異形建筑結構爬架施工技術的研究應用

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

當前，隨著建筑技術的發展，高空施工作業的爬架外防護安全技術也取得了長足的進步。但是，對于異形建筑結構，由于建筑爬架技術的局限，其應用仍然受到了限制。為了解決這一問題，我們探索了異形建筑結構中爬架施工技術的應用。

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，南北向寬46.2 m，建筑物檐口高度99.75 m，建筑樓層標準層層高為3.9 m，該建筑使用爬架技術主要難點如下：

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收(2 500×4 100)，支撐體系在四個大角難以設置；

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構，支撐點設置需要加強。

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

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.橢圓形建筑結構爬架支撐體系采用漸變式內收結構，分段漸變內收，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，預埋件布置于框架梁上。

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

d.局部大跨度懸挑結構底部增設鋼管頂撐，確保施工安全。

e.利用數控式電動葫蘆及其支座使鋼板網式外防護架隨樓層上升或下降。

f.增設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構。

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進行爬架系統提升。主要分為桁架系統及附墻、提升系統、智能同步控制系統。

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→架體搭設及預埋→防護設施安裝及架體校正→附墻支座的安裝→提升機構安裝及調試→控制系統安裝調試→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

操作平臺搭設立桿間距為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

所有構件按圖紙要求連接到位。

4.2.3埋設預埋件

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

4.2.4結構安裝

1)主框架下節與中節連接、立框下節和中節統一使用法蘭板通過M16×50螺栓連接。

2)提升機構的安裝。

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

附墻支座由標準三角支座和板式鋼梁組成，可起導向、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外傾翻。

4.2.7安裝防墜裝置

4.2.8控制系統

1)功能說明：同步荷載監控系統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，電控系統停止工作)，并對數據信號進行處理和控制。

2)電動葫蘆提升系統。電動葫蘆主要參數：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試與驗收并試運行，自查、試運行合格并經監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→安裝提升設備→檢查控制系統→預緊電動葫蘆→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→恢復翻板、松開電葫蘆。

4.2.11異形建筑結構爬架施工難點部位處理。

1)設計方案的改進：

a.由于建筑結構為橢圓形形狀，采用標準矩形結構的方法無法保證建筑安全防護全封閉施工，在爬架方案設計中，我們考慮到了這一問題，并采用了漸變式內收結構，分段漸變內收，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，預埋件布置于框架梁上。

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

d.局部大跨度懸挑結構底部每個部位均增設2根鋼管頂撐，確保施工安全。

2)施工操作：

根據設計方案，我們結合施工現場實際對異形結構爬架施工難點部位進行了重點管控，并細化了設計方案,見圖1，圖2。

3)施工效果：

通過設計方案和施工措施的多管齊下，異形結構爬架從2016年6月～2017年4月接近11個月的時間里，經受了季風、暴雨、雷電、雨雪等多種施工作業環境的考驗，安全順利完成了外防護施工任務，達到了施工目標。

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行政主管部門頒發的建筑施工特種作業操作資格證書。

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

3)爬架搭設完成應經特檢所檢定合格后方能投入使用。

6　環保措施

1)爬架為全封閉鋼板網，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層高度設計，每施工一層爬升一層，可重復周轉使用，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)經濟效益。

根據施工現場估算，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勢，而且，建筑高度越高，這種優勢越發明顯。

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，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，以及可以多次重復利用的特性，非常符合綠色施工的環保理念。

d.實現了建筑施工外防護的機械化和半信息化施工，是建筑業發展的基本趨勢。

參考文獻:

[1]JGJ 130—2011,建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范[S].

[2]JGJ 128—2010,建筑施工門式鋼管腳手架安全技術規范[S].

[3]DG/T J08—2002—2006,懸挑式腳手架安全技術規程[S].