爬架在多曲面高層建筑中的應(yīng)用

劉 棟（五冶集團(tuán)上海有限公司，上海 201900）

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，高層建筑不斷地發(fā)展，成為了城市建設(shè)中的亮點(diǎn)。對于施工繁瑣的高層建筑來說，保證高層建筑的施工質(zhì)量和提高建筑施工的速度是當(dāng)前需要面對的問題。爬架以其使用方便、適應(yīng)能力高和成本較低等優(yōu)點(diǎn)成為高層建筑施工不可或缺的一部分。但往往高層地標(biāo)性建筑多為曲面不規(guī)則形狀，給爬架的設(shè)計(jì)、施工帶來了新的難題。本文將通過某項(xiàng)目實(shí)例，提供一種多曲面高層建筑爬架的施工技術(shù)。在多曲面高層建筑的難度下，確保爬架安全性好、防火效果佳、提升操作簡單、施工效率高，從而極大地降低高層作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)。

1 工程概況

某項(xiàng)目位于安徽省，1 棟多曲面高層建筑，高度為 201 m，總建筑面積為 74 000 m2。鋼筋混凝土框架+核心筒結(jié)構(gòu)；地下 2 層，地上 53 層；標(biāo)準(zhǔn)層層高為 3.30 m。建筑物平面呈“帆船”狀、外立面為先凸后收的曲面（1～25 層外凸，26～53 層內(nèi)收），圖1 為建筑物立面效果圖。

圖1 建筑物立面效果圖

為了保證工期、施工質(zhì)量與施工安全，根據(jù)建筑物特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場施工條件，經(jīng)過比較、篩選，應(yīng)用爬架來應(yīng)對多曲面結(jié)構(gòu)的施工需要。

2 外爬架布置方案

2.1 外爬架布置方式及施工原理

2.1.1 布置方式

工程中高層建筑平面為類“帆船”型，依照外爬架搭設(shè)方法，底層應(yīng)設(shè)置找平架。如果按照傳統(tǒng)外腳手架搭設(shè)方法會(huì)造成樓面拉節(jié)距離過大，增加平面防護(hù)的面積，造成施工不便的同時(shí)，也使得成本增加，而且也不能滿足爬架要求。因此對找平架搭設(shè)方式進(jìn)行優(yōu)化[1]。

2.1.2 施工原理

多曲面爬架的施工使用過程主要包括：搭設(shè)、提升、拆除 3 個(gè)階段。以項(xiàng)目為例，簡要對多曲面框架結(jié)構(gòu)高層爬架施工操作要點(diǎn)進(jìn)行描述[2]。

多曲面超高層建筑爬架是一種用于高層建筑外腳手架施工的成套施工設(shè)備。

多曲面超高層建筑爬架構(gòu)造原理：由架子主體、提升防墜系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)組成，包括導(dǎo)軌、腳手板、立桿、立網(wǎng)、三角撐、水平桁架、吊點(diǎn)桁架組成。電動(dòng)葫蘆、吊點(diǎn)桁架、吊點(diǎn)、滑輪、鋼絲繩組成滑動(dòng)防墜座、防墜擺塊觸發(fā)條、附墻固定支座、導(dǎo)向滾輪、防墜擺塊、安全立網(wǎng)、腳手板、加寬密封翻板等。

多曲面超高層建筑爬架安裝提升原理：首先根據(jù)建筑物外形狀況搭設(shè)找平架并組裝爬架；其次在找平架上安裝爬架（臨時(shí)拉桿固定），安裝固定導(dǎo)軌、防墜器、電葫蘆、電氣元件、封板、接地裝置等；檢查驗(yàn)收，預(yù)提升（升高 300 mm）檢查各元件的工作狀態(tài)，正常后進(jìn)行正式提升。

多曲面超高層建筑爬架拆除原理：當(dāng)爬架使用完成后，經(jīng)各方確認(rèn)后，再進(jìn)行爬架拆除。拆除前應(yīng)進(jìn)行安全、技術(shù)交底工作，并設(shè)置安全防護(hù)區(qū)域。先拆除電器控制系統(tǒng)、電線、電纜、電動(dòng)葫蘆。鋼絲繩及鋼絲繩吊點(diǎn)根據(jù)架體的情況分 3～4 次交圈拆除。拆除分片從分隔處開始拆除，順直邊≤4 跨網(wǎng)片，轉(zhuǎn)角處 ≤2 跨網(wǎng)片。分片拆除的架體，利用塔吊吊至地面后分散解體，所解體的材料根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況分類碼放，并整齊堆放清運(yùn)。

2.2 外爬架施工工藝

搭設(shè)找平架→組裝底部架體→吊裝底部架體→下一層拆除模板→安裝第一道扶墻支座→組裝其余架體→以此工藝至安裝最后一道扶墻支座→安裝電氣控制系統(tǒng)→系統(tǒng)調(diào)試→組裝驗(yàn)收（圖2～圖4）。

圖2 外爬架提升工藝流程圖

圖3 外爬架提升施工工藝流程圖

圖4 外爬架拆除施工工藝流程圖

2.3 技術(shù)要點(diǎn)

工程中 6 號(hào)建筑物平面呈“帆船”狀、南側(cè)外立面為先凸后收的曲面疊加，南側(cè) 1～25 層逐層外凸，每層漸變0～380 mm 不等，總增加量為 3.53 m，26 層開始屋面逐層內(nèi)收，每層漸變 0～330 mm 不等，總收縮量為 5.03 m；6層以上在建筑物東西立面有不規(guī)則的 0～1 100 mm 挑板。傳統(tǒng)的全鋼爬架架體不能垂直爬升至頂層。結(jié)合 6 號(hào)樓外形特點(diǎn)，對傳統(tǒng)爬架改造，解決爬架架體底板曲線圓弧連接方式、架體底板與建筑物之間空隙超寬安全防護(hù)、豎向曲線爬架提升技術(shù)、爬架接地方式優(yōu)化技術(shù)，來保證多曲面超高層建筑爬架結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性、安全可靠性、經(jīng)濟(jì)適用性，提高拼裝的速度和精度，從而降低爬架的使用成本。

2.3.1 找平架施工

施工至安裝層后，搭設(shè)用于支承附著式升降腳手架的找平架，升降架內(nèi)外排距結(jié)構(gòu)外皮距離分別為 350 mm、950 mm，臨時(shí)雙排腳手架內(nèi)外排立桿須錯(cuò)開此位置（圖5～圖6），找平架上皮一般搭設(shè)在結(jié)構(gòu)樓面標(biāo)高上 -0.5 m 至+0.5 m 左右，便于施工。

圖5 底部找平架平面圖

圖6 底部找平架立面圖

2.3.2 架體與建筑物的圓弧連接

建筑物水平面為“帆船”狀， 通過 CAD、BIM 等手段將建筑物平面按照直線板+圓弧連接板的方式，分為 38 個(gè)直線板和 46 個(gè)弧線板，保證架體形狀。通過圓弧連接板，使架體弧線與建筑弧線做到一致，減少層層鋼管架搭設(shè)的繁瑣，提高了架體的安全性能；提高利用率，減少成本損失（圖7）。

圖7 弧線板示意圖

2.3.3 豎向曲線分層預(yù)埋分層搭設(shè)技術(shù)

本工程南側(cè) 1～25 層逐層外凸，26～53 層逐層內(nèi)收。此區(qū)域爬架架體不能垂直爬升至頂層，則需利用找平架和塔吊配合吊裝。

首先，通過 CAD、BIM 等手段模擬建筑物豎向曲線，根據(jù) 6 號(hào)樓南側(cè)豎向曲度，分為 8 次搭設(shè)找平架。第 1 個(gè)為 1～3 層（落地式），第 2 個(gè)為 7～8 層，第 3 個(gè)為 13～14層，第 4 個(gè)為 21～22 層，第 5 個(gè)為 30～31 層， 第 6 個(gè)為37～38 層，第 7 個(gè)為 44～45 層，第 8 個(gè)為 50～51 層。

其次，將腳手架按照工程進(jìn)度要求在地面分層組裝后，吊裝使用。同時(shí)在吊裝架體需層層設(shè)置拋撐加固，吊裝架體附著方式為板式支座。

最后，使用完成后，吊至地面，根據(jù)工程要求分解重新組裝。以此類推，直至使用完成[3-5]。

2.3.4 超寬密封板+加寬翻板技術(shù)

由于建筑物東西兩側(cè)為不規(guī)則挑板，其寬度在0～1 100 mm 間變化，所以對于臨邊防護(hù)來說，存在安全隱患。

根據(jù)圖紙中挑板最大寬度 1 100 mm 設(shè)計(jì)，架體與挑板間用超寬密封板+加寬翻板密封，設(shè) 3 步，并用Φ8 mm 鋼絲繩斜拉加固，架體始終與主體結(jié)構(gòu)全密封（圖8）。

防護(hù)翻板采用防滑花紋鋼板，具有高強(qiáng)度、絕燃、耐沖擊、經(jīng)久耐用，便于安全施工。

圖8 超寬密封板+加寬翻板密封示意圖

3 結(jié) 語

本工程爬架結(jié)合了工程多曲面特點(diǎn)，總結(jié)了弧形曲面建筑的外架施工方法及施工要點(diǎn)；充分采用了爬架弧形連接技術(shù)、爬架超寬防護(hù)板等技術(shù)。經(jīng)實(shí)踐應(yīng)用檢驗(yàn)，證明：本工程的多曲面外架方法簡化了施工復(fù)雜程度，降低了施工難度，達(dá)到縮短工期、節(jié)約成本的目的，同時(shí)也保 證了施工質(zhì)量、施工安全。