高層建筑爬架安裝施工技術(shù)

楊慶鋒

(福建六建集團有限公司，福建 福州 350001)

0 前 言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，高層建筑逐漸增多，爬架的選擇與安裝施工成為影響高層建筑施工質(zhì)量和施工安全的重要因素。高層建筑因為層數(shù)高，施工周期長，施工影響因素多，因此，高層建筑的傳統(tǒng)爬架也面臨著搭設困難、耗費成本較高和耗費時間較長的問題。相比起傳統(tǒng)爬架，當前的新型爬架施工能夠更好地符合高層建筑施工建設的需求，而且可靠性更高、經(jīng)濟性與可操作性更強。

1 工程概況

工程位于陜西省西安市三橋新街以南、征和六路以西、二十四城以北，工程主體為辦公寫字樓，共有兩棟樓T1和T8。T1樓層總高度為148.47 m，地上層數(shù)29層，標準層數(shù)25層，標準層高5 m，建筑結(jié)構(gòu)為框架剪力墻，采用全附著式升降爬架進行施工防護。T8樓層總高度140.4 m，地上層數(shù)30層，標準層數(shù)26層，標準層高4.5 m，建筑結(jié)構(gòu)為框架剪力墻，采用全附著式升降爬架進行施工防護。T1與T8樓層爬架均從4層底開始搭設全鋼附著式升降爬架，施工防護直至屋面層，建筑周邊無特殊環(huán)境。工程設計參數(shù)如表1所示。

表1 工程設計參數(shù)

2 高層建筑爬架設計

2.1 爬架應用原理

全鋼附著式升降爬架主要是由主框架、架體附著制作、架體構(gòu)架、升降設備、防墜裝置提升設備等部分構(gòu)成。全鋼附著式升降爬架主要是通過附著支撐結(jié)構(gòu)附著在工程結(jié)構(gòu)上，通過爬架的升降設備實現(xiàn)升降。全鋼附著式升降爬架沿著建筑結(jié)構(gòu)外沿，采用全鋼結(jié)構(gòu)組成，并且施工區(qū)域封閉，根據(jù)建筑工程主體需求，實現(xiàn)爬架的升降。

2.2 爬架設計方案

根據(jù)《建筑施工安全檢查標準》(JGJ59—2011)、《建筑施工工具式爬架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ202—2010)[1]、《建筑施工扣件式鋼管爬架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130—2011)等相關規(guī)范設計爬架[2]。T1與T8均采用全鋼附著式爬架工藝，機位平均跨度為3.6 m，最大跨度為4.5 m。

T1樓層高為5 m，爬架架體高度為22.5 m，寬度為0.65 m，內(nèi)側(cè)距離結(jié)構(gòu)為460 mm。T8樓層高位4.5 m，架體高度為19.5 m，寬度與T1寬度相同。爬架的升降系統(tǒng)提升吊點與附著墻的導向座獨立，采用一體化倒掛電動葫蘆作為升降設備。采用電腦自動化控制升降速度與升降操作，對爬架升降全工程進行控制管理，超載、欠載30%時停機，升降最大行程控制在2.8～8 m。采用轉(zhuǎn)輪式防墜器進行防墜全過程防護管理，每個附墻導向座設置與導軌滑套連接的防傾裝置。

2.3 爬架工藝特點

全鋼附著式升降爬架具有以下特點：①分段式提升，全鋼附著式升降爬架采用分段式提升，根據(jù)建筑單位主體結(jié)構(gòu)的提升選擇提升速度，由電腦全自動控制管理，能夠有效地滿足工程的需求；②施工安全，全鋼附著式升降爬架具有防墜落、防傾覆的系統(tǒng)，架體底部與借口樓層全封閉，施工安全系數(shù)高，降低了工程風險[3]；③組裝效率高，全鋼附著式升降爬架在升到第4層后采用一次性組裝，能夠提升組裝效率，而且組裝完成后利用電葫蘆實現(xiàn)爬架的提升，不需要其他起重設備，能夠提升整體施工效率；④結(jié)構(gòu)簡單，安裝拆除方便，全鋼附著式升降爬架的結(jié)構(gòu)相對簡單，全鋼附著式升降爬架所采用的是標準的結(jié)構(gòu)單元，將結(jié)構(gòu)單元運輸?shù)浆F(xiàn)場之后進行組裝，能夠提升組裝效率，而且施工結(jié)束后，拆卸方便，適合各種環(huán)境使用；⑤控制系統(tǒng)安全可靠，全鋼附著式升降爬架所采用的控制系統(tǒng)是荷載同步控制系統(tǒng)，當負載超過或低于設計符合的標準時，系統(tǒng)會自動報警，偏差達到30%以上，系統(tǒng)會自動停機。該系統(tǒng)安全可靠，能夠?qū)κ┕と藛T未能及時觀察到的故障隱患進行預警，確保施工安全。

3 高層建筑爬架安裝施工技術(shù)

3.1 爬架的組裝搭設

1)架體組裝輔助平臺組裝，采用鋼管搭設雙排架，并且地面夯實，采用鋼管拉結(jié)與每層墻面相接，拉結(jié)距離少于6 m。輔助平臺水平度控制在10～30 mm，外側(cè)架設單排防護高度1 500 mm，平臺架設寬度為1 200～1 500 mm。在首層安裝后，間隔4～5 m采用兩根鋼管緊扣夾住走道板，初始安裝時，升降爬架需要搭設兩層樓高，再與結(jié)構(gòu)連接卸荷。輔助平臺安裝示意圖如圖1所示。

圖1 安裝平臺示意圖(轉(zhuǎn)角架體必須在一個平面內(nèi))

2)架體設備安裝，首先將底層支架固定在雙排架子上，然后將爬架放在底層支架上并且將其固定，用螺栓連接爬架側(cè)部位與底層支架，形成底層的整體架板。其次將內(nèi)立桿、外立桿安裝與底層支架，并且采用三角支架固定后，將防護網(wǎng)安裝于外立柱上，并且在三角支架上固定。將水平桁架斜撐桿與內(nèi)立桿(或?qū)к壛U)和腳手板固定，防護網(wǎng)固定于外立桿處，吊點桁架與導軌立桿連接固定。最后將架體用附墻導向底座固定于肢體結(jié)構(gòu)上，防護網(wǎng)與外立桿固定，且將防護網(wǎng)與下層防護箱連接固定，并且將爬架置于三角支架上固定。

3)吊點、電動葫蘆安裝，根據(jù)附墻與架體，上吊點設置于預留孔內(nèi)，下吊點設置于吊點桁架位置。降低電動葫蘆安裝于下吊點位置，采用倒掛葫蘆的方式固定。

4)附墻導向座安裝，附墻導向座使用的是16 mm、10 mm等厚度鋼板還接成型的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)材質(zhì)為Q235A，導向滑輪與滾輪軸均采用此材料，構(gòu)成了可調(diào)節(jié)移動的導向座結(jié)構(gòu)，對導軌立桿起著約束作用。為了確保施工安全，附墻導向座安裝需要設置防墜裝置、控制系統(tǒng)與吊點裝置。控制系統(tǒng)使用的是與爬架相適應的智能控制系統(tǒng)，由計算機系統(tǒng)整體控制，通過對架體重量進行感知，從而實現(xiàn)對爬架升降的有效控制。附墻導向座與導向輪安裝如圖2所示。

圖2 附墻導向座與導向輪安裝示意圖

5)防墜裝置安裝，防墜裝置采用機械轉(zhuǎn)輪擺叉式防墜，每個防墜裝置有防墜卡件功能，靈敏可靠，簡單實用。當發(fā)生墜落時，因下落速度很快，擺叉上齒(觸臂)在滑過轉(zhuǎn)輪內(nèi)齒的瞬間，擺叉還未能在自然重力下恢復初始位置，此時轉(zhuǎn)輪內(nèi)齒(棘輪)已越過擺叉下齒的回復位置，即被擺叉下齒(棘爪)阻擋，所以阻止了架體向下墜落，起到了防止墜落的作用。防墜裝置如圖3所示。

圖3 防墜裝置制動作用狀態(tài)示意圖

3.2 驗收管理

爬架組裝完成后，由施工單位、監(jiān)理單位、建設單位共同參加驗收管理，驗收合格后才能進行下一步造作。爬架組裝的驗收標準如下：①架體底部應該嚴格密封，與墻體之間無縫隙，確保密封；②防墜與防傾斜導軌應該設置合理，且檢查安全可靠，連接無誤后方可投入使用，防傾覆的導軌應該與架體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定連接，防墜落裝置應該附著于建筑結(jié)構(gòu)并且安裝在導軌處；③全鋼升降爬架的水平懸挑長度不大于2.0 m，不大于跨度的1/2；④為了確保安全穩(wěn)定，各桿件之間的軸線應該交匯于節(jié)點處，并且采用螺栓固定，避免產(chǎn)生彎矩。

3.3 爬架升降操作

1)準備工作。爬架升降前做好準備工作，對爬架以及相關附屬連接設備進行檢查，確保每個機位的提升系統(tǒng)連接固定可靠。對爬架的吊點、吊索、爬架密封情況進行檢查，確保合格后才能進行提升操作。根據(jù)操作位置，在升降區(qū)域下面畫出安全區(qū)域，避免無關人員進入安全區(qū)域。

2)升降操作。在對爬架架體以及輔助設備進行檢查后，由電腦發(fā)出升降的指令，根據(jù)需要可以選擇不同的提升模式，爬架可以實現(xiàn)分組分片提升，也能實現(xiàn)整體提升。升降過程遇到障礙時，應先停止升降操作，排除障礙后繼續(xù)操作。根據(jù)導軌進行提升操作，提升快到位之前，將定位用的扣件松掉，提升到預定位置并且停機，將密封板密封后扣上定位扣件，上緊扣件并且確保連接緊密后，開始卸荷操作。升降操作必須注意外界天氣，不得在5級以上大風、大霧和下雨天操作爬架。

3)卸荷。電腦發(fā)出卸荷指令，卸荷前應該確定所有定位裝置可靠，卸荷完成后取消傳力鋼絲繩與升降架的連接，卸荷后開始利用電動葫蘆反轉(zhuǎn)鏈條，實施倒鏈操作，關機停機，即可完成一次升降操作。后續(xù)的爬架升降操作可以重復上述程序。

3.4 爬架的拆除

爬架的拆除主要是指清除全鋼附著式升降爬架的雜物、地面障礙物、拆卸爬架內(nèi)的所有提升裝置、爬架的提升設備以及控制設備等。全鋼附著升降爬架的拆除,首先采用鋼絲繩掛鉤在架體上的吊鉤上掛牢并且張緊。按照順序?qū)⑺醯踝〉募荏w、臨邊架體、水平桁架之間連接拆除，同時拆除爬架的防護網(wǎng)。拆除架體單元后，拆除建筑結(jié)構(gòu)與附墻導向座的穿墻螺桿，為了避免拆除過程中的架體晃動，需要采用滑動扣件固定架體立桿與電動葫蘆。清除架體垃圾，將架體單元與走道板脫離后吊放至地面。架體結(jié)構(gòu)到達地面后依次將吊環(huán)、立桿拆除，并且將封網(wǎng)、過道板等疊放到指定位置，以便打包運輸。

4 高層建筑爬架施工保障措施

4.1 組織保障措施

設備進場前做好報建準備，且由安監(jiān)部門審批通過，確保施工合法。施工前組建符合工程要求的項目管理機構(gòu)，由項目經(jīng)理部對工地進行全權(quán)管理，且要求所屬職能部門協(xié)調(diào)管理，制定工程規(guī)章制度，明確每個部門的職責。根據(jù)工程需求組織勞動力進場，進場前加強培訓管理，使管理人員和施工人員了解工程情況、工程設備、施工圖紙等信息，并且加強安全培訓，提升進場人員安全意識[4]。施工前做好設備管理與材料管理，確保設備與材料滿足工程需求。做好圖紙交底工作，開展圖紙會審，預測工程中可能存在的風險，加強關鍵節(jié)點的質(zhì)量控制。

全鋼附著式升降爬架工程中的危險源包括高空作業(yè)是否符合規(guī)范、底部操作平臺基礎是否牢固、吊裝是否牢固可靠、安裝附著導向支座混凝土是否滿足強度要求、爬架升降時架子上部是否清除干凈、升降過程電動葫蘆是否異常，施工作業(yè)過程中，需要對這些關鍵點進行控制，確保施工安全。施工過程應該文明施工，不得亂扔煙頭，禁止烤火。

4.2 技術(shù)保障措施

全鋼附著式升降爬架升降操作時，需要對架體以及連接設備進行管理，架設防護網(wǎng)確保安全。料臺進入爬架架體底層施工作業(yè)時，附著式提升料臺兩側(cè)采用鋼網(wǎng)片封堵，根據(jù)附著式提升料臺結(jié)構(gòu)，料臺進入爬架施工時架體兩側(cè)已達到封閉效果。料臺底板采用可翻轉(zhuǎn)翻板防護。技術(shù)保障流程如圖4所示。

圖4 技術(shù)保障流程

4.3 監(jiān)控保障措施

全鋼附著式升降爬架安裝采用PLC (可編程控制器)作上位機；采用觸摸屏或PC(個人電腦)作人機界面實現(xiàn)人機對話；多臺以單片微型計算機為核心的智能分機(下位機)以及重力傳感器組成的測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過計算機對被提升架體的重力信號進行采集、綜合分析并作出相應處理，實現(xiàn)了對架體升降及卸荷的全過程實時監(jiān)測和自動控制。為了確保系統(tǒng)控制能力，在將傳感器安裝于提升設備與架體連接部分后，連接插頭與盒體底部最右側(cè)插座對應連接，確保連接準確。首次試運行系統(tǒng)時，應該觀察主進柜最左側(cè)主進電源開關是否正常。打開電源，進入系統(tǒng)的工作模式，開啟段內(nèi)的升降開關，進入自動運行狀態(tài)，觀察系統(tǒng)的升降功能、預警、警告燈是否正常。

5 結(jié) 語

采用全鋼附著式升降爬架建設兩棟30層左右的高樓，采用全過程控制，對全鋼附著式升降爬架的架體安裝、爬架升降、爬架驗收等進行嚴格控制，從組織、技術(shù)和監(jiān)控上進行保障。雖然安裝施工過程中遇到了施工配合不嚴謹影響施工效率等問題，但是最終按照要求完成爬架的建設與拆除，確保高層建筑的順利完工。

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