阻燃型組合式整體提升腳手架的設計及應用*

耿 濤 陶云海 黃 滔

1.上海建工一建集團有限公司 上海 200120；2.上海東順建筑工程有限公司 上海 200437

1 工程概況

蘇州月亮灣B-05地塊工程位于蘇州工業園區，由1 棟47 層主樓、1 棟3 層裙房以及3 層地下室組成。主樓建筑總高222.80 m，主樓采用框架-核心筒結構體系。主樓4層以上為標準層，建筑層高4.20 m，其中18層和33層為設備、避難層，建筑層高7.80 m，45～47 層建筑層高4.50 m，屋頂機房層建筑層高6.50 m，本工程主樓標準層單層面積約2 000 m2。

框架結構外輪廓從首層至頂端無收縮變化，其中南北兩面為直線段，東西兩側則采用弧形段進行過渡。整體提升腳手架從4層結構施工開始安裝，至47層結構施工完畢后拆除，除滿足標準層結構施工外，7.80 m超高桁架結構層施工則需要著重考慮[1]。圖1為安裝完成的阻燃型組合式整體提升腳手架實景。

圖1 阻燃型組合式整體提升腳手架實景

2 阻燃型組合式整體提升腳手架設計

1）架體在平面沿結構外輪廓布置一圈形成環通，在立面從上至下共覆蓋4 個標準層樓層，架體總高度控制在18 m左右。其中最底部為桁架加強層[2]，步高為2 m（圖2），桁架層以上均為標準層，標準層架體每步步高為1.8 m。

圖2 底部桁架加強層

2）新架體采用了全金屬構架，整個架體由φ48 mm鋼管內立桿和8#槽鋼外立桿組成豎向受力主框架。外側圍護體系和走道板選用阻燃式鍍鋅鋼絲網板，該網板由密目鋼絲網外包角鋼框。角鋼框和主框架通過螺栓形成可拆卸連接方式。底層桁架增強層的上弦和下弦采用6.3#槽鋼，腹桿采用50 mm×5 mm等邊角鋼（圖3）。

3）架體沿建筑物一圈共設置40 個機位，機位間最大跨度控制在5.3 m。機位處設置100 kN環鏈式電動葫蘆，采用動力同步系統控制架體的升降，分別設置總質量和單機質量的上下限，當任何一機位發生超載或欠載時，均能自動報警并切斷總電源，起到安全保障作用。

圖3 全金屬阻燃式框架體系

4）為防止架體在升降過程中因懸臂過高而出現傾覆現象，在每一提升機位處均必須設置上下2 道防傾裝置。該防傾裝置由防傾導軌，導向滑輪機構和連接件3 部分組成，防傾導軌為10#工字鋼，其一側由豎向間距為0.9 m的連接件扣于機位處豎向主框架的雙立桿上，導向滑輪機構一端固定于建筑物結構層上，一端卡于10#工字鋼的槽內，當架體作上下升降運動時，滑輪組與工字鋼之間只能作上下相對移動，從而起到防止架體向外或向內傾斜的作用。

3 阻燃型組合式架體安裝

3.1 安裝技術路線

1）架體所有構件在工廠預制完成后運抵現場。結合施工進度，安裝過程分地面組裝和空中拼裝2 個階段。

2）在結構樓層進入標準層施工后開始吊裝架體單元，每施工一層，架體安裝一層即2 個步高，待連續施工4 個結構樓層后，架體完成所有拼裝步驟，形成整體提升腳手架體系，跟隨結構施工逐層提升。

3）地面組裝時應結合現場施工場地布置和結構施工進度，組裝一層，吊運一層，拼裝一層，避免因施工場地緊張或工序銜接出現問題繼而影響工程總體進度。

3.2 安裝流程

在地面進行豎向主框架與底部水平桁架安裝，組裝一層→進行吊裝→完成首層的拼裝→矯正水平→設置首層硬拉結→隨結構再次進行架體的吊裝拼裝→安裝下拉桿并與結構有效固定→隨結構進行架體搭設及硬拉結→上拉桿固定、安裝電動葫蘆及防傾覆裝置→安裝調試架體同步控制系統，設置超載上限和欠載下限→利用同步控制系統測量架體總質量與單機質量→聯合驗收合格→機械檢測中心檢測合格→爬升準備

3.3 地面組裝

1）地面組裝時，根據塔吊的吊裝能力，合理劃分每一榀吊裝單元。其中高度方向控制2 個步高，水平長度方向控制2 個機位間距。

2）逐步安裝豎向主框架，豎向主框架之間用M12的連接螺栓進行連接固定，嚴格控制好豎向主框架的垂直度，同時控制好腳手架水平平整度。圖4為地面組裝示意。

3.4 空中拼裝

1）將原有非標準層落地腳手架體系先拆至架體安裝樓層標高，在上面擱置最底部桁架層組裝單元（圖5）。

圖4 地面組裝單元

圖5 架體空中吊裝和拼裝

2）單位架體落位后，沿長度方向上由一邊向另一邊逐片拼接每榀單元，將鍍鋅鋼絲網板與外側圍護和走道板用M12螺栓連接，將各個機位豎向主框架連成整體。

3.5 動力提升設備安裝

1）安裝防傾覆裝置。防傾導軌用U形螺栓與機位豎向主框架連接固定，防傾導軌必須保持垂直。防傾裝置一頭導向輪卡于防傾導軌內，另一頭用M27的穿墻螺栓與建筑物主體連接固定。

2）安裝鋼梁。鋼梁一頭用M27穿墻螺栓與建筑物主體連接，另一頭利用花籃拉桿固定在上層結構體系上。

3）安裝電動葫蘆：電動葫蘆一頭掛在鋼梁上，另一頭掛在承力托架上。

4 架體升降

4.1 架體的升降技術路線

根據層高不同，將架體的升降作業分成普通標準層和7.8 m超高桁架層區別對待，桁架層的架體升降須結合結構施工進行優化。

4.2 升降流程

驗收、檢測合格→檢查各受力點，電動葫蘆預緊情況、防傾裝置、防墜裝置是否齊全→確認無誤，拆除下拉桿固定螺栓和每層硬拉結→試提升（下降）10 cm→正常提升（下降）→提升（下降）到位后，安裝下拉桿固定螺栓和每層硬拉結，架體底部封閉，隔離恢復→驗收合格后，交付使用→結構施工

4.3 標準層爬升

1）爬升前的檢查。包括防傾裝置是否安裝到位并且有效可靠；電動葫蘆是否預緊并且處于完全受力狀態；防墜吊桿是否安裝到位并且有效可靠；腳手架與建筑物之間是否有障礙物存在，如有障礙物應及時拆除；架體上是否有其他荷載存在，如有應及時清理至樓層等。

2）試升降10 cm，觀察附著升降腳手架的運行情況是否正常，同時觀察電動葫蘆運行情況是否正常、有無異常聲響。如發現異常，及時警示。

3）確認無誤后正式開始升降作業，整個爬升過程分為4 個步驟[3,4]。

步驟一：初始狀態。最上方結構樓層施工完畢，此時整體提升腳手體系通過下拉桿與結構形成可靠連接。

步驟二：預緊電動葫蘆，松開下拉桿，完成支撐體系和提升體系受力轉換。

步驟三：利用電動葫蘆同步提升腳手架。

步驟四：架體提升到位，利用下拉桿與架體連接固定，提升體系與架體支撐體系完成受力轉換。

4.4 7.8m超高桁架層升降

4.4.1 施工流程優化

由于桁架層的高度達到了7.8 m，比標準層4.3 m層高高出3.5 m。如通過增加架體高度的方法滿足該層結構施工需求，勢必對架體的受力性能重新分析，同時每次通過桁架層的增設及拆除架體也會對工程進度和施工安全帶來影響。因此我們對桁架層的結構施工流程進行了優化，同時有針對性地在通過桁架層時，增加架體的臨時加固、拉結等一系列安全措施。

1）分段澆筑。將7.8 m高桁架層分2 次3 900 mm澆筑，跟隨結構的分段施工，整體提升腳手架在穿過此層時同樣分2 次提升，澆完一段，提升架體，再施工上一段，確保腳手架外圍護體系始終高于施工作業樓層面。

2）增加臨時防傾導軌。為防止架體在爬升過程中穿越7.8 m層高而產生傾覆，在原有防傾導軌基礎上，在立桿頂端增設1 道臨時防傾導軌，確保架體在升降過程中的垂直度與穩定性。

3）搭設獨立方架。在桁架層結構樓面對應外圈機位所在位置用φ48 mm鋼管搭設獨立方架，其中立桿橫距0.8 m，縱距0.8 m，步距1.8 m，該獨立方架端部與桁架層鋼結構作臨時搭接，另一端與腳手架體系內側立桿相連接，并設置拋撐進行臨時加固。

4.4.2 施工工況說明

由于架體升降原理和標準層基本一致，這里僅針對爬升過程中離開和進入桁架層的特殊工況進行說明。

1）進入桁架層。18層結構樓板施工完成，準備7.8 m高桁架層及19層施工，架體提升半個層高即3.9 m，搭設獨立方架，增加臨時防傾裝置，同時加設拋撐，確保高懸臂架體不發生傾覆現象（圖6）。

2）離開桁架層。21層結構樓板施工完成，準備22層結構樓板施工，架體提升到位后，架體底部離開18層樓面3.6m，利用獨立方架與架體增加臨時拉結，同時在架體與樓面空當處兜設安全網（圖7）。

5 阻燃型組合式整體提升腳手架拆除

依照架體的安裝步驟，架體的拆除依然由2 個階段組成，第1階段為架體的分段空中解體，第2階段為架體的分步地面散拆。

圖6 架體進入桁架層工況

圖7 架體離開桁架層工況

1）拆除準備。在施工區域的樓層面和相對應的地面范圍內畫出警戒范圍，警戒區域內嚴禁人員進出。同時應將架體上的建筑垃圾及零星設備材料進行全面清理。

2）分段拆除的起吊能力，一般以2～3 個機位之間的架體作為1 個吊裝單元，立面上無需再進行分段，按順時針或逆時針方向依次拆除。

3）松開螺栓，將外側圍護、走道板與豎向框架進行分離，考慮到架體最底部螺栓處于封閉的跳空狀態，為避免破壞式的拆除方式，設計時采用了多功能一體式翻轉隔離走道板，翻板打開時，可有足夠的空間拆除螺栓。

4）分段解體后的架體到地面后，應水平擱置在枕木或槽鋼上，依次拆除。

6 結語

阻燃型組合式整體提升腳手架工廠化程度高，架體一次搭設成型，無需繼續占用施工場地，有效解決了施工場地日趨狹小的困境；由于拆裝方便，能節約大量勞動力。與傳統的鋼管附著式提升腳手架相比，全新的阻燃型組合式整體提升腳手架體系將擁有更廣闊的前景。