论述常用建筑脚手架存在的问题及发展趋势

天津大学网络教育学院专科毕业论文.我国常用建筑脚手架发展现状我国脚手架的技术水平与国外发达国家的差距很大。以日本为例，日本在20世纪50年代以单管扣件脚手架为主，由于不断发生施工伤亡事故，到20世纪60年代大量推广应用门式脚手架。由于门式脚手架装拆方便，承载性能好，安全可靠，尤其是劳动省对脚手架的安全使用作出了规定，使门式脚手架成为施工企业的主导脚手架，在各类脚手架中，其使用量占50%左右。日本对脚手架的安全性非常重视，根据不同工程要求采用不同用途脚手架和支撑，能为施工工人提供良好的工作环境和保证施工安全，要求脚手架周围有严密的栏杆和网栏，脚手板接头之间不能有缝隙，防止杂物掉下伤人。目前，日本已开发和研究了多种规格的脚手架及附件，脚手架和附件生产厂家也有460多家。如框式脚手架中有门式脚手架，H型脚手架、折叠式脚手架；承插式脚手架中有碗扣式脚手架、圆盘式脚手架、插孔式脚手架、插槽式脚手架等，以及扣件式脚手架。脚手架扣件大部分采用钢板扣件，并且种类很多，应用范围较广。以上各类脚手架中，仍以门式脚手架为主，使用量约占50%左右。据日本建设工业会介绍，在近10年内，日本没有因脚手架质量安全问题产生伤亡事故，这确实很不容易。我国脚手架以扣件式钢管脚手架为主，专业脚手架厂很少，技术水平低，生产工艺落后，尤其在偏远落后地区大量竹脚手架还在使用，安全性得不到保证。门式脚手架在国内许多工程中也曾大量应用过，取得较好效果，但是后来使用越来越少，原因是多方面的，其中最主要的原因是产品质量问题，如采用的钢管规格不符合设计要求，门架刚度小，运输和使用中易变形，加工精度差，使用寿命短等。另外，最近国内爬架施工方法也大量应用，但安全管理措施没有跟上，安全事故不断发生。碗扣式脚手架是当前重点推广应用的脚手架之一，全国已建立生产厂40多个，这些厂大部分设备简陋，生产工艺落后，产品质量很难保证。另外还建立生产上下碗扣插头部件的厂家几十家，其中不少厂家为了降低成本，任意改变碗扣插头的设计，使部件受力性能达不到设计要求，导致施工中产生安全事故。2.我国常用建筑脚手架存在的问题2.1生产质量近几年来，国内的民营脚手架租赁公司如雨后春笋般的成立起来，在搞活租赁市场的同时，因政府主管部门在某些方面的管理措施不到位，造成了脚手架市场的无序竞争，因片而追求利润致使一些材质差、壁薄的扣件钢管投放市场，如某些厂生产的扣件价格仅2.5-3.0元/只，脚手架钢管壁厚只有2.5-3.0mm，严重扰乱了建筑脚手架市场的正常发展，存在着严重的质量安全隐患并在近年发生了多起重大安全事故。如浙江省质量技术监督部门最近抽检了用于搭建建筑工地脚手架的45批次钢管和39批次扣件，结果是扣件合格率为零，钢管合格率也仅为14%。据质监部门介绍，目前浙江共有2万余个工地在施工，数以百万计建筑工人的生命安全时刻受到威胁。2.2生产标准门式脚手架在我国生产和使用的时间不长，各研究单位研制的脚手架自成体系，互不通用，品种规格多样。有些生产厂照搬国外的产品，采用英制尺寸。门式脚手架至今尚无统一的设计和产品标准，各厂的产品规格不同，质量不一致，不仅给施工单位使用和管理带来很大困难，不利于推广应用，同时也给建筑施工安全带来隐患。所以，应尽快地组织编制和颁发门式脚手架的统一标准。目前，在门式脚手架标准化中，存在的主要问题，一是各厂脚手架部件名称不一致，给脚手架的推广应用带来很大不便；二是主要部件的规格尺寸繁多。世界各国门式脚手架的规格尺寸繁多，有采用国际单位和英制两种计量单位。如门架的宽度英制尺寸为1219mm，国际单位制为1200m。，架距分别为1829m。和1830m。，由于这些尺寸不同，使门架之间无法互相通用。又如门架的高度规格尺寸有八种以上，连接销之间的间距尺寸也有多种，致使交叉斜撑的规格品种很多。2.3施工安全虽然扣件脚手架具有拆装灵活、运输方便、通用性强等特点。但是，这种脚手架安全保证较差，施工工效低，不能适应基本建设工程发展的需要，并存在以下几个方面问题。在施工工效方面，施工工效低，需要技术熟练的架子工，工人劳动强度较高等。在安全性能方面，每杆立杆容许载荷不超过l0kN，安全保证较差，脚手架组装高度原则上不超过30m，超过30m时，底层钢管需用双根组装等。在经济效益方面，用钢量多，每1000㎡。墙面脚手架总用钢量为16.17t，脚手架一次性投资小，但组装较费工，综合经济效果较差，施工使用费高于门式脚手架。自上个世纪90年代以来，一些地区多次发生脚手架、模板倒塌重大事故，给国家和人民生命财产造成很大损失。为制比这类事故再度发生，建设部在1993年发布了“关于防止建筑施工模板倒塌事故的通知”，对如何防止脚手架、模板倒塌事故提出了要求，还特别强调今后如再造成模板倒塌，特别是造成一次死亡3人以上事故的，除追究直接责任者外，还应按照有关规定追究有关领导的责任，并对企业给予停止承包工程，降低资质等处罚。可是“通知”发布后，还有一些施工企业没有高度重视，脚手架、模板倒塌事故几乎每年都有发生，造成了重大的生命财产损失。脚手架的质量安全问题已经成为建筑施工过程中一个突出的安全问题。3.我国常见建筑脚手架发展的对策3.1建立脚手架质量监控机构建立一个有效的脚手架质量监控机构，将会对脚手架的安全管理起到重要作用。我国在这方面有些职能不清，各地建筑业管理局安监站主管脚手架安全工作，另外技术监督局在负责脚手架及扣件的质量，两个部门管一件事情，反而起不到好的效果。在日本，除了生产厂的生产设备和生产工艺先进之外，更关键的是有严格的质量管理体制和权威的质量监控机构。日本劳动省批准的质量监控机构建设工业会有三项权利：一是产品质量认证，日本现有的模板、脚手架生产厂家，均由该会负责产品质量检测和定期抽检工作，每年检查1/3厂家，即每个厂家三年检查一次，产品合格者发质量认证书，产品可以打印协会的标记，不合格的要整顿，凡是通过质量认证的厂家，产品质量可靠，用户放心，一般施工企业都购买有质量认证标记的产品；二是产品安全认可，对脚手架、钢支柱、脚手板等产品除质量认证外，还需通过安全认可，由建设工业会发给安全认可证书的产品，才能在施工中使用；对旧脚手架、钢支柱等也规定，每隔几年由该会抽检试验，达不到要求的不准继续使用或降级使用；三是产品标准制定和实施，日本各种模板、脚手架产品标准均由工业会负责组织制定和实施，每年还组织标准培训班或各种研讨会。我们不妨借鉴其经验，以达到有效控制和避免我国脚手架质量事故的发生。3.2尽快统一国内脚手架标准当前，我国应尽快地编制出门式脚手架的统一标准，这是推广应用门式脚手架的关键之一。在制定我国的门式脚手架产品标准时，建议应考虑以下几个方面：一是我国已将国际单位制作为法定计量单位，所以制定门式脚手架标准时，应统一采用法定计量单位，取消英制单位；二是对门架的宽度和架距应有统一规定，以利于各厂的产品能相互通用，门架的高度应有原则规定，但不一定完全统一；三是在符合统一标准的原则下，各厂的产品可以有各自的特点，并尽量减少产品规格品种；四是为了保证门式脚手架能按标准加工制作，建议有关部门组织钢管生产厂专门生产适用于门架的薄壁钢管。3.3严格控制脚手架的施工过程和安全管理脚手架的搭设施工必须由专业施工队伍承担，施工人员必须持有建筑登高架设特种作业上岗证。必须坚持先教育、后培训、再上岗的原则，严禁无证人员上岗操作。作业前，施工企业和项目部必须对操作班组及人员就施工技术专项方案、搭设要求、构造要求和安全质量注意事项等进行书而技术交底，交底双方必须履行签字手续。承重支撑架的搭设、验收和拆除必须严格按照有关规范、标准和施工技术专项方案进行。在搭设过程中应随时检查搭设情况，施工现场必须配备力矩扳手等检测工具。承重支撑架使用前施工单位必须组织有关人员进行验收，验收不合格的严禁投入使用。加强脚手架工程的检查验收及安全管理工作，是关系到后期使用安全的一个重要环节。在脚手架的施工过程中和施工后要定期对架体进行检查，发现质量问题，立即更换。多数的脚手架事故是因为没有做到定期检查，导致事故的隐患得不到消除，从而造成事故的发生。监理单位必须在支撑架搭设过程中重点检查实际搭设情况，发现问题及时向施工单位提出并督促其彻底整改；支撑架搭设完毕后，项目监理部应组织验收并予以确认。对施工单位无证人员上岗操作、没有专项方案进行承重支撑架搭设作业、没有严格按照专项方案搭设承重支撑架和承重支撑架未经验收投入使用的行为，工程监理单位应及时制比，切实担负起监督管理责任。4.我国建筑脚手架的发展趋势分析4.1扣盘式脚手架它是由扣件式和碗扣式钢管脚手架进一步发展而来的，它采用特殊结构设计的扣盘作为连接件，使脚手架的立、横、斜三杆交于一点，传力到位不偏心，以Q235钢管做主构件，立杆是在一定长度的刚管上每隔0.60m焊接上一个扣盘，顶部带连接杆。横杆是在钢管两端焊接带插销的卡钳而成，扣盘式节点如图1所示：图1扣盘式脚手架节点其优点：①根据具体要求能组成模数为0.6m的多种组架尺寸和荷载的单排、双排脚手架、支撑架、支撑柱、物料提升架等施工装备，并能做曲线布置；②拼拆速度比扣件式脚手架快4-8倍；扣盘具有可靠的轴向抗剪力，各种杆件轴线交于一点，连接横杆数量比碗扣式接头多出1倍，整体稳定强度与承载能力i5i比扣件式脚手架增加500Ic，比碗扣脚手架提高200Ic；③采用独立契子穿插自锁连接，由于互锁和重力作用，即使插销未被敲紧，横杆插头亦无法脱出；构件一般系列标准化，便于运输且无零散易丢构件，损耗低；④储运方便，拆卸储存占地小，并可方便转移且部件能通过各种窄小通道、4.2直插式双自锁型多功能钢管脚手架（CZBDJ）ZBDJ钢管脚手架采用中48x3.5焊管做杆件，节点由ZSDJ轮盘、ZSDJ插头、立杆焊杆外园组成，立杆是在一定长度的焊管上每隔600mm按特定的技术指标焊接一只ZSDJ轮盘，其尾部焊接一只套筒，横杆是在以300mm为倍数的焊管两端按特定的技术指标各焊接一只ZSDJ插头。节点构造如图2所示。图2ZSJD节点构造ZSDJ的优点：①具有可靠的双向自锁能力，解决了传统脚手架靠人工锁紧的不足的缺陷，使人员这一不稳定因素最大限度的降低了；②在使用过程中，只需把横杆两端插头插入立杆相应的锥孔中，再敲紧即可，其连接拆卸的快速便利性和搭接质量远远超出了目前常见的脚手架；③搭拆速度是扣件脚手架的8~10倍，是碗扣脚手架的3~5倍；.ZSDJ钢管脚手架只有立杆、横杆两类构件组成，且全部在工厂内制成，解决了传统脚手架上活动零件丢失、易损、不易保管的问题，减少了施工单位的经济损失；⑤ZSDJ无任何活动锁紧件，最大限度地防止了传统脚手架上活动锁紧件造成的不安全隐患；⑥ZSDJ其立杆轴心线与横杆轴心线的垂直交叉精度高，受力性质合理，承载能力是扣件脚手架的4倍，是碗扣脚手架的2倍；⑦能与可调底托、可调上托、双可调早拆、挑梁、挑架等配件配合使用，可与多种钢管脚手架相互配合使用。4.3插销式钢管脚手架它由可调底座、立杆、立杆连接头、横拉杆、斜拉杆、墙体拉杆、模板、支撑头等部件及V形耳、U形耳、插销、弧形耳等零件构成的施工作业架。如图3所示。图3插销式钢管脚手架节点其优点：①拆装方便、施工工期短。其拆装十分简便，在组装时只需将V形耳和U形耳插孔对准，再将插销插入即可，拆装极为简便；②适用范围。不仅能胜任其他脚手架能胜任的任务，还能适用于其他一些临时建筑的搭设，如临时车棚、仓库等。③承载力高、整体刚度好。试验表明由于插销式脚手架横杆和立杆之间的半刚性连接刚度较高，这使得脚手架承载力较高，结构整体刚度较好。④脚手架整体性好，不存在扣件丢失问题。插销式脚手架横（斜）杆和立杆的连接是通过插销来完成，利用一限位点使插销无法从U形耳的上插孔中滑出，这就使得插销和杆件连在了一起，解决了扣件式脚手架易发生扣件丢失的问题。⑤由于插销式脚手架从发明到现在经历的时间还较短，所以现有的技术还存在着不少的欠缺，不过它也是新型脚手架发展的方向。4.4附着式电动整体升降脚手架其特点：①主要由脚手架、电动升降、控制、防倾覆、防下坠五个部分组成，主体施工时每次可以提升一层层高，它具有操作方便、施工快速、安全可靠、结构简单、经济实用的优点。②脚手架可以搭设7-10步，它由底部结构钢析架及各承重托架上及竖向框架组成刚性核心，联结（钢管、扣件脚手架）组成全刚性环绕楼层四周的脚手架，利用楼层结构梁或剪力墙的附着支撑，并由此在支撑上自身的l0t电动葫芦，同步升或降脚手架，每升或降一层约40-60min，基本不占用施工工期。③全部架体都有底部、侧部及垂直方向的全方位保护，并设有防倾覆、防坠落及配套使用超载、失载断链及各种电气安全保护的控制系统，保证升、降脚手架的安全使用要求。新型整体升降式脚手架，示意图如图4所示，和其他升降类型的脚手架相比较，具有下列优点：①此种脚手架架层少，少至3层，结构简单，重量大大减轻；②固定时，脚手架架体和墙体由连墙钢管连为一体，升降时位于架体下层的连墙钢管可做脚手架架体的保护挑托，稳固安全性能很高。由于这类脚手架的形式多样，近年来还开发有很多其他的相类似的新型整体脚手架形式，例如分片多级自动爬升外脚手架、导轨式新型整体升降脚手架等。a）爬升前的位置；b）活动架爬升（一个层高）；c）固定架爬引图4整体升降式脚手架的示意图结束语脚手架在建筑施工中起到维护、提供工作面和支撑的作用，对建筑施工能否安全、顺利、快捷的进行起到关键作用，也是施工管理、施工安全检查中的一项重要内容。因此对钢管脚手架的安全性进行分析，并提出相应的措施，有利于杜绝施工过程存在的安全漏洞。而几种新型脚手架的应用有助于提高工效，减少高空作业的危险，改善工人的作业条件，加快工程进度，缩短工期，起到关键作用，从而提高工程建设的仅仅效应，建立良