为元/㎡·天。
因外形复杂，费用较传统外架较高。
悬挑工字钢脚手架综合单价分析，建筑单价为元/㎡·天。
7
材料方面
只需要定量的外架、扣件等搭设材料，爬架的升降过程总损耗量小。
使用型钢、钢管、扣件、脚手板、安全网等搭设材料多且损耗量大。
8
人工方面
升降时操作环境良好，工人劳动强度小，人工消耗量小。
搭设、拆除时大量的人工搭设外脚手架、铺设脚手板和安全网，劳动强度大，且人工消耗量大。
9
文明施工
附着式升降脚手架一次安装完成，不占用施工场地，整个建筑外立面清爽干净。
维护方便，文明形象可保持良好；
悬挑钢管脚手架维护面积大，文明形象难以保持；悬挑脚手架始终重复搭拆，文明形象差；材料用料较大，对场地狭小的有不利影响。
10
检查与维修
检查与维护工程量较小，1个人24小时便可进行一次全面检查。
检查、维护工程量大，全面检查一次费工且周期长。
11
结构影响
架体及其承担的荷载传给与之相连的剪力墙结构，对这部分结构的强度有一定要求。
悬挑架工字钢固定要在顶板上预埋，对顶板结构产生不利影响，易产生裂缝，顶板配筋一般都是只有负弯矩筋。
对于剪力墙结构来说预留洞口较多，削弱墙体和柱子钢筋，对结构不利。
3、目前市场使用的通用模式
市场上的承包有两种模式：
完全的专业分包管理模和自采购+技术服务合作管理模式。
（1）完全的专业分包管理模式：
价款采用综合单价包干的形式，包干价款应包括：
1、附着式升降脚手架人工费、材料、机械费、政府部门检测费、第三方检测费、提升架专家论证费、现场与其他队伍的配合费、材料转运、成品保护、保证工期、质量及缺陷保修等的措施费用；2、施工期间材料、人工及机械设备费用的上涨的风险、管理人员和作业人员的保险、第三者责任险；3、合同价款包括的风险范围：
除不可抗力外的所有风险；4、管理成本费用。
这种模式普遍为施工单位采用。
（2）自采购+技术服务合作管理模式：
施工单位自采购设备，委托具有相应资质的单位提供技术和劳务服务（技术成熟后由我单位自行管理）。
自备材料周转场地、设备维护人员、特种专业人员教育和培训取证、获取相应的资质证书等。
这种模式多为外脚手架租赁单位采用比较多。
4、专业分包模式下爬升架的使用流程
附着式爬升式脚手架的基本安装流程主要有：
主框架整体组装→主框架安装调整→支撑框架组装→架体搭设→铺脚手架（钢板）、安全（钢）网封闭→安装提升装置→检查验收投入使用。
附着式爬升式脚手架专业分包合作流程：
5、爬升架与悬挑架的经济对比分析
此次针对长沙中房瑞致小区4号地块55#楼全刚爬架和悬挑钢管脚手架的经济进行对比，为了提高对比数据的可对比性，我们采用了不同两家单位对55#楼进行报价，现场按安全标准化要求进行搭设。
长沙中房瑞致小区4号地块55#楼工程概况
工程名称
中房瑞致小区4号地块55#楼
工程地点
湖南长沙
招标内容
附着式升降脚手架分包
建筑面积
55#楼总建筑面积25000m2，单层建筑面积
结构类型
框剪结构
层数、层高
30层，层高
机位数
施工现场架体据实结算。
合同周期
12个月（春节放假一个月不计费）
（1）以下是武汉华诚亚太系统技术有限公司报价价格表（以下报价含11%增值税）
爬架型号
栋号
楼层数
机位数（个）
暂定合同工期
架体单价（元/机位）
合计（万元）
传统架
55#
5-33
74
12
13000
半钢架
55#
5-33
74
12
16200
全钢架
55#
5-33
74
12
21000
（2）以下是武汉天蝎建筑装备有限公司报价格表
爬架型号
栋号
楼层数
机位数（个）
暂定合同工期
架体单价（元/机位）
合计（万元）
全钢架
55#
5-33
64
12
23500
架体单价：
武汉华诚亚太为21000元/机位，武汉天蝎为23500元/机位。
在机位数相同的情况下，武汉天蝎的单价要高。
以上2家报价没有考虑房地产住宅工程由于工期紧，外墙施工需提前插入，由此有可能在楼层底部还需增加一套爬架用来解决外墙施工的问题，成本还会增加。
（3）悬挑钢管脚手架的报价（中房瑞致小区4号地块55#楼）（按照标准化工地的要求进行外脚手架搭设，达到文明施工样板工地要求。
）
名称
数量
单价（元）
总费用（元）
钢架管
35000m
元/m.天
152100（年）
密目网
1400张
20元/张
28000
脚手板
50m3
1550元/m3
77500
大眼网
500张
30元/张
15000
钢丝绳（U型卡）
2300m
12元/m
27600
型钢
2000m
100*元/m
216000（年）
扣件
40000个
元/个.天
288000
钢筋
5000Kg
元/Kg
22750
人工费
27190㎡
15元/㎡
407850
合计
1234800
单价（元/㎡）
单价（元/㎡.天）
55#楼按市场劳务专业分包价计算，目前市场上悬挑钢管脚手架的单价为45-50元/m2，面积按建筑物的建筑竖向投影面积计算，以12个月计算。
55#楼：
25000m2×50元/m2=125万元
综合以上比较，传统的悬挑钢管脚手架在不超过30层的建筑物上，价格上有优势，这也就是武汉房屋建筑市场大多采用传统的悬挑钢管脚手架的原因所在。
但随建筑物楼层增加，爬架在价格上就会呈现优势，且附着式全钢爬架在安全性、施工管理、施工进度、文明形象、技术进步、经济成本等几个方面比悬挑脚手架有很大的优势。
另外建筑物外形规则，单榀升降架之间距离较外形不规则时较大，机位用量较少，工程的价格相对就要低些。
如下图所示：
外形规则的建筑物图一
外形不规则的建筑物图二
武汉华诚亚太系统技术有限公司在瑞致小区55#楼布置74榀机位，单价21000/机位，总报价万；武汉天蝎建筑装备有限公司布置64榀机位，单价23500/机位，总报价万，差别就在平面布置的机位数量与单价。
机位间距一般可以达到米，而瑞致小区55#楼机位间距局部只有米，造成爬架机位总数偏多，爬架施工总价偏高。
机位数相同的情况下武汉华诚亚太系统技术有限公司报价相对有优势。
二．爬升架的使用建议
1、承包模式选择建议
综合市场调研情况，结合二航局建筑公司人力资源情况和管理现状，考虑到爬升架从方案、专家论证、过程管理的安全性、行业监管等方面的因素，建议采用完全的专业分包管理模式。
在武汉建筑市场寻找1-2家有资质、有实力、守信用、组织结构健全、人员配置完整的专业分包施工单位，作为我公司的长期战略合作伙伴。
工程部在对武汉华诚亚太系统技术有限公司和武汉天蝎建筑装备有限公司进行实地考察，通过对施工现场、技术实力、企业资质和社会信誉等封面比较，武汉华诚亚太系统技术有限公司在各方面均有优势。
2、使用选择建议
（1）公司承接的25层以上办公楼宇、写字楼、大型酒店等公共项目的高层和超高层工程，33层以上以及外立面造型方正的住宅工程，强制推行使用爬升架。
对有创优夺杯要求的，建议使用全钢式爬升架，对无创优夺杯要求的，建议采用半钢型爬升架。
同时公司安监部对公司的安全文明标准化手册中的“四口五临边”的防护重新增订标准；
（2）公司承接的30-33层的住宅工程，要根据建筑物的外形是否规则、工期情况、合同要求等情况进行经济比选，在爬升架、悬挑脚手架两大类中进行选择，不作硬性规定；
（3）25层以下的公共建筑、30层以下的住宅房屋工程建议采用悬挑脚手架或落地钢管脚手架。
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