一、国外发展概况
门式脚手架在建筑领域使用的脚手架中占有重要地位，它于20世纪50年代初由美国率先研发成功。这种脚手架以其组装与拆卸简便、搬运灵活、承载能力强、使用安全且可靠、经济效益显著等优势，迅速得到了推广和应用。进入20世纪60年代初期，欧洲诸国陆续引入并推广了门式脚手架（如图1所示），同时他们还研究和开发了与门式脚手架结构相仿的框式脚手架系统，该系统包含了门形、H形、三角形以及四边形等多种支架形式。
图1 荷兰门式脚手架
在20世纪80年代初期，德国率先研发并推广了四边形方塔式脚手架，具体可参考图2；与此同时，法国与英国也分别推出了三角形塔式脚手架，详见图3。这两种脚手架的共同优点在于其结构设计合理、使用过程中安全可靠、承载能力出色且使用寿命较长。以单个单元的承载能力为例，方塔式脚手架可达180KN，而三角形塔式脚手架的承载能力则在120至150KN之间。它们被广泛应用于桥梁、核电站、水电站等众多工程项目中。
图2 方塔式 图3 三角框式
框式脚手架系统中，门式脚手架的问世时间较早，应用范围最广。它包括门架式、梯式、八字式以及特殊式等多种类型，如图4所示。在80至90年代，欧美部分国家门架的使用比例大约为50%。如今，在欧美诸多施工场地及街道旁，门式脚手架的施工景象依然随处可见。
图4 门式脚手架的各种形式
1955年，众多日本建筑企业率先引入门式脚手架，并将其应用于地下铁道和高速公路等基础设施的支撑工程。进入1956年，日本JIS（日本工业标准）便着手制定了针对脚手架的行业标准。随后在1963年，日本劳动省在劳动安全卫生法规中亦增设了关于脚手架及支撑装置的相关规定。同年，部分日本大型建筑企业开始着手研发、采购门式脚手架，并在各类工程中广泛采用。1965年，随着超高层建筑数量的上升，脚手架的需求量也随之大幅增加。到了1970年，脚手架租赁公司的数量急剧膨胀。这是因为租赁脚手架能够满足施工企业的需求，同时减少企业的资金投入。因此，门式脚手架的使用量迅速攀升，并且长时间内其使用比例超过了50%。
当前，日本门式脚手架广泛被使用。日本脚手架制造企业不仅主动吸纳国际先进的脚手架技术，而且对技术创新给予了高度重视。对于引进的脚手架，它们还进行了相应的改良。例如，在门式脚手架的结构设计以及安全防护栏杆方面，都进行了显著的优化，从而提升了门架的整体安全性，如图5、6所示。
图5 日本门式脚手架 图6 日本防护栏杆
二、国内兴衰过程
门式脚手架由立框、横框、交叉斜撑、脚手板以及可调底座等部件构成。因其立框形状似“门”，故得名门型或门式脚手架。这种脚手架不仅适用于建筑施工中的内外脚手作业，还可用作模板支架、台模支架以及移动式脚手架，具备多样化的功能，因此也被称作多功能脚手架。其显著优势在于组装与拆卸简便，施工效率显著提升，装拆所需时间仅为扣件脚手架的三分之一；同时，其承重能力强，使用安全性高且可靠，使用强度是扣件脚手架的三倍；此外，其使用寿命较长，经济效益优越，扣件脚手架通常可使用8至10年，而门式脚手架则可达10至15年。
自70年代末起，我国部分建筑企业陆续从日本、美国、英国等国引入门式脚手架技术，并在若干高层建筑项目的施工过程中加以应用，成效显著。然而，这类进口脚手架的价格昂贵，若大规模投入使用，将导致工程成本大幅上升，多数企业难以负担。
在80年代初期，我国部分制造企业着手进行门式脚手架的仿制工作。至1985年，已成功设立了二十余家门式脚手架生产企业，其产品在若干地区的建筑项目中得到了广泛的使用，同时赢得了施工单位的广泛好评。然而，这些厂家生产的门式脚手架完全模仿了外国产品，使用了英制尺寸，导致各厂家产品规格各异，无法互相兼容，这严重阻碍了门式脚手架的推广与应用。鉴于此，有必要研发出既适合我国建筑特色又符合国际标准的新型门式脚手架。冶金部建筑研究总院、上海市建筑施工技术研究所、北京市建筑工程研究所以及四川省建筑科学研究所等众多科研机构，均热情参与了对门式脚手架设计研究的投入。
我所在的冶金部建筑研究总院，依据国家计委和冶金部于1985年发布的任务指示，经过对国内外相关资料的广泛搜集与深入研究，细致地研发了YJ型门式脚手架体系。
1、设计原则
门式脚手架不仅适用于内外部建筑结构的搭建，还可用作模板支撑结构，因此在其设计过程中，需考虑以下各项要求：
搭建的脚手架需具备充足的面积，以便工人能够顺利进行施工操作；同时，它还需满足材料运输与存放的需求。
（2）具有足够的强度和整体刚度，门架坚固稳定，安全可靠；
（3）能组合拼装成以300mm进级的各种不同高度的模架；
（4）装拆灵活，搬运方便，通用性强，能多次周转使用；
（5）脚手架的规格和附件的品种少，能满足多种用途的需要。
2、门式脚手架规格的确定
在设计门式脚手架的过程中，我们借鉴了国际门式脚手架的模数制特点，同时，也充分结合了我国结构设计中的模数需求，对设计进行了以下几方面的优化：
国际上门式脚手架的尺寸种类繁多，既有采用国际单位制，也有使用英制单位。在我国，国际单位制已被正式确立为法定计量单位，并在设计领域积极倡导使用米制，同时对市制进行改革，对英制进行限制，并逐步废除旧的杂制计量方法。在本设计中，所有计量单位均遵循法定计量单位的规定。
国际上通用的门式脚手架在升级时遵循一定的级差。例如，其宽度尺寸通常分为三种，以国际单位计，有900毫米等尺寸；而以英制单位计，则有914毫米等尺寸。至于高度尺寸，种类繁多，形成了一套独立的体系，但大多数情况下，都是以300毫米（即1英尺）或150毫米（即0.5英尺）为进级标准。在设计过程中，我们采纳了与我国建筑规范相一致的模数制，该制式能够将构件组合并拼装成300毫米等差的不同高度，从而满足建筑物在跨度、深度、柱间距离、房间宽度和楼层高度等方面的多样化尺寸需求。
我国钢管脚手架的步距通常为一定范围，因此YJ型门式脚手架的尺寸标准设定为：门架的宽度固定，高度设定为特定数值，调节架的高度则有三种选择，分别为900mm、600mm以及另一种数值。在高度设计上，采用了以300mm为间隔的模数系统，该系统可以组合出多种以300mm为间隔的不同高度组合。使用该模数设计，能够有效缩减附件的种类和规格，例如，交叉斜撑仅需两种款式，连接臂则仅需一种，同时还能满足不同高度拼接的需求，这对于现场管理和实际应用都大有裨益。
该门式脚手架设计一经完成，我们便携手无锡县门式脚手架制造厂、冶金部第三冶金机械厂以及邯郸煤矿机械厂展开试制工作。在门架的试制阶段，我们首先遭遇了钢管材料方面的难题，鉴于国内尚无专门生产门式脚手架专用钢管的厂家，冶金部三冶公司特地前往鞍钢采购钢管，然而得到的答复却是冶金部并无我们所需要的规格尺寸的钢管，无奈之下，我们只得采用尺寸相近的厚壁钢管作为替代。若将Ф42.3×2.75mm规格的钢管替换为Ф42×2.5mm，将Ф26.8×2.75mm规格的钢管替换为Ф28×2.0mm，则会导致门架重量上升。由于钢管截面尺寸的差异，不同厂家生产的门架将无法实现互换。
冶金部下属的三冶机械厂以及其他几家试验性工厂生产的门式脚手架，已成功应用于鞍钢的重点改造项目以及无锡、盐城等城市的多个工程，并展现出优异的性能，最终在1989年11月14日顺利通过了部级的技术评估。
在门架的使用过程中，我们遭遇了另一难题：众多施工单位手中持有大量扣件脚手架的钢管。这些钢管在施工环节中多次被截断，因而累积了大量短钢管，这些短钢管无法继续使用。施工单位期望能够将这些短钢管加工成门架。经与相关试制单位沟通协商，我们在设计上加入了Ф48×3.5mm的钢管门架。这种门架不仅强度和刚度出色，而且适用于楼层不高的内外脚手架搭建，同时也可作为楼板和梁的模板支撑结构。此外，它还能用于预制楼板的支撑。因此，这种脚手架颇受施工人员的青睐。然而，由于重量较重，它并不适合用于高层建筑或宽敞空间的内外脚手架搭建。
在20世纪90年代初期，我国各地纷纷成立了众多脚手架生产企业，其中包括四川的华兴机械厂、中国的脚手架公司、广西的五建金属结构厂以及无锡的远东建筑器材公司等，这些单位均为协会会员。此外，非会员单位的脚手架厂数量也相当可观，达到数百家之多。同时，还有众多规模较小的家庭作坊式工厂，以广东佛山地区为例，就有超过40家从事脚手架生产的公司，它们主要生产门式脚手架。江苏无锡地区拥有超过六十家脚手架生产企业，这些企业能够制造门式、碗扣式以及插销式等多种类型的脚手架。这些产品在众多建筑工程中得到了广泛的应用，同时，不少从事钢模板租赁的企业也纷纷采购了大量门式脚手架用于出租。当时，国内门式脚手架的使用需求持续增长。然而，尽管如此，门式脚手架在国内的生产与使用历史并不长，发展并未达到理想状态，反而在施工领域的应用逐渐减少。
主要原因是多数脚手架企业的生产规模较小，设备较为简陋，生产工艺较为陈旧，导致产品质量难以得到保障，同时产品价格也相对较低。为了在市场上占据一席之地，这些企业间展开了激烈的恶性竞争，进而导致产品价格持续下降，企业利润不断减少。产品质量的下降使得门架的刚度减弱，运输和使用过程中更容易出现变形，从而严重阻碍了这项新技术的推广和应用。
众多门式脚手架生产商被迫停业，其中一些企业转向生产其他种类的脚手架，而另一些则专注于为外国客户定制加工。例如，无锡地区就有数家脚手架厂，其中有的专门为日本客户生产门式脚手架，有的则能够生产不同类型的脚手架，为欧洲、日本等多个国家提供定制服务。然而，由于这些企业之间的无序竞争和价格战，导致企业利润微薄，大部分利润都流向了外国客户。
这些厂家为外国企业代工的产品质量普遍较高，然而产品上却印有外国企业的标识。在那个时期，我曾向相关负责人表达过我的观点，即你们不应长久地为外国老板效力，而应着手打造自己的品牌。遗憾的是，当时国内的建筑行业尚不成熟，施工方对新型脚手架的接受度不高。
三、存在的问题
欧洲与日本等国的门式脚手架，经过二十余年的发展历程，已跃升为主导型脚手架。我国自70年代起便开始使用门式脚手架，至90年代，同样历经二十多年，但此类脚手架并未成为市场主流，反而迅速退出了建筑领域。门式脚手架为何未能持续发展？为何扣件式脚手架依然占据主导地位，安全事故却频发？其中的主要问题包括：
一些研究设计单位所生产的脚手架，自成一套体系，彼此之间无法兼容，种类和规格繁多。众多生产厂家的产品规格，大多模仿外国产品，采用英制尺寸，配件的规格众多，通用性较低。尽管1991年发布了《门式钢管脚手架》（JGJ76--91）行业标准，但对该标准了解和持有的人寥寥无几，更不用说如何去执行和贯彻这一标准了。因此，各生产厂家缺乏统一的设计规范和产品标准，导致产品规格各异，质量要求参差不齐，这不仅给施工单位的操作与维护增添了诸多不便，影响了产品的推广和应用，而且，还可能对建筑施工的安全构成潜在威胁。
国内各厂家对于门式脚手架的关键组成部分命名各异，各自拥有自己的称谓体系，这样的状况为脚手架的广泛使用和推广带来了诸多不便。例如，涉及到的零部件有：
门式脚手架又称门型脚手架，亦称门架式脚手架，还被称为多功能脚手架。
（2）门架的别称：门型架、门式架、骨架、主架；
（3）调节架的别称：框架、梯形架、门型支架；
（4）横框的别称：水平架、平行架、连接架、平架；
（5）交叉斜撑的别称：交叉拉杆、剪刀撑、交叉支撑、斜撑；
一些脚手架生产厂家所使用的钢管材质和规格并不符合设计标准，加工精度不足，使用寿命较短，这严重阻碍了新技术的普及。在冶金部的产品项目中，并未包含脚手架用钢管，因此国内陆续成立了数十家钢管生产企业，其中多数为仿制钢管厂。为了在市场竞争中保持低价策略，脚手架生产厂家在钢管的材质和质量方面有所妥协。这些工厂的脚手架被运至施工场地，然而，由于门架的刚度不足，已有部分脚手架出现了变形。这种脚手架不仅使得拼装过程变得更加复杂，而且其承受力显著下降，严重影响了脚手架的施工安全性，导致安全事故频发。面对这一状况，施工单位是否还会继续使用这种脚手架呢？因此，他们纷纷放弃了门式脚手架，转而采用了扣件式脚手架。租赁单位投入了巨额资金购置了门式脚手架，然而，却无人问津，导致这些门式脚手架积压在仓库中，最终变成了废铁。
四、几点建议
门式脚手架作为历史上最早使用、应用范围最广、功能最为丰富的脚手架之一，至今在众多国家仍广泛存在。在我国推广使用门式脚手架的过程中，并非是因为门式脚手架与我国国情不相适应，而是我们在实际操作中遇到了一些问题，这些问题包括产品质量和施工应用上的不足，尤其突出的是市场管理和质量监管方面的问题。我依然期盼着门式脚手架这株花朵能够绽放，正如俗语所说，单花绽放不足以构成春天，唯有百花齐放方显春意盎然。在确立门式脚手架产品的规格与标准过程中，以下几方面值得考虑：
我国已确立国际单位制为法定计量单位，因此，在制定门式脚手架的标准过程中，必须遵循这一规定，全面推行法定计量单位，并停止使用英制单位。
门架的宽度与间距需制定统一的标准，以确保不同厂家生产的门架能够相互兼容。虽然门架的高度不必完全一致，但原则上应按照每300毫米为一个等级进行划分。
在遵循统一标准的前提下，各厂商生产的商品可以展现独特之处，然而，需努力降低商品型号和类别的多样性。
4、国际上广泛使用的脚手架多选用低合金钢材料。相较于普通的碳素钢管，低合金钢管在屈服强度上提升了46%，重量减轻了27%，大气腐蚀抵抗能力增强了20%至38%，使用寿命延长了25%。因此，我们建议采用低合金钢管来替换碳素钢管，这样做不仅能减轻脚手架的重量，还能显著提升其使用寿命，从而带来显著的经济和社会效益。
近期，行业内部分单位成功研发出新型钢材，包括索氏体不锈钢与低合金高强度钢。此类钢材具备高强度、轻质化的特点，且成本相对较低。目前已试制出钢模板、钢脚手板、钢管等产品，并在施工项目中投入使用。我认为这种钢材的发展潜力巨大，值得加以关注。