異形建筑結(jié)構(gòu)爬架施工技術(shù)的研究應(yīng)用

高 永 杰

(山西宏廈建筑工程第三有限公司，山西 陽泉　045008)

1　概述

當(dāng)前，隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，高空施工作業(yè)的爬架外防護安全技術(shù)也取得了長足的進步。但是，對于異形建筑結(jié)構(gòu)，由于建筑爬架技術(shù)的局限，其應(yīng)用仍然受到了限制。為了解決這一問題，我們探索了異形建筑結(jié)構(gòu)中爬架施工技術(shù)的應(yīng)用。

太化藍月灣項目6號樓工程，總建筑面積28 723.86 m2，為一棟25層的一類高層辦公樓，地上25層，地下2層，其外形近似為橢圓形形狀，該建筑東西向長34 m，南北向?qū)?6.2 m，建筑物檐口高度99.75 m，建筑樓層標(biāo)準層層高為3.9 m，該建筑使用爬架技術(shù)主要難點如下：

1)橢圓形形狀建筑如何保證全封閉安全防護；

2)建筑樓層在第24層和25層在四個大角部位全部內(nèi)收(2 500×4 100)，支撐體系在四個大角難以設(shè)置；

3)在其東北角第21層～25層為天井(5 680×8 300)，無樓板可作為爬架支撐體系；

4)局部存在大跨度懸挑結(jié)構(gòu)，支撐點設(shè)置需要加強。

由于建筑平面和建筑形狀的較大變化，使得爬架設(shè)計及施工操作難度挑戰(zhàn)較大。我們通過研究攻關(guān)，解決了6號樓異形建筑結(jié)構(gòu)爬架的施工難題。

2　異形建筑爬架施工難題解決方法及適用范圍

1)異形建筑爬架施工難題解決方法：

a.橢圓形建筑結(jié)構(gòu)爬架支撐體系采用漸變式內(nèi)收結(jié)構(gòu)，分段漸變內(nèi)收，但爬架與建筑主體最大防護距離均控制在400 mm～800 mm之間。

b.天井部位(東北角21層～25層)無樓板支撐處，更換短肢板梁作為支撐，預(yù)埋件布置于框架梁上。

c.四個大角局部內(nèi)收處，增加2道鋼絲繩卸載裝置及2道內(nèi)支撐，以增強其抵抗水平荷載能力及安全系數(shù)。

d.局部大跨度懸挑結(jié)構(gòu)底部增設(shè)鋼管頂撐，確保施工安全。

e.利用數(shù)控式電動葫蘆及其支座使鋼板網(wǎng)式外防護架隨樓層上升或下降。

f.增設(shè)防墜裝置使爬架安全性得到提高。

2)適用范圍：

適用于高層建筑或超限超高層建筑的橢圓形異形結(jié)構(gòu)。

3　工藝原理

利用建筑物的鋼筋混凝土剪力墻或樓板作為腳手架支撐點，采用電動葫蘆作為動力系統(tǒng)進行爬架系統(tǒng)提升。主要分為桁架系統(tǒng)及附墻、提升系統(tǒng)、智能同步控制系統(tǒng)。

4　施工要點

4.1　工藝要求

底部桁架地面組裝→底部桁架分段吊裝→架體搭設(shè)及預(yù)埋→防護設(shè)施安裝及架體校正→附墻支座的安裝→提升機構(gòu)安裝及調(diào)試→控制系統(tǒng)安裝調(diào)試→架體提升→架體拆除。

4.2　操作要點

4.2.1底部操作平臺搭設(shè)

操作平臺搭設(shè)立桿間距為1.8 m，大橫桿步距為1.8 m，寬度為1.2 m～1.5 m,平臺承載能力為荷載4.5 kN/m2。

4.2.2爬架組裝

所有構(gòu)件按圖紙要求連接到位。

4.2.3埋設(shè)預(yù)埋件

防墜裝置固定在樓板或剪力墻上，每次澆筑混凝土前先預(yù)埋φ34 mm PVC管兩端兩根，位置相對應(yīng)在爬架錨固樓板中部和尾部，拆模后安裝螺栓，提升后可拆卸循環(huán)利用。

4.2.4結(jié)構(gòu)安裝

1)主框架下節(jié)與中節(jié)連接、立框下節(jié)和中節(jié)統(tǒng)一使用法蘭板通過M16×50螺栓連接。

2)提升機構(gòu)的安裝。

a.安裝上吊塊至附墻支座頭部。

b.懸掛提升用電動葫蘆。

4.2.5安裝附著支座

附墻支座由標(biāo)準三角支座和板式鋼梁組成，可起導(dǎo)向、防傾、防墜作用。

4.2.6安裝防傾裝置

在每個附墻支座上設(shè)置一組防傾裝置，從上至下共三組。防傾裝置可以防止附著升降整體裝配架內(nèi)外傾翻。

4.2.7安裝防墜裝置

4.2.8控制系統(tǒng)

1)功能說明：同步荷載監(jiān)控系統(tǒng)包括智能主控制柜和智能分控制箱，主要通過每個機位下部的力學(xué)傳感器完成架體受力信號采集(若架體受力不均勻時，電控系統(tǒng)停止工作)，并對數(shù)據(jù)信號進行處理和控制。

2)電動葫蘆提升系統(tǒng)。電動葫蘆主要參數(shù)：額定起重量為7.5 t，鏈條長8 m，單臺凈重約72 kg，電機功率500 W，提升速度為13 cm/min。

4.2.9安裝電動葫蘆

提升時，安裝上掛鉤，懸掛電葫蘆，同時檢查控制系統(tǒng)是否正常。

4.2.10提升爬架

1)準備。

在爬架提升前，要對架體做全面細致的檢查，正式投入使用前要進行調(diào)試與驗收并試運行，自查、試運行合格并經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格后方能使用。

2)提升步驟。

拆除最下道支座→安裝提升設(shè)備→檢查控制系統(tǒng)→預(yù)緊電動葫蘆→檢查并拆除影響提升障礙物→報驗、檢查驗收簽提升令→打開翻板做最后檢查→提升架體到位后打好頂撐→恢復(fù)翻板、松開電葫蘆。

4.2.11異形建筑結(jié)構(gòu)爬架施工難點部位處理。

1)設(shè)計方案的改進：

a.由于建筑結(jié)構(gòu)為橢圓形形狀，采用標(biāo)準矩形結(jié)構(gòu)的方法無法保證建筑安全防護全封閉施工，在爬架方案設(shè)計中，我們考慮到了這一問題，并采用了漸變式內(nèi)收結(jié)構(gòu)，分段漸變內(nèi)收，但爬架與建筑主體最大防護距離均控制在400 mm～800 mm之間，并采用鋼質(zhì)翻板全封閉防護。

b.天井部位(東北角21層～25層)無樓板支撐處，采用普通的長鋼梁及三角支架無足夠空間安裝，更換為短肢板梁作為支撐，預(yù)埋件布置于框架梁上。

c.四個大角局部內(nèi)收處，增加2道鋼絲繩卸載裝置及2道鋼管內(nèi)支撐，以增強其抵抗水平荷載能力及安全系數(shù)。

d.局部大跨度懸挑結(jié)構(gòu)底部每個部位均增設(shè)2根鋼管頂撐，確保施工安全。

2)施工操作：

根據(jù)設(shè)計方案，我們結(jié)合施工現(xiàn)場實際對異形結(jié)構(gòu)爬架施工難點部位進行了重點管控，并細化了設(shè)計方案,見圖1，圖2。

3)施工效果：

通過設(shè)計方案和施工措施的多管齊下，異形結(jié)構(gòu)爬架從2016年6月～2017年4月接近11個月的時間里，經(jīng)受了季風(fēng)、暴雨、雷電、雨雪等多種施工作業(yè)環(huán)境的考驗，安全順利完成了外防護施工任務(wù)，達到了施工目標(biāo)。

5　安全措施

1)從事爬架安裝、拆除以及進行升降操作的人員要持有建設(shè)行政主管部門頒發(fā)的建筑施工特種作業(yè)操作資格證書。

2)公司項目管理人員要嚴格按照施工組織設(shè)計，現(xiàn)場督促指導(dǎo)操作人員按操作工藝流程進行爬架的組裝、搭設(shè)。做好分階段檢查驗收，保證質(zhì)量合格、性能安全的架體投入到使用中。

3)爬架搭設(shè)完成應(yīng)經(jīng)特檢所檢定合格后方能投入使用。

6　環(huán)保措施

1)爬架為全封閉鋼板網(wǎng)，可有效降低夜間施工對外界的光污染；

2)爬架一般按照3.5層高度設(shè)計，每施工一層爬升一層，可重復(fù)周轉(zhuǎn)使用，樓層越高其利用率越高，可顯著降低建筑工程用鋼率和建筑工人勞動強度；

3)具有一定的噪聲隔絕效果。

7　效益分析

1)經(jīng)濟效益。

根據(jù)施工現(xiàn)場估算，爬架費用分為高層和超高層兩種。普通小高層爬架費用高于懸挑腳手架，但高層和超高層建筑爬架費用比懸挑腳手架具有更大的優(yōu)勢，而且，建筑高度越高，這種優(yōu)勢越發(fā)明顯。

2)社會效益。

a.爬架施工方便快捷，可操作性強，施工效率高，可有效縮短施工周期。

b.提高了建筑施工安全系數(shù)，便于高層建筑大面積推廣。

c.爬架為全封閉施工，不光可以有效隔絕光污染、部分降低建筑施工噪聲，而且由于其降低了建筑工人勞動強度，以及可以多次重復(fù)利用的特性，非常符合綠色施工的環(huán)保理念。

d.實現(xiàn)了建筑施工外防護的機械化和半信息化施工，是建筑業(yè)發(fā)展的基本趨勢。

參考文獻:

[1]JGJ 130—2011,建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JGJ 128—2010,建筑施工門式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[3]DG/T J08—2002—2006,懸挑式腳手架安全技術(shù)規(guī)程[S].