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秦春芳 | 淺談附著式升降作業安全防護平臺的應用和發展

2021-10-28

近日,由住建部指導、四川住建部主管、四川華西集團有限公司主辦的《建筑安全》雜志第10期出刊發行,其中專版刊登了中國基建物資租賃承包協會首席顧問——秦春芳的《淺談附著式升降作業安全防護平臺的應用和發展》。秦老分別從防護平臺的發展歷史、標準情況、產品結構構造和功能、行業存在的問題以及所做的重要工作作了深刻的解讀。

本期導讀•卷首語

2019年3月,住房和城鄉建設部以第69號公告宣布:JG/T546-2019《建筑施工用附著式升降作業安全防護平臺》為建筑工業行業產品標準。自此,附著式升降腳手架(爬架)經歷了27年的發展,終于從危險性較大的腳手架的安全設施,轉變為與塔式起重機、施工升降機齊名的安全設備——“防護平臺”產品。這是建筑行業利用科技進步治理施工安全生產工作的一大成果;也是實現防護平臺標準化,優化行業安全生產環境,改變建筑施工場容場貌的一項重要措施。這是建筑施工安全領域內的一件大事,可喜可賀!

本期雜志第4頁刊登了《淺談附著式升降作業安全防護平臺的應用和發展》一文,作者是大家所熟悉的原建設部建設監理司安全監理處處長 、現任中國基建物資租賃承包協會首席顧問的秦春芳老師,我們都親切地尊稱她為秦老。

在秦老幾十年的職業生涯里,一直致力于建筑施工安全領域,配合國家頒布的各項建筑施工安全法規、標準的推行實施,為行業的健康發展作出了積極的貢獻。她走南闖北、辦班講學,培養了眾多施工安全管理技術人員。她不僅是行業內的知名專家,更是一位嚴謹的學者。她著述了眾多專業書籍和培訓教材,參與了多部標準的編寫,特別是JG/T546-2019《建筑施工用附著式升降作業安全防護平臺》,秦老不僅是主要編寫人員,還是該標準宣貫、執行的組織者和推動者。

《淺談附著式升降作業安全防護平臺的應用和發展》一文,既是對“附著式升降作業安全防護平臺”發展歷史的回顧,也是秦老多年來的工作小結。文章敘述了附著式升降作業安全防護平臺從“曾氏鷹架”到“附著式升降腳手架”再到“防護平臺”的發展歷程。透過文章,我們看到了無數個像秦老一樣奮斗在安全生產戰線上的工程建設者們不平凡的身影;看到了他們對建筑安全事業的熱忱奉獻,對本職工作的精益求精以及對生命的尊重和敬畏……

已在建筑安全領域工作了逾半個世紀的秦老,如今仍然堅守在為建筑施工安全服務的崗位上,繼續奉獻著自己的光和熱。在此,我們祝秦老身體健康,工作順利!

△秦春芳 中國基建物資租賃承包協會首席顧問 原建設部建設監理司安全監理處處長

原文如下

淺談附著式升降作業安全防護平臺的應用和發展

秦春芳

(中國基建物資租賃承包協會,北京 100040)

【摘 要】2019年3月27日,住房和城鄉建設部以第69號公告宣布JG/T 546-2019《建筑施工用附著式升降作業安全防護平臺》為建筑工業行業產品標準。自此,附著式升降腳手架(爬架)經歷了27年的發展歷程,終于從危險性較大的腳手架的安全設施變成為與塔式起重機,施工升降機齊名的安全設備——“防護平臺”產品。這是建筑行業利用科技進步治理施工安全生產工作的一大成果,是科技發展對安全生產的要求。文章回顧了防護平臺發展歷程。

【關鍵詞】附著式升降作業安全防護平臺 爬架  結構構造 發展歷史 問題研究

1.發展歷史

1.1 曾氏鷹架

1993年3月,中標協安委會(以下簡稱“安委會”)在成都組織召開了“全建筑施工安全產品展示展銷會”,來自廣西的曾紹強老工程師將研制的“曾氏鷹架”做成了模型以深圳一建的名義在會上展出,專家們經評定一致認為這是腳手架工程的一大技術進步,應推廣應用。會后,安委會以協會的名義發文推廣,后建設部主管司局轉發了此文。1994年“曾式鷹架”被建設部評為科技進步三等獎。先后在北京、上海、武漢、重慶、廣州等地開展試用。多家企業如北大三寶、北京星河、中建六局、三局、五局、深圳特辰等也開始研制開發相應的產品。

1996年,曾氏鷹架在北京經貿委二期工程施工中,架體從116米高處下降,架體上13個機位同步下降,其中有一個機位的電動升降機不動作,當其它12個升降機下降則全部荷載都由不動的這個電機承擔時,它將固定它的附墻支座混凝土拉裂,整個架體墜落,架體上的17個人隨之墜落,造成8人死亡,8人重傷,1人輕傷的事故。

事故發生后,建設部相關部門非常重視,召開多次多層級的研討會,共同分析事故,查找原因,以更科學的態度、更先進的技術采取措施解決問題,以促進該項產品的健康發展。

1.2 附著式升降腳手架(爬架)

1999年建設部發布JGJ 59-99《建筑施工安全檢查標準》(以下簡稱JGJ 59-99),該標準中的“附著式升降腳手架安全檢查表”章節,正式將“曾氏鷹架”更名為“附著式升降腳手架(爬架)”并確定了它的結構構造型式和基本的設計計算原則及應具備的安全防護措施。JGJ59-99標準于1999年5月1日頒發實施,同年10月建設部科技司組織,發函委托“安委會”主持,由建設部總工程師姚兵任組長對曾氏鷹架、北京星河、中建六局、中建三局二公司四家公司研制的附著式升降腳手架,作科技新產品鑒定,由建設部科技司頒發“科技成果鑒定證書”。自此,附著式升降腳手架正式的進入建筑市場。為了更好管理和推進附著式升降腳手架的施工應用,建設部又于2000年頒發了建建230號文《附著式升降腳手架暫行管理規定》(以下簡稱230號文),使附著式升降腳手架得到了更廣泛的應用。

2004年,由于國家科委對科技新產品管理的改革,建設部科技司為了繼續推動這項科技成果的發展進步,將附著式升降腳手架這個項目列入了建設系統年度科技研制計劃,由“安委會”負責技術咨詢服務和申報年度計劃。2010年以后,由各地建設主管部門申報,對研制完成的新產品,由建設部科技司組織,發函委托“安委會”和相關地區建設主管部門主持驗收工作,在2004年至2011年,對通過驗收的產品,仍由科技司頒發科技成果驗收證書。

2010年,建筑行業標準JGJ 202-2010《建筑施工工具式腳手架安全技術規范》(以下簡稱JGJ 202)頒發實施。JGJ 202規范中包括三項內容:一是附著式升降腳手架,二是高處作業吊籃,三是 外掛防護架。其中附著式升降腳手架部分,是在總結JGJ 59-99及建設部230號文的基礎上,結合自1999年以來,近10年應用和發展而編制的,對于附著式升降腳手架的設計計算,結構構造、防護設施以及使用和管理做了原則性的、宏觀的規定。其中7.0.9條中規定進入現場的附著式升降作業腳手架,應該具備國務院建設部門頒發的鑒定或驗收證書(JGJ 202 規范頒發實施后,230號文同時中止)。

2012年,就有了將計劃內項目自行按照計劃外項目以“評估”的方式進入建筑市場。

自1999年至2011年,由建設部科技司頒發了科技成果鑒定證書和驗收證書的產品共68份,其中就包括JG/T 546-2019《建筑施工用附著式升降作業安全防護平臺》(以下簡稱JG/T 546-2019)中所列出的普通型、半裝配型和裝配型(全鋼架產品)。2012年“安委會”將這些產品匯編為《附著式升降腳手架使用手冊》,并發給各地安監站推廣使用。

1.3 建筑施工用附著式升降作業安全防護平臺(以下簡稱“防護平臺”)

在JGJ 202 規范中,由于只對金屬結構的架體的相關部分作了規定,其配套設施尚未有明確的規定。“安委會”于2012年開始,組織編制了協會標準CECS 373-2014《附著式升降腳手架升降及同步控制系統應用技術規程》,在這本規程里將在施工現場廣泛使用的低速環鏈電動提升機(電動葫蘆)及升降時同步控制系統的同步控制裝置的結構構造、技術性能等做了明確的規定。CECS 373的實施,彌補完善了附著式升降腳手架的配套設施,使其更加完整,具備了成為產品的條件。因此,附著式升降腳手架的產品標準的編制工作,列入了2015年建設部標準編制工作的年度計劃中。編制組利用四年的時間,對全國各地使用的附著式升降腳手架做了廣泛的調研,其中僅在合肥市當地就連續走訪了16個工地,并組織產品單位編制自行研制的產品結構及使用功能;組織監管、安監部門研討對附著式升降腳手架在施工現場使用的要求;組織高校、科研、檢驗檢測及相關標準編制人等,對附著式升降腳手架架體及配套設備的設計計算、檢測等方面提出意見和建議,在JGJ 202 的基礎上,編制了JG/T 546-2019 產品標準。應該說,自JG/T 546-2019 產品標準實施之日起,附著式升降腳手架就脫離了危險性較大的腳手架的序列,成為了定型化、標準化的安全設備。

2.防護平臺產品的結構構造和功能

防護平臺最初是將雙排落地式鋼管扣件式外腳手架抬到空中來,使其附著于建筑物上,隨著建筑結構形象進度的變化而上升和下降。這段架體一般是覆蓋4個樓層10m左右高度,長為8m,架體寬度小于1.2m。

2.1 “籃子”結構

扣件式鋼管腳手架的縱橫向桿件的連接是用扣件,當扣件的螺桿螺帽扭緊力矩達到40~65N•m時,其承載能力為800kN。當荷載超過時,扣件即會滑移,造成架體變形下滑,那么,當一段10m×8m的架體懸掛在空中時為防止其變形,應該在立桿底端,設立一個能承托立桿的平臺,承受立桿的荷載。這就是在JGJ 59-99 中提到的“支撐框架(桁架)”現稱為水平支承結構。水平支承結構上承載著扣件式鋼管腳手架或稱為架體構架,現稱為平臺構架。

腳手架上的荷載是通過腳手板傳給小、大橫桿,再通過立桿傳到地面,而附著式升降腳手架是懸掛在空中的,為使荷載能均勻的傳遞給建筑物,在水平支承結構兩端,須各設置一道主框架(現稱為豎向主框架),接受由平臺構架上的縱向水平桿和水平支撐結構傳遞來的荷載,通過附著(墻)支座傳遞到建筑物上去。

相鄰兩榀豎向主框架與其底端的水平支承結構,共同組成一個“籃子”,豎向主框架是“籃子”的邊框,水平支承結構是“籃子”的底,這就是附著式升降腳手架的基本構造(一個產品單元)、這個產品單元可以分別升降,也可以由幾個產品單元組合在一起,整體同步運行(升降)。

這個結構體系自JGJ 59-99到JGJ 202-2010到JG/J 546-2019都沒有變化。只是各桿件的節點連接從半剛性變成了剛性,各部件名稱稍有調整。

2.2  組成“籃子”結構的主要構件

2.2.1 水平支承結構

水平支承結構是防護平臺的重要的承重和傳力構件。可做成空間結構或平面結構,其高度和選取的桿件規格有直接關系,應由設計計算確定。如果是平面結構,其邊框的材質規格則是:①工字鋼時,應選用16號工字鋼;②方鋼應選用160mm×160mm×3.5mm。

水平支承結構應設置在平臺構架立桿的底端,豎向主框架的底端或底端的側面并與豎向主框架有可靠連接。

2.2.2 豎向主框架

豎向主框架可做成桁架式結構或剛架式結構,有平面結構和空間結構兩種組成形式。它作為防護平臺的支撐構件接受荷載傳遞荷載,是具備承受各方向傳來的豎向荷載和水平荷載的構件。

2.2.3 附著支座

附著支座是防護平臺與其附著的建筑物之間的聯結構件,是支撐防護平臺的運行、升降、作業、防傾、防墜等的依托,更是傳送防護平臺上的荷載的構件。凡是豎向主框架覆蓋的每一個樓層都應該設置一道附著支座。也就是說防護平臺覆蓋幾個樓層就應該配置幾道附著支座。

對附著支座就應該按其功能,在每個附著支座上,都應設置防傾、防墜、停層等裝置,并在其中一個支座上設置升降動力設備。如果這個支座因升降動力設備的故障,拉動支座脫落,但其它的支座還存在,還能繼續起到防墜、防傾的作用。

附著支座應該是由附著(墻)板,懸臂梁(凡是支承著防傾、防墜、停層等設施的連接構件統稱為懸臂梁)和穿墻螺栓組成。這些懸臂梁(各設施的連接構件)都應該用焊接的方式與附著板相連接,將所承擔的荷載通過連接焊縫傳遞給附著板,附著板再通過穿墻螺栓傳給建筑物。

從附著支座的功能我們可以看出,組成附著支座的附著板的大小、厚度、連接構件與附著板間的焊縫及穿墻螺栓的規格,都必須是通過設計計算確定的。

2.2.4 平臺構架

平臺構架(曾稱為架體構架)是搭設在相鄰兩榀豎向主框架之間,水平支承結構上端的構架,由內外立桿,縱、橫向水平桿,腳手板共同組成,是為操作人員搭設的作業平臺。平臺構架立桿間的縱距、步距應根據平臺高度及應承受的豎直和水平荷載進行設計計算;水平桿也應根據在荷載作用下抗彎強度來確定;腳手板應滿足變形的要求。

2.2.5 導軌

導軌是帶動防護平臺上升下降的主要構件,由 軌道、連接梁組成并與豎向主框架內立桿連接在一起,可帶動防護平臺共同運行。

2.2.6  動力升降設備

當前,防護平臺產品無論是使用電動還是液壓兩種動力升降設備,其技術性能都應該滿足防護平臺升降的要求。

2.2.7  同步控制系統

保持防護平臺在升降過程中各機位同步運行,也是防止防護平臺在升降中因為不同步而產生墜落的重要措施。

綜上所述可見,防護平臺是雙排落地式外腳手架的創新,是將由人工搭設的外腳手架改變成為在工廠制作、現場組裝、起重機就位的防護平臺。極大地消除了建筑施工中的不安全因素,減少了傷亡事故;不僅能用于高層超高層建筑,也適用于多層建筑和裝配化施工項目,覆蓋了施工中所需要搭設的外腳手架的所有工程。這不僅大量地減少了人力,縮短了工期,節約了鋼材,也為國家節能減排作出了貢獻。

3.找出問題所在,共同努力推動防護平臺在建筑施工中應用和發展

隨著JG/T 546-2019標準的實施,進入施工現場的“防護平臺”產品,就應該是符合規范規定的定型化、標準化的產品。但因施工現場使用的防護平臺產品品種繁多,加上承包使用管理變化,還存在一些問題。

3.1  違章冒險作業,事故時有發生

防護平臺產品自1993年進入施工現場以來,發生了三起震驚全國的大事故,除了1996年在北京經貿委二期工程中的事故是由于電動提升機的故障以外,其余西安事故和揚州事故都是由于違章指揮,冒險作業造成的。那么事故的主要原因是什么呢?

當前,在施工現場使用的防護平臺產品的單位,絕大部分都不是自己研制開發、生產制作的產品,而是購買、租賃、聯營、合作的等等。這些使用單位對防護平臺產品的特性不十分了解,為了縮短工期、減少成本就會發生違章冒險的行動,導致事故發生。

如揚州事故,當施工現場的監理人員,發現現場使用的防護平臺開始組織下降了,立即用微信向安監站負責這項工作的人員報告說,現場使用的防護平臺,開始下降,下降的隱患比上升多。負責人接到這個微信后,就立即用電話咨詢當地的一個指定的檢測機構:防護平臺下降有哪些危險。他得知后,立即電話告之工程總承包單位的負責安全生產工作的經理。當他們打算下午1點30分上班后去制止時,事故于1點20分發生了。這個事故不是因為“防護平臺”下降作業隱患多引起的,而是承包單位為了搶進度而實施2個樓層一起下降的作業,因電動葫蘆的鏈條長度不夠,采用鋼絲繩掛在穿墻螺桿上,下端連接鏈條,起動時鋼絲繩從穿墻螺桿上滑落,造成的架體墜落。從中可以看出有些監管、監理、施工等單位對防護平臺的技術性能、使用規則都不十分了解,發現事故苗頭,不能采取有效措施,及時制止。更有甚者竟因噎廢食采取極端措施,限制防護平臺產品的使用:如有的地區只允許100m以上高度的建筑物使用;有的只允許“防護平臺”在主體結構施工中(上升)使用,到達頂點后,空中解體。嚴重地妨礙了防護平臺的發展與應用。

水平支承結構應設置在平臺構架立桿的底端,豎向主框架的底端或底端的側面并與豎向主框架有可靠連接。

3.2  杜絕假冒偽劣的防護平臺產品進入施工現場

多年來,防護平臺產品都是以產品的鑒定、驗收、評估證書進入施工現場的。證書中包括:主管部門的印章憑證,評審專家評語及簽名,其中沒有給出“防護平臺”的詳細的結構構造及使用材質說明。也無從考核進入施工現場的這個產品與當初評審的產品是否一致,或有哪些改變等。由于產品多樣性,縱然是對進入建筑市場進行審核、備案、負責安全監管的部門、總包和監理等單位,都無法判定這個產品是否符合標準,存在哪些隱患。只憑一張證書就可以進入建筑市場,造成很多有隱患的劣質產品在施工現場得以使用。

(1)如在JGJ 202標準中明確規定,水平支承結構應為1.8m左右高度的空間結構,現在變成了只有50cm×50cm×3mm為邊框的平面結構,這個平面結構的承載能力是滿足不了要求的。

(2)還有將兩個高度為60cm的平面桁架,分別固定在距底部腳手板50cm左右的內、外架體上,因這兩榀桁架,上下端沒有水平桿和頂撐連接,不能形成空間結構,起不到水平支承作用。

(3)有些產品的附墻支座,不設附著板,直接將與防傾防墜聯系的構件用穿墻螺栓固定在建筑物上。

(4)有的產品將架體停層用的頂撐桿當作頂撐式防墜器使用。

3.3  正確使用電動機

2014年協會標準CECS 373-2014實施,其中明確了低速環鏈電動提升機(電動葫蘆)中使用的電機的制式,必須是S2短時制的。因為S2的盤式異步電機,可以一次連續工作30min以上。1996年北京發生的事故就是因為使用了S4瞬時制的電機,它每次只能工作30min,但每10min中,只工作4min,停機6min。30min內只斷續工作12min,需要長時間的冷卻后,才能繼續工作。據了解,在當時施工現場使用的產品中,仍有許多防護平臺在使用S4的盤式電機。

上述這些存在缺陷的,有安全隱患的產品,能進入建筑市場,能在施工現場使用,不是監管人員不負責任,實在是只憑一紙證書,無法判別產品的真偽。

4.以制度管理生產,實施《質量安全使用手冊》制度

為了改變這個現狀,中國基建物資租賃承包協會依據《中華人民共和國安全生產法》(以下簡稱《安全生產法》)第十四條的規定,結合住建部質量安全監管司的2020年工作要點中提出的實施“質量安全使用手冊”制度的精神,對在現場使用的“防護平臺”產品專用的《質量安全使用手冊》。手冊中注明了該產品是標準中哪一個型號的產品,其中包括:①結構構造;②構件的材質規格;③動力設施;④同步控制;⑤產品的各類檢驗證明等,是“防護平臺”進入施工現場的身份證。為在建筑市場和施工現場的各個監管、監督、監理及使用等部門,提供準確的信息服務,使其監督管理有了真實、可靠、便捷的依據。這也是“防護平臺”在建筑施工中全面推廣應用的必經之路。

5.加強法制觀念,嚴格執行標準

JG/T 546-2019 標準自2019年12月1日實施以來,有的地區如上海、北京、廈門、深圳等地和許多企業都能按照標準規范執行,但也出現了一些不和諧的亂象。必須用法律來對照理解和解決。

《安全生產法》第十一條規定:“國務院有關部門應當按照保護安全生產的要求,依法及時制定有關的國家標準和行業標準,并根據科技進步和經濟發展適時修訂。”

JGJ 59-99、JGJ 202-2010 及JG/T 546-2019,是按法律規定,根據科技進步和經濟發展而修訂的不同時期的標準。

(1)在《中華人民共和國標準化法》(以下簡稱《標準化法》)中規定:自2018年開始,行業標準和地方標準都為推薦性標準。根據這個規定,近期頒發或修訂的建筑行業標準都是推薦性標準。

(2)在《安全生產法》中的第十一條的第二項規定,“生產經營單位必須執行依法制定的保障安全生產的國家標準或者行業標準。”

(3)《安全生產法》第六十三條中規定:“負有安全生產監督管理職責的部門依照有關法律、法規的規定,對涉及安全生產的事項需要審查批準(包括批準、核準、許可、注冊、認證、頒發證照等,下同)或者驗收的,必須嚴格依照有關法律、法規和國家標準或者行業標準規定的安全生產條件和程序進行審查;不符合有關法律、法規和國家標準或者行業標準規定的安全生產條件的,不得批準或者驗收通過。”

(4)安全設備應該符合行業標準。《安全生產法》中的第三十六條的規定,“安全設備的設計、制造、安裝、使用、檢測、維修、改造和報廢,應當符合國家標準或者行業標準。”

JG/T 546-2019是推薦性行業標準。也是經過全國相關行業及專家論證,最后由國家住房和城鄉建設部發布的一部“防護平臺”行業標準。在更新的標準出來之前,JG/T 546-2019就是目前必須執行的標準。

當前,防護平臺產品是在工廠制作,現場組裝,用起重設備就位的與塔式起重機和施工升降機一樣的安全設備,必須遵守上述規定。

對于不符合標準,或者不完全符合標準的防護平臺,存在這樣或者那樣的不確定因素的,必須杜絕使用。

6.結束語

近三十年,很多單位,很多工程技術人員不畏艱險參與了“防護平臺”的研制、開發、推廣和應用工作,為腳手架工程的改革更新打下了基礎。他們致力于消除建筑施工中的安全隱患,改變建筑施工事故多發的面貌立下了功勞,為國家節能減排做出了重大貢獻。



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