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编者按:在5月27日中国基础设施材料租赁承包协会举办的“引领行业高质量发展”线上技术交流系列活动第五场——防护平台(爬架)行业发展形势暨建筑质量安全大讲堂中,建设部监理司安全处原处长、防护平台(爬架)系列标准主编、建筑工程行业资深安全专家、中国基础设施材料租赁承包协会质量安全标准化分会首席顾问秦春芳,为大家带来了《建筑用附着式起重作业安全防护平台》(JG/T546-2019)标准的解读。秦先生的精彩分享,得到了行业内企业家们的广泛好评,掀起了网课热潮。中国建筑租赁协会秘书长我们将秦先生的分享内容整理出来,分享给行业同仁,共同学习,共同进步。
中国基础设施物资租赁承包协会
质量安全与标准化分会首席顾问秦春芳
标准解读
《建筑施工附着式升降安全防护平台》
(JG/T546-2019)
今天我们来聊聊附着升降脚手架(爬架)的产品标准《建筑施工附着升降作业安全防护平台》JG/T546-2019。
首先我们来回顾一下附着升降脚手架的发展历史。20世纪90年代初,高层、超高层建筑大量涌现,传统脚手架已不能满足施工的需要,附着升降脚手架(爬架)应运而生。曾绍强先生把研制成功并在工程项目中试验过的曾氏脚手架制成模型,在全国安全生产产品展览会上展出,在建筑施工中得到推广,赢得了广大建筑施工工作者的普遍认为,这是脚手架工程的一次重大科技进步。在建设系统有关部门的重视和支持下,在不同时期用相应的标准对其进行总结和指导,推动了附着脚手架的进步和发展。附着升降脚手架在建筑市场历经近28年的风雨,终于形成了现在的标准化产品。
为此广州市双孖钢结构有限公司,2019年3月27日,住房和城乡建设部发布第69号公告,正式批准《建筑用附着式提升作业安全防护平台》为建筑行业产品标准(以下简称《防护平台标准》),其编号为JG/T546-2019,自2019年12月1日起实施。
《防护平台标准》的发布实施,标志着附着升降脚手架(爬架)已实现定型化、装配化、标准化、工具化,因此更名为“防护平台”,宣告附着升降脚手架由工具型转变为脚手架型,正式升格为“建筑行业产品”,纳入建筑行业制造系列。它将在建筑市场长期存在并被广泛应用。这是我国改革开放后,建筑安全设施创新发展的一大进步,目前已在全国范围内广泛应用。而且应该推广到国外工程,应该是中国制造的骄傲。
该标准于2014年制定,历经近五年,对全国30个城市300多个施工工地使用的附着升降脚手架进行了调研,对各种架型进行了计算、试验,来自不同专业、企业部门85个单位108人参加了起草、编制、修订工作,将架型结构清晰、承载力强、稳定性好、配套设施齐全有效的产品纳入标准,共计3大类型15种型号。
1.普通防护平台。(FPT-A系列)
它是建筑市场上最早出现的防护平台,一共有5种型号,这些防护平台的特点是:
①垂直主框架、水平支撑结构、平台框架均采用直径48×3.6圆管;
②脚手架板采用型钢、木材或竹子制作;
③外层防护网为密目安全立网,近来有的已改用钢丝网防护网;
④水平支撑结构,基本为1.8m高的空间结构。
⑤平台架:基本采用扣件式钢管脚手架组成,其构造还应符合钢管脚手架的有关规定。
2.半组装型(FPT-B系列)有两种型号。
在普通型的基础上,将密目安全立网改为框架式钢丝网防护网。
3、组装式(FPT-C系列)又叫全钢架,共有8个型号。
其特点:(现场组装、可折叠、铝合金、适合装配式结构建筑)
①垂直主框架、水平支撑结构、平台框架均由圆钢改为方钢;
②脚手架板也由原来的木质、竹质改为钢质脚手架。
③外防护网改为框架式钢板网。
防护平台设计的初衷是将双排落地扣件钢管脚手架抬到空中,附着在建筑物上,并随着建筑物形象进展的变化而上升、下降,下降时做装饰。
扣件式钢管脚手架各节点采用扣件连接,扣件为半刚性连接,架体起升时不可能保持完整的整体。
此段车架只能放置在地面或能够承受其负载的平坦平台上。
所以要把框架吊到空中,需要一个托架,也就是支撑框架这一部分的平台,这个托架在JGJ59-99《建筑安全检验标准》中有规定:两个相邻的7米垂直主框架和底部的水平支撑结构合在一起,看上去就像一个筐子。
垂直主架为吊篮两侧,水平支撑结构为吊篮底部,中间为扣件式钢管脚手架,又称平台架。
这个篮子里有:
① 平台结构的全部载荷,包括平台结构自重和所有建造载荷;
② 负责将平台上的所有荷载转移至附属建筑物上;
③ 负责随着建筑物形象进度的变化,拉动防护平台升降,因此不仅应包括上述结构部件,还应包括升降机构、防倾斜、防坠装置、同步升降控制系统等。这是一种单元产品,也叫防护平台单元。施工现场使用的防护平台,都是由防护平台单元组成的。
图1是由主框架和水平支撑结构组成的吊篮,中间的平台框架可以是扣件钢管脚手架等。
防护平台单元的结构及相关配套设施的功能是否符合《防护平台标准》的要求,关系到施工人员的安全与健康,因此首先要确保防护平台单元内每一个部件及配套设施都符合《防护平台标准》的要求。
1. 垂直主框架
其结构形式有钢框架或桁架两种;组成形式有平面结构和空间结构两种。
图2 平面桁架
图3 平面钢框架
图4:空间桁架主框架结构
可以是平面钢架也可以是空间钢架,也可以是平面桁架也可以是空间桁架,不管是哪种结构,都应该是一个整体,能够承受设计荷载。
不论何种垂直主框架类型,框架内的步距均不应大于2m,框架内的纵、横、斜杆应与框架两垂直杆件处于同一平面内,且在节点处各上部杆件的中心线应相交于一点。
有的垂直主架并非每级都设置横梁和斜撑,而是每隔一级只设置一组,这是错误的。
垂直主架高度应根据其占地层数确定,若层高3m,占地5层,加上上面的护栏,则高度应为16.5m。
2.水平支撑结构
可以是空间结构,也可以是平面结构,并应与垂直主框架形成整体。
它们共同承担框架的全部负荷,确保框架不会变形、摇晃或倒塌。
在普通、半组装式防护平台中,水平支撑结构为六面体空间结构,高度约为1.8m。
组装式(或全钢框架)防护平台有两种选择,一种是平板结构,可以采用扁钢框架作为水平支撑结构。
若采用方钢,平面结构框架不应小于160mm×160mm×3.5mm方钢,若采用普通工字钢,不应小于Ⅰ16#。
也可以选择空间结构的水平支撑结构,高度可以做成2m左右或者60cm左右,目前很多全钢框架上,都有一个高约60cm的平面桁架附在平台框架上,这个桁架可以落到平台底部,靠近建筑的一侧,作为水平支撑结构的内立面。
3. 平台架构
在普通、半装配式防护平台上,基本都采用扣件式、门式、盘式等脚手架作为平台结构,这些架体的搭设应按照现行相应的标准执行。
平台框架是由杆件构成的格构结构。
横杆上设有脚手板,是建筑工人的工作平台。此时荷载传递应为:脚手板→横杆→竖杆→竖杆→地面。步距不宜超过2m,竖杆跨度不宜超过2m,除非加大材料规格。
如果把这种由垂直杆、纵向水平杆、横向水平杆组成的结构称为一个结构单元,或者一个受力单元的话,那么脚手架(平台架)就是由多个结构单元组合而成的结构。
当框架搭设较高时,应增设剪刀撑(斜撑加斜杆),以增强框架的承载能力。
组装式防护平台(全钢架)的平台框架采用方钢制作。
不管采用何种钢材,都是由杆件组成的格构结构,也应遵守上述框架的荷载传递程序,即荷载由脚手架板→纵向水平杆→横向水平杆→垂直主框架(立柱)→附着支座或水平支撑结构传递。
因此,从台架上水平支撑结构上部开始,每隔2m应设置一条纵、横向水平杆,这也是台架的节距。
φ48×3.6钢管折算为方钢时,材料规格应等值,为50mm×50mm×3mm,若方钢规格变小,需经计算确定步距和跨度。
有的产品每层都有纵、横向水平杆或脚手板,若间距大于2m时,两层之间应另加纵、横向水平杆。
4. 附件支持
附着支撑由附着板、悬臂梁等组成。
垂直主框架覆盖的每层楼面都应设有附着支撑。防护平台悬挂在空中,其上的所有荷载都必须通过附着支撑传递到建筑结构上。这是防护平台的立足点。
图 6
它支持:
①防护平台,
② 提升力,
③ 防倾斜,
④ 预防跌倒等。
并承受它们传递的负荷。
这些载荷从悬臂梁收集,传递到附着板,并通过穿墙螺栓传递到建筑物。
悬臂梁上的载荷通过连接悬臂梁和附着板的焊缝传递到附着板上。
然后通过设计计算确定焊缝的宽度和高度,附着板越大、越厚,传递荷载越均匀,效果越好。
附着支撑应根据防护平台产品的特点进行设计,但目前部分单位在市场上购买,对此类产品应进行专门检验,根据《防护平台标准》的要求,在对产品进行型式检验时,应对附着支撑的受力情况进行试验。
5. 防坠落装置
垂直主架所覆盖的每一层均需设置附着支撑广州市双孖钢结构有限公司,每个附着支撑均应设置防坠落装置。
在《防护平台标准》中,列出了四种防坠装置,分别是摆块式、旋转轮式、顶撑式和夹紧式(通杆式),这四种防坠装置随附的防护平台在施工现场已经经过了20多年的检验,只要按照规定使用,都是安全有效的。
使用防坠落装置时,应选择与您的平台结构相匹配的装置。无论使用哪种防坠落装置,都应安装激励装置,以防止防护平台在升降过程中坠落。
防坠落装置在防护平台上升和下降过程中必须完全起作用并且有效,无论如何不能只在上升时起作用,而在下降时不起作用,否则相当于没有防坠落装置。
目前部分产品采用顶撑防坠落装置时,应按照如下方式使用,否则起不到防坠落效果。
图7 顶部支撑防坠落装置
从图中可以看出,顶部支撑防坠装置由两根与地面夹角不小于70度的垂直立杆、防坠齿板和激振装置组成,这三个装置缺少任何一个装置,都会导致车辆无法控制防护平台的坠落。
防坠装置与起重动力不能安装在同一支架上。
防护平台应在一个机位上设置两个或两个以上的附着支架,其中只有一个附着支架同时设有升降动力设施和防坠落装置,另一个附着支架只设有防坠落装置而不设有升降动力设施才符合规范。无需单独设置只设有动力设施的附着支架。
当防护平台垂直主框架为空间桁架(刚架)结构时,吊点设在其底部,并采用夹紧式防坠装置。《防护平台标准》允许只设置一种防坠装置。但防坠和起升力附着支撑应分别设置。
6.提升力
防护平台所采用的升降动力设备可采用电动升降设备或液压升降设备。
目前很多产品都采用低速环链电动葫芦作为起升动力,为了使防护平台产品使用可靠的动力设备,2014年颁布了CECS373-2014《附着升降脚手架起升与同步控制系统应用技术规程》,该技术规程对低速环链电动葫芦的性能、结构、检验与试验,以及其中所用动力设备的技术性能、结构、检验与试验进行了规定,规定必须采用短时S2三相盘式异步电动机,S2工作制三相盘式异步电动机,每台连续工作时间大于30分钟。在CECS373标准颁布前,起升动力是按照手拉葫芦的工作状态设计的,选用S4瞬时工作方式的三相盘式异步电动机。低速环链电动葫芦是防护平台的重要组成部分,必须是符合标准的产品。
7. 防护平台外立面的防护
在《防护平台标准》中,列出了三种防护网。
密目式安全立网每10cm2面积有2000个网眼,多用于普通防护平台,仅作外部防护。
波形钢防护网也仅用于外部防护,采用此类网时,应在防护平台外侧安装剪刀撑或能起到与剪刀撑同等作用的标准化斜撑设施。
框架式钢丝网防护网采用20mm×20mm×2mm方钢管或L30×3角钢作骨架,内侧设M型斜撑焊接成框架,外侧铺设0.6mm-0.8mm厚金属板。其转角应采用连接销或螺栓与防护平台立杆连接。当连接点与网角节点距离不大于200mm时,防护平台外侧不需要设置剪刀撑。它既能防护面层,又可作为空间水平支撑结构的立面。
8.同步控制系统
施工现场使用的防护平台必须配备同步控制系统,《防护平台标准》规定同步控制系统应能及时显示平台上升、下降时各位置的荷载差异,当差异超过15%时报警,超过30%时停机。
9.钢板脚手架
用钢板搭建的钢脚手架必须设有纵、横框架,并经检验合格。
我们来回顾一下防护平台发展历史上的相关标准和规范性文件:
1.JGJ59-99《建筑工程安全检查标准》
2.《建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定》(建监[2000]230号)于2000年10月16日颁布施行,2013年废止。
3.JGJ202-2011《工具式脚手架安全技术规范》
4.CECS373-2014《附着升降脚手架升降及同步控制系统应用技术规范》
5.JG/T546-2019《建筑施工附着式安全防护平台》
每一项技术标准的出台、修订都标志着这项技术或专业的科技进步,我们的安全标准不仅标志着技术的进步,更是建筑工人热血的结晶。
《建筑施工附着式起重作业安全防护平台》JG/T546-2019是对1993年以来防护平台发展不同阶段相关标准及管理规定的升华和总结,弥补了这些标准的不足,是目前情况下最全面、最权威的标准。凡是建筑施工工地上使用的防护平台产品都应符合《防护平台标准》的规定。
中国建筑租赁协会质量安全标准化分会为使广大承包防护平台产品施工的企业能够使用符合标准的产品,开展标准化咨询服务,根据建设部实施的《安全手册》的规定,由专家对符合《防护平台标准》的产品进行咨询,编制《质量安全手册》。为行业监管部门、施工总承包单位、监理单位相关人员提供了“把柄”和监管依据,有了这个手册在手,就能按照要求进行监管,方便快捷,有利于及时发现和消除不符合《防护平台标准》的安全隐患或生产、使用违规行为。
在建筑施工中应大力推广应用防护平台,因为它是一种绿色产品,具有以下优点:
1、节能减排。使用防护平台时,无论建筑高度多高,只需要搭建5层高框架,即可满足施工过程的安全防护要求,以47层高的商住楼为例:使用防护平台与地面式脚手架相比,可节省钢材约270吨;使用防护平台搭建建筑物可节省的钢材量,约相当于冶炼过程中产生的二氧化碳等废气、污染物,约相当于200亩林地一年吸收的二氧化碳排放量。
2、杜绝高空坠落事故。由于防护平台部件在工厂制造,在施工现场组装,起重设备安装到位,避免了工人在高处搭、拆脚手架,消除了高空作业的不安全因素。避免高空坠落事故的发生,为操作人员的生命安全提供保障。
3、缩短工期,提高效率。高层建筑使用防护平台产品与采用落地式或悬挑式双排架相比,综合造价不仅可节省钢材80%,还可节省用电量90%左右,人工费30-40%,省工、省时、省料,效果显著。
我们应该大力推广它的应用,特别是在当今节能减排的时代。
谢谢大家
2020 年 5 月 27 日
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