可變角斜向爬升全鋼附著式升降腳手架在超高層建筑施工中的應用

田寶吉 石百軍 白 超 王 賢 劉增琦 鄧 磊

中國建筑第八工程局有限公司青島分公司 山東 青島 266100

1 工程概況

青島海天中心3#塔樓為鋼筋混凝土框架剪力墻結構，塔樓主體結構54層，其南北立面形式為螺旋扭轉上升的同時變截面（圖1），這就對建筑主體所使用的附著式升降腳手架提出了更高的要求。目前的常規矩形豎直爬升腳手架已經不能滿足異形變截面建筑的施工要求。

圖1 T3塔樓結構邊線變化示意

2 研究思路

3#塔樓在7層進入標準層，附著式腳手架計劃從8層開始搭設提升至屋面，在3#塔樓附著式爬架深化設計中發現，塔樓主體結構施工過程中，爬架需要空間斜向爬升，在爬升斜度不影響爬架安全使用的情況下，需要爬架最大限度地貼合南北外立面，保證結構完成后實現漸變的特點，在爬升過程中，盡量減少翻板的使用來降低安全風險。而爬架的斜向爬升則是通過調整預埋件位置，配合按規律設置挑梁的預留活動空間，利用南北立面上爬架可調節牛腿來最終控制架體實現斜向爬升。

由于8～14層在南北立面處結構變化太大，斜爬及扭轉角度超過腳手架廠家設計允許最大值，所以在8～13層通過鋼管懸挑架與爬架相結合的方式進行施工。而15層需要將鋼管腳手架區域重新替換為爬架，于是在進行13及14層施工的同時，需要將在此安裝的機位的預留預埋提前做好，并通過預埋件的位置來調整斜爬角度。15層結構在混凝土澆筑完成后，南北立面的鋼管懸挑架拆除，將南北立面爬架在15層安裝完成。結合廠家提供的升降腳手架方案及給出的參數，完成整體的方案設計[1-6]。

3 方案制定

3.1 設備布置

本工程3#塔樓共布置10組38個機位。機位直線最大跨度為5.1 m，轉角最大4.5 m，懸挑最大2 m。爬架架體高16 m，覆蓋4.5倍樓層高，架體共設6層走道板。

3.2 8～14層爬架機位設計

由于本工程3#塔樓8～14層南北立面結構變化太大，超出架體能斜向爬升的范圍，所以在變化最大的南北各4個機位的部位，臨時使用懸挑鋼管腳手架進行架體封閉和施工。在13及14層施工時，根據設計要求做好對機位安裝的預留預埋工作（圖2）。

圖2 8～14層爬架機位平面布置

3.3 14～54層爬架機位設計

在施工至15層后，陸續將南北立面尖角處的鋼管腳手架拆除，將北側的10#～13#機位安裝到位；將南側的29#～32#機位及懸挑梁陸續安裝到位。在15～20層之間爬升過程中南北立面的變化并不會導致相鄰兩片架體之間的間隙過大，在爬架之間縫隙較小的情況下，架體與架體之間的防護使用從上到下滿掛的密目網。在21～31層的爬升過程中，南立面每層的尖角逐漸向東移動，北立面每層的尖角逐漸向西移動，在尖角處進行防護的架體要隨著結構逐漸的變化而移動，與尖角處相鄰的原有架體無法滿足當前施工的需要，所以架體要在每層施工后逐漸拆除和增加相鄰架體的防護網片。在32～54層的爬升過程中，南立面每層的尖角逐漸向西移動，北立面每層的尖角逐漸向東移動，在尖角處進行防護的架體要隨著結構逐漸的變化而移動，與尖角處相鄰的原有架體無法滿足當前施工的要求，需要架體在每層施工后逐漸拆除和增加相鄰架體的防護網片。

架體爬升時，由于部分架體隨著結構的調整，架體長度逐漸減小，因此走道板以1 m為模數拆除，外側的防護網以0.5 m或1 m為模數拆除。而另外架體長度增大的部分，走道板則需要以1 m為模數增加長度，外側的防護網則以0.5 m或1 m為模數增加（圖3）。

圖3 T3塔樓14～54層爬架平面布置

3.4 可變角斜向爬升附著式升降腳手架施工技術要點

3.4.1 機位附著

本工程機位附著在梁或者樓板上（圖4）。

3.4.2 斜向爬升工況

圖4 機位附著方式

本工程3#塔樓4個角上共有8個機位（10#～13#、29#～32#機位），在施工過程中，通過相鄰2個機位的位置高差調節來確定導軌位置，保證架體沿著結構的邊沿爬升，覆蓋角上的結構。具體方式為：11#比10#機位低100～600 mm，13#比12#機位低100～600 mm，30#比29#機位低100～600 mm，32#比31#機位低100～600 mm。機位位置確定后，根據架體爬升與結構的間距要求布置挑梁位置，最后微調挑梁上牛腿位置保證導軌與結構面平行，最終實現架體沿導軌斜向爬升（圖5、圖6）。

圖5 斜爬時爬架外立面

圖6 斜爬剖面示意

本工程3#塔樓在32層的施工過程中，可變角斜向爬升全鋼附著式升降腳手架在使用期間運行平穩，施工完成的結構偏差符合規范要求，未出現質量問題。

3.4.3 其他技術要點

由于10#、11#機位，29#、30#機位向角上沿著結構傾斜爬升，10#機位與9#機位，28#機位與29#機位之間的距離逐漸增大。因此在10#機位、13#機位、29#機位、32#機位端頭部位設置翻板，同時安裝“門”字形的防護網片，距離大于1 m時，安裝外側的防護網。13#機位與14#機位之間，32#機位與33#機位之間的距離逐漸收小，因此逐漸拆除14#機位、34#機位一側的架體，保證架體外側的防護在“門”字形防護網片內側（圖7）。

圖7 架體端部“門”字形防護網

4 結語

該新型可變角斜向爬升腳手架技術在海天中心3#塔樓的成功應用，在保證了施工安全的前提下，提升了施工質量，相較于傳統鋼管式外腳手架工期提升約40%，節約成本約200萬元，施工完成后塔樓外型美觀，便于幕墻施工。可變角斜向爬升腳手架技術的成功應用，完美地填補了國內空白。近年來，超高層建筑為實現外形的美觀，越來越多地選擇非常規造型或異形，在將來，可變角斜向爬升腳手架技術在經過不斷的調整和完善后，將具有極其廣闊的應用前景。