集成式爬架在住宅樓施工中的應用

葛川玲 劉 坤 孔祥玉

中建二局第四建筑工程有限公司 天津 300457

1 工程概況

哈爾濱富力江灣新城項目主樓5#樓地下3層，地上40層，出地面高度為135.45 m，標準層高為3.15 m，建筑面積5.19×104m2，3～40層均為標準層。主體施工時，外部采用集成附著爬升式腳手架作為防護架。

2 集成式爬架的特點

傳統的超高層主體結構施工時一般使用懸挑式雙排防護外架，其耗材量大、勞動強度大、作業環境危險、進度緩慢、塔吊占用率高，且不利于二次結構的插入，對項目經濟收益情況也不好。因此本項目的防護架選用一種定型化程度高、人工投入少、且能夠整體提升的集成式爬架。該集成式爬架搭設一定高度后附著于工程結構上，依靠自身的升降設備和裝置，可隨工程結構逐層爬升或下降，它將高處作業變為低處作業，將懸空作業變為架體內部作業，架體美觀、搭設簡單，不占用塔吊吊裝時間，大大縮短了工期、節省了人工及材料費用。同時，其外立面設有防護網整體防護，主框架配有防墜落、防傾覆裝置等多重保護，具有良好的安全性能。

3 集成式爬架的設計

3.1 立面設計

本工程升降腳手架設計外排高度為 14.50 m，架體凈寬0.75 m，架體立柱節間距離最大5 m，架體滑輪底座底部距離鄰近上樓面 0.90 m。豎向主框架Ⅰ～Ⅳ均為4.50 m（含外立柱1.60 m），架體側立面如圖1所示。

圖1 架體側立面示意

3.2 預埋設計

預埋件采用φ50.00 mm×2.50 mm PVC管制作，長度為相應點位處墻厚（梁厚或板厚）。要保證窗洞、邊梁處的預埋件中心外至少有厚150 mm的混凝土，以保證強度要求。保證在混凝土澆筑過程中預埋件位置準確，偏差在允許范圍之內。預埋件兩端須利用海綿、泡沫、鋸末、膠帶封堵，防止澆筑時注入水泥。混凝土澆筑、振搗時應避讓預埋管，防止預埋件發生較大偏移[1,2]。

4 集成式爬架的安裝

4.1 安裝流程

集成式爬架分4段，地面組裝后再吊裝，第1～第3段均為2個操作層，第4段為1個操作層。

搭設安裝平臺→組裝第1段升降腳手架各部件→第1段升降腳手架吊裝→第2段升降腳手架組裝、吊裝→安裝附墻支座、卸荷裝置、防護鋼網→第3段升降腳手架組裝吊裝→安裝腳手板、防護鋼網→第4段升降腳手架組裝、吊裝→安裝附墻支座、卸荷裝置、防護鋼網、提升鋼絲繩→組裝至設計高度→擺放電控柜、分布電纜線、安裝電動葫蘆、接線、調試電器系統→預緊電動葫蘆、檢查驗收、同步提升1層→安裝全部完畢，進入提升循環

4.2 集成式爬架安裝平臺搭設

本工程計劃在11層搭設安裝平臺，平臺由原防護架改造而成，離墻距離不大于300 mm，平臺寬度1.20 m，外側搭1.50 m單排防護，外掛安全網（圖2）。平臺操作面位于平臺樓層頂板下方0.45 m處，平臺上滿鋪腳手板，平臺基本承載要求為5 kN/m2。

圖2 安裝平臺搭設

4.3 豎向主框架安裝

豎向主框架Ⅰ高4.50 m，由滑輪底座、導軌、外立柱、三角連接架組成空間鋼架，導軌和立柱用M18螺栓安裝在底座上，三角連接架安裝在導軌和立柱內側。豎向主框架Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ高4.50 m，由三角連接支架、框架提升梁及導軌立柱連接件組成空間鋼架。

豎向主框架立柱間采用槽鋼和連接板連接，節點連接件配用M18×40螺栓，立柱垂直于滑輪底座，禁止偏移。單節垂直度偏差≤10 mm、多節垂直度偏差≤30 mm。利用鉛錘吊線檢測豎向主框架垂直度偏差。連接螺栓應齊全、不得松動。

豎向主框架導軌、外立柱與水平桁架及鋼板腳手板按組裝圖在地面上分段組裝完畢后，用塔吊吊運到安裝平臺上進行其他部分組裝[3]。

4.4 水平桁架安裝

水平桁架采用C型鋼橫桿、角鋼立柱及斜桿組成，C型鋼腹板沖有間距100 mm孔，用M16螺栓安裝在導軌內側和外立柱外側，安裝高度須符合組裝設計要求。

水平桁架的組裝要根據附著升降腳手架的各立面圖標注的內外桁架水平長度和距離進行選件組裝，不得錯用和隨意替換，桁架端部距豎向主框架中心間距必須符合圖紙要求。

當腳手板為鋼板網時，C型鋼橫桿中部位用φ16 mm螺栓拉桿拉結，將橫桿間距控制在808 mm，同時，螺栓拉桿間距≤2 m。

主框架吊至平臺后需將各拼裝單元組裝成整體，用桁架連接角板將桁架連接成整體，用M16螺栓固定，桁架應平行于建筑物外墻，距離結構梁邊為400 mm。

4.5 附著支承結構的安裝

穿墻螺栓及附墻支座：檢測預埋孔位置是否符合明面布置圖和預埋圖，檢查無誤后，安裝穿墻螺栓。墻體內側安裝墊板，預緊螺母；墻體外側安裝附墻支座，附墻支座中心線與導軌及預埋孔中心線對齊，水平偏差≤30 mm。附墻支座和墊板必須貼實墻體后方可擰緊穿墻螺栓螺母。穿墻螺栓禁止漏裝、虛裝；墊板應墊實結構；螺母必須擰緊，擰緊力矩為40～65 kN，禁止松動（圖3、圖4）。

圖3 附著導向裝置（附墻支座）

圖4 附著導向裝置（水平鋼梁）

4.6 導輪組、提升鋼絲繩及繩卡的安裝

1）每套附墻支座均安裝2套導輪組。導輪組用M22×50螺栓與附墻支座連接，禁止偏移、扭曲，水平偏差為-5～5 mm。

2）提升鋼絲繩規格為φ19.50 mm（6×37），提升鋼絲繩從滑輪底座上2個滑輪穿過，將鋼絲繩嵌入滑輪槽中并保證滑輪轉動，一端通過繩卡和鎖具卸扣與鋼絲繩提升梁連接，另一端穿過滑輪掛于電動葫蘆下吊鉤上，用繩卡鎖緊。

3）繩卡采用Y20，每端4個，繩卡安裝間距要符合如圖5所示的要求，繩卡螺栓、螺母應擰緊[4]。

圖5 繩卡安裝間距示意

4.7 智能荷載控制系統安裝

智能荷載控制系統由智能控制器、荷載傳感器、吊環、高強螺栓組裝而成，安裝在主框架的提升梁上（圖6）。

安裝時在高強螺栓及吊環螺紋處涂抹黃油，擰入傳感器螺紋孔內，直至旋轉不動為止。

4.8 電器及智能控制系統安裝

1）主電纜線固定安裝于附著升降腳手架電動葫蘆操作層內側防護鋼網上，主電纜線應穿過電線套管并固定于同一高度內，分片處主電纜線預留長度應滿足提升1層高度的要求，電纜線接頭必須利用絕緣防水膠布綁扎牢固；接線應牢固可靠，避免虛接、漏接；

2）電控柜應滿足接零及漏電保護等安全要求并固定于架體主框架的框架提升梁附近，以方便操作；

3）附著升降腳手架避雷方法采用與建筑結構接地引下線連接的方式；

4）電動葫蘆安裝于提升梁的吊環上并安裝防塵防雨罩，電動葫蘆鏈條要保持清潔潤滑，下吊鉤調到底處時鏈條不得翻鏈、扭鏈，以保證葫蘆下鉤轉動靈活。

4.9 防護安裝

附著升降腳手架底層安裝操作層鋼板，鋼板采用折彎花紋鋼板，鋼板與結構之間縫隙用翻板蓋嚴。翻板與底層鋼板間用鉸鏈連接，鋼板采用M12×30 mm螺栓與桁架的C型鋼連接。

防護鋼網使用2 000 mm×1 000 mm鋼板網，鋼板網四邊與角鋼邊框焊接。同時，防護鋼網上下通過掛鉤固定于豎向主框架外側C型鋼或桁架的凹槽內，并用卡頭將所有鋼板網與C型鋼或桁架固定。

4.10 集成式爬架防墜及防傾覆安裝

4.10.1 集成式爬架防墜原理

附著升降腳手架防墜器的作用是當升降腳手架在非正常狀態下墜落時能自動地托住導軌。導軌固定在升降腳手架上，防墜裝置為鑄鋼件，安裝在每個附墻支座內，防墜器利用擺陣原理，上升狀態時，防墜器擺陣始終在導軌的防墜板內擺動，當突然下墜時托住導軌的防墜擋板，起到防墜作用；防墜裝置與導軌上的防墜擋板構成防墜系統。附著升降腳手架在使用工況時，同時有3道防墜裝置起作用，保證附著升降腳手架安全正常使用。在日常施工中，應經常清理提升滑輪組里的雜物，以保證防墜裝置動作靈活。防墜系統及防墜過程如圖7、圖8所示。

圖6 荷載控制系統

圖7 防墜系統示意

4.10.2 集成式爬架防傾原理

附著升降腳手架的防傾功能主要是通過導輪組和導軌的共同作用實現的。建筑結構施工時按照預埋圖紙進行孔洞預埋，附墻支座通過穿墻螺栓固定在建筑結構上，導軌與附墻支座用防傾導輪組連接，導輪組抱在導軌里，升降腳手架只能沿導軌上下運動而無法往里或往外傾倒，從而起到防傾作用（圖9）。

圖8 防墜過程示意

圖9 防外傾原理示意

4.11 防雷措施

集成式爬架是高聳的金屬構架，因此避雷措施十分重要。在建筑電氣設計中，隨著建筑物主體的施工，各種防雷接地線和引下線都在同步施工，當升降腳手架一次上升完成時，在升降腳手架上部操作層找1～2處，用厚度不小于4 mm的扁鋼把架體與建筑物主體結構的豎向引下線接起來（焊縫長度應大于接地線直徑的6倍），使架體良好接地，接電電阻值不得大于30 Ω。在施工期間如遇有雷雨，升降腳手架上所有人員必須立即離開[5]。

5 結語

哈爾濱富力江灣新城項目施工過程中，采用集成式爬架代替落地式外腳手架、懸挑腳手架，大大縮短了工期、節省了人工及材料費用，具有良好的安全性能與經濟性，突顯出了集成式爬架的優越性，為后續工程提供了熟練的方法和成熟的經驗。