自鎖式模塊腳手架技術(shù)在船舶工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用及發(fā)展前景

鄧 毅

自鎖式模塊腳手架技術(shù)即通過(guò)突破傳統(tǒng)腳手架的扣件螺栓緊固連接方式，利用預(yù)先鉚、焊接在橫桿和立桿上以及斜桿上的特殊裝置，利用重力楔形自鎖的原理，將橫桿和立桿及斜桿連接起來(lái)，形成平面三角穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，再將平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行立體組合，最終形成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)的技術(shù)。該技術(shù)的最主要特點(diǎn)是其靈活便捷的高效性和穩(wěn)定可靠的安全性。一個(gè)普通工人能在不借助任何工具的前提下，方便快捷地將橫桿和立桿以及斜桿進(jìn)行連接，桿件上的裝置能自動(dòng)地將各部分進(jìn)行連接，并立即鎖死，最有效地確保了結(jié)構(gòu)的有效性和安全性，避免了人為因素的影響，基本杜絕了由于連接結(jié)點(diǎn)松動(dòng)出現(xiàn)的安全隱患。

我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，船舶業(yè)遵照鄧小平同志“中國(guó)的船舶要出口，要打進(jìn)國(guó)際市場(chǎng)”的指示，積極參與了國(guó)際船舶市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，幾十年以來(lái)，我國(guó)船舶業(yè)走出了一條自強(qiáng)振興之路。

我國(guó)造船工業(yè)緊緊抓住國(guó)際船舶景氣周期，實(shí)現(xiàn)了又好又快發(fā)展。據(jù)國(guó)外相關(guān)研究統(tǒng)計(jì)，2009年，全球造船產(chǎn)量已突破1億載重噸，而我國(guó)2009年造船近6000萬(wàn)載重噸。從2009年國(guó)家相關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)船舶工業(yè)的新接訂單量和手持訂單量占到全世界的首位。

我國(guó)正大步邁進(jìn)世界造船大國(guó)、強(qiáng)國(guó)的行列，船舶工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)其配套產(chǎn)品和使用工具提出了更高、更新的要求。尤其是在造船和修船專(zhuān)業(yè)不可缺少的工具腳手架，傳統(tǒng)模式下所采用的鋼管扣件式腳手架，從安全性能和使用功能上，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代大型船舶制造和維修的需要。而在這種情況下，開(kāi)發(fā)研究新型的腳手架技術(shù)和材料已經(jīng)成為迫在眉睫急需得到革新的關(guān)鍵問(wèn)題。北京安德固腳手架工程有限公司從法國(guó)引進(jìn)的自鎖式模塊式腳手架技術(shù)在得到充分的消化吸收和結(jié)合中國(guó)市場(chǎng)的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)研制的ADG系列產(chǎn)品正好順應(yīng)了船舶工業(yè)市場(chǎng)發(fā)展的需要，通過(guò)同造船行業(yè)內(nèi)專(zhuān)家的多次接觸和交流，充分利用外國(guó)專(zhuān)家和中國(guó)行業(yè)內(nèi)專(zhuān)家的強(qiáng)大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，立志于協(xié)助國(guó)內(nèi)造船企業(yè)解決設(shè)計(jì)與建造中的技術(shù)難題。

一、自鎖式模塊腳手架技術(shù)及ADG系列產(chǎn)品的主要特點(diǎn)

1.先進(jìn)高效

ADG自鎖式模塊腳手架技術(shù)主要是通過(guò)預(yù)制焊接生產(chǎn)，在橫桿上的C形卡鉤、楔形插銷(xiāo)和焊接在立桿上的U形卡在重力的作用下自動(dòng)翻轉(zhuǎn)且立即鎖死，并且通過(guò)斜桿上的T形鎖銷(xiāo)和U形卡進(jìn)行連接，形成幾何不變的平面穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在通過(guò)對(duì)平面結(jié)構(gòu)的重復(fù)組合，最終形成穩(wěn)定的空間三維結(jié)構(gòu)。由于橫桿上自動(dòng)翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)的設(shè)置，一個(gè)普通工人即能獨(dú)立將橫桿、立桿和斜桿進(jìn)行快速組裝，通過(guò)模塊化操作和重復(fù)組合，形成腳手架立體結(jié)構(gòu)。根據(jù)測(cè)算，對(duì)于普通高度在10米以下的立體空間結(jié)構(gòu)，即我們俗稱(chēng)的滿堂紅腳手架，一個(gè)普通工人每天按8個(gè)工時(shí)計(jì)算，在不借助吊裝機(jī)具的前提下，每人每天搭設(shè)架體在2.5噸，按ADG架體每立方米用材3.5公斤計(jì)算，每人每天能夠達(dá)到700余立方米。

2.安全可靠

ADG系列產(chǎn)品的主要材料是Q345B的低碳合金鋼，其屈服強(qiáng)度為320N/mm2；桿件上的配件U形卡和C形卡采用的是WL510高強(qiáng)沖壓鋼板，楔形銷(xiāo)采用的是45#鍛鋼，配件與鋼管之間的焊接采用的是CO2氣體保護(hù)焊自動(dòng)化焊接技術(shù)，有效地從原材料生產(chǎn)和加工上杜絕了產(chǎn)品的安全隱患，確保了產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到有效保證。

通過(guò)理論計(jì)算和大量實(shí)驗(yàn)研究證明，橫桿和立桿采用插銷(xiāo)連接的方式，即滿足其穩(wěn)定承載要求，其承載能力較鋼管扣件式結(jié)構(gòu)大大提高，具體承載能力見(jiàn)下列圖表。

同時(shí)，自鎖式模塊腳手架技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)里所采用的斜拉桿設(shè)置，真正起到了保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，分解傳遞荷載的作用，其自身?yè)碛械某瑥?qiáng)的承載能力 （抗拉最大承載2.4噸）保證了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多樣性和靈活性。通過(guò)斜桿的使用，大大提高了構(gòu)件各部的使用效率和能力，從而提高了整體結(jié)構(gòu)的承載能力、安全性和穩(wěn)定性。

3.經(jīng)濟(jì)適用

自鎖式模塊腳手架技術(shù)從三方面表現(xiàn)出該腳手架產(chǎn)品應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。一是其所采用的Q345B低碳合金鋼本身所具備優(yōu)越性能所帶來(lái)的高強(qiáng)承載能力及材料自重的降低和科學(xué)的產(chǎn)品構(gòu)件設(shè)計(jì)所帶來(lái)的安裝上工效的提高。根據(jù)我們實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)和多年的使用經(jīng)驗(yàn)，在達(dá)到同樣服務(wù)面積的條件下，采用ADG產(chǎn)品的安裝工效在普通傳統(tǒng)腳手架的3倍以上。二是材料性能的提高所帶來(lái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多樣性，大大提高了材料的使用率，從而在滿足同面積或同體積的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的條件下，單位面積或單位體積所使用的材料大大降低，例如在進(jìn)行傳統(tǒng)滿堂紅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用ADG產(chǎn)品所進(jìn)行設(shè)計(jì)，每立方米的材料用量約為3公斤，而使用普通傳統(tǒng)腳手架材料用量約為7公斤。三是ADG產(chǎn)品構(gòu)件所采用的內(nèi)外熱鍍鋅工藝，保證了產(chǎn)品在其生命周期內(nèi)的機(jī)械性能不會(huì)因銹蝕而下降，大大提高了產(chǎn)品的使用壽命，按法國(guó)提供的使用經(jīng)驗(yàn)來(lái)測(cè)算，該產(chǎn)品能夠達(dá)到20～25年的正常使用年限。從而大大降低了企業(yè)的成本，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)性的要求。

球體內(nèi)部ADG腳手架

柱體內(nèi)部ADG腳手架

球體外部ADG腳手架

4.環(huán)保美觀

ADG產(chǎn)品高效能材料的使用和特殊工藝的處理，極大提高了材料的使用效率。降低了整個(gè)行業(yè)對(duì)低效能產(chǎn)品的需求，提高了行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的能力，滿足了節(jié)能環(huán)保的要求。而同時(shí)ADG產(chǎn)品所采用的加工工藝和方法，帶來(lái)了產(chǎn)品在使用和管理上的革新，增強(qiáng)了產(chǎn)品的使用效能，提高了管理水平，節(jié)約了管理成本。ADG產(chǎn)品所采用的內(nèi)外熱鍍鋅工藝，不僅解決了普通鋼管污染環(huán)境的問(wèn)題，大大豐富了建筑產(chǎn)品的美觀要求，從視覺(jué)的角度極大改善了工地產(chǎn)品臟、亂、差的現(xiàn)象，從美觀的角度豐富了人們?nèi)找嫣岣叩膶徝酪?。ADG產(chǎn)品所采用的低碳合金鋼Q345B，能夠大大推動(dòng)整個(gè)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，淘汰高耗能、高排放的低端鋼材的生產(chǎn)。并且其熱鍍鋅工藝的組成，大大提高了產(chǎn)品的清潔性，減少了本身鋼材對(duì)環(huán)境的污染。其長(zhǎng)時(shí)間的使用壽命，減少了不可再生資源投入，從而達(dá)到長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展、綠色環(huán)保的要求。

外部船體維修ADG腳手架

外部船體維修普通鋼管扣件腳手架

二、我國(guó)船舶工業(yè)采用腳手架現(xiàn)狀

我國(guó)自上世紀(jì)60年代以來(lái)開(kāi)始使用鋼管扣件式腳手架，由于這種腳手架具有裝拆靈活、通用性強(qiáng)、制造簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，所以不僅在我國(guó)的建筑領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，而且在工業(yè)領(lǐng)域尤其是在船舶維修制造上得到了十分普及的應(yīng)用，幾乎目前所有的船舶維修、制造方面都采用的是此類(lèi)腳手架。但正是由于其制造工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)，再加上制造生產(chǎn)的門(mén)檻低，致使大量各種各樣的企業(yè)能夠容易進(jìn)行生產(chǎn)，其中不乏大量的家庭式作坊也在其中進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)設(shè)備落后，生產(chǎn)工藝和技術(shù)水平低，管理人員的質(zhì)量意識(shí)差，大量生產(chǎn)不合格的產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，從而導(dǎo)致其安全性能得不到有效保障。鋼管扣件式腳手架的最大弱點(diǎn)是安全性差，施工工效低、材料消耗量大，耗能高。目前，全國(guó)腳手架鋼管約有幾千萬(wàn)噸，其中劣質(zhì)的、超期使用的和不合格的鋼管占扣件總量90%左右，龐大的不符合要求的鋼管和扣件，為安全生產(chǎn)帶來(lái)了極大的安全隱患。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，由于腳手架產(chǎn)品質(zhì)量不合格所導(dǎo)致的安全生產(chǎn)事故幾百起，死亡和受傷喪失勞動(dòng)能力的工人上千人，給國(guó)家、企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和為個(gè)人和家庭帶來(lái)了難以彌合的傷痛。

隨著我國(guó)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的加速，和胡錦濤總書(shū)記關(guān)于 “以人為本”的要求，無(wú)論是在建筑行業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域，鋼管扣件式腳手架已不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人文關(guān)懷和節(jié)能減排的需要，因此，大力引進(jìn)和自主開(kāi)發(fā)滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要的腳手架產(chǎn)品已經(jīng)成為非常緊迫的任務(wù)。

北京安德固腳手架工程有限公司從法國(guó)引進(jìn)的CRAB技術(shù)在法國(guó)已經(jīng)得到幾十年的應(yīng)用，積累了大量的豐富經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)幾代升級(jí)換代，并由安德固公司消化吸收并結(jié)合中國(guó)市場(chǎng)的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)研制出了ADG系列產(chǎn)品。從2004年以來(lái)，在大量的奧運(yùn)工程、國(guó)慶工程中得到應(yīng)用檢驗(yàn)，實(shí)踐證明，自鎖式模塊式腳手架不僅施工安全可靠，裝拆速度快，單位腳手架用鋼量成倍減少，裝拆工效成倍提高，施工成本可明顯下降，施工現(xiàn)場(chǎng)文明、整潔。不僅做到了提高效率，安全經(jīng)濟(jì)的需要，還順應(yīng)了 “與時(shí)俱進(jìn)”、 “以人為本”的先進(jìn)理念。

ADG自鎖式模塊式腳手架技術(shù)將本著先進(jìn)高效、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用和環(huán)保美觀的原則，繼續(xù)加大推動(dòng)腳手架行業(yè)產(chǎn)品材料的革新，加大技術(shù)進(jìn)步的步伐，為我國(guó)的船舶工業(yè)領(lǐng)域的工具腳手架使用不懈貢獻(xiàn)自己的力量；為推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展起到模范先鋒作用；為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)保駕護(hù)航；為我國(guó)成為海洋大國(guó)和船舶發(fā)展事業(yè)起到推波助瀾的作用。