建设厅科技计划项目成果 创新引领——新型悬挑架安装搭设装置的研发与应用

在建筑工程施工领域，脚手架作为关键的临时支撑与作业平台，其安全性、高效性和经济性直接影响工程进度与施工安全。传统悬挑架的安装搭设过程往往存在工序繁琐、耗时长、对主体结构影响大、安全隐患较多等问题。为此，依托省/市建设厅科技计划项目支持，我们成功研发并应用了一种新型悬挑架的安装搭设装置**，为建设工程施工带来了革新性的解决方案。

一、 项目背景与研发目标

悬挑脚手架广泛应用于高层建筑、异形结构的外墙施工中。传统工艺多采用预埋工字钢或钢管作为悬挑梁，不仅需要在混凝土结构中大量开孔预埋，损害结构完整性，后期拆除修补工作量大，且安装精度控制难，材料周转损耗高。

本科技计划项目旨在研发一种标准化、模块化、可循环使用且安装便捷的新型悬挑架安装搭设装置。核心目标包括：

1. 提升安全性：通过优化受力体系与连接方式，大幅降低架体倾覆、坠落风险。
2. 提高工效：简化安装与拆除流程，减少对塔吊的依赖和空中作业时间。
3. 节约成本：实现装置主要构件的标准化设计与循环利用，减少钢材消耗与人工成本。
4. 保护结构：尽量避免或减少对建筑主体混凝土结构的穿孔破坏，确保结构安全。

二、 新型装置的核心技术创新

该装置系统主要由装配式悬挑承力架、可调拉杆锚固系统、标准化操作平台及智能监测模块等部分组成，其创新点体现在：

1. 装配式承力架设计：采用高强度合金钢制成标准节段，通过高强螺栓现场快速拼装。承力架直接锚固于建筑楼板或梁侧，无需深埋入混凝土，极大减少了对主体结构的损伤。
2. 可调式斜拉杆系统：创新性地采用可调节长度的双向刚性拉杆，一端与承力架连接，另一端通过专利锚具固定于上层可靠结构上。此系统能主动施加预应力，有效平衡悬挑端荷载，传力路径明确，稳定性远超传统钢丝绳卸载。
3. 模块化操作平台：与承力架配套的作业平台采用模块化设计，能快速搭设和拓展，平台板防滑且带有踢脚板，提升作业面安全防护水平。
4. 集成化安全监控：装置可集成应力传感器和位移监测点，数据无线传输至管理平台，实时监控架体关键部位的受力与变形情况，实现安全预警的智能化。

三、 在建设工程施工中的安装搭设流程

应用该新型装置的施工流程显著优化，主要步骤如下：

1. 前期规划与定位：根据施工图纸，利用BIM技术进行深化设计和模拟安装，精准定位各悬挑点的位置及荷载要求。
2. 预埋安装锚固件：在楼板边缘或梁侧设计位置，预埋专用高强锚栓或安装夹持式锚固座，几乎无需破坏原有钢筋。
3. 组装悬挑承力架：将标准化构件运输至楼层内，使用普通工具进行地面或楼面初步组装，然后整体吊运至设计位置，与预埋锚固件紧固连接。
4. 安装斜拉杆系统：在上层对应位置安装锚点，连接可调斜拉杆，并使用专用扳手进行张拉，达到设计预紧力，完成主要受力体系的建立。
5. 搭设脚手架体：在已安装牢固的承力架上，如同常规流程一样搭设钢管脚手架或附着式升降作业平台。
6. 铺设操作平台与挂设防护网：快速安装模块化平台板，并挂设全封闭安全防护网。
7. 智能监测系统布设与验收：安装监测传感器，进行系统调试。最后由技术、安全人员联合进行验收，确保各项指标合格后投入使用。

拆除流程则为安装的逆过程，更加快捷有序，构件损伤小，便于周转至下一项目。

四、 应用成效与推广价值

该新型装置已在多个试点工程项目中成功应用，取得了显著成效：

• 安全效益突出：受力体系科学，监控到位，实现了施工安全“零事故”。
• 经济效益显著：安装拆除效率提升约40%，材料周转次数增加，单项目节约成本约15%-25%。
• 社会效益良好：施工噪声小、建筑垃圾少，符合绿色施工理念；对主体结构零破坏，提升了建筑整体寿命与安全储备。
• 管理效益提升：标准化构件便于仓储物流和现场管理，智能化监测减轻了安全巡查压力，实现了精细化管理。

作为建设厅科技计划项目的重要成果，这种新型悬挑架安装搭设装置的成功研发与应用，不仅是施工技术的突破，更是推动建筑业向工业化、智能化、绿色化转型升级的有力实践。它为解决长期困扰业内的悬挑脚手架施工难题提供了标准化方案，具有广阔的推广应用前景，对于提升我国建设工程的整体施工技术水平与安全管理能力具有重要意义。研发团队将继续优化装置细节，拓展其适用场景，为建筑行业的科技进步与安全发展持续贡献力量。