高層建筑施工爬架平面布置方案設計探究

謝璐，彭凱，王強強

（中國建筑第二工程局有限公司華東分公司，上海 200120）

1 引言

高層建筑施工中，為確保工程安全與建筑各結構的施工同步進行，會利用導座式電動爬架，為工程施工的順利開展奠定基礎。高層建筑施工中，施工爬架平面布置方案的設計與優化是確保工程施工質量與安全的關鍵。

2 高層建筑施工爬架平面布置設計的要求

2.1 架體分片

合理分片爬架是確保高層建筑施工順利、高效進行的關鍵，為防止同片不同流的情況發生，要求分片縫與施工流分段相適應，分片縫可適當由先施工流水段向后施工段跨過流水分段處，以利于施工防護工[1]。對架體進行分片時，要確保分片之間架體機的數量基本一致，立桿需設置在分片縫兩側，確保距離約為400 mm。提前解開鋼板網并將其綁扎好，兩側立桿使用斷管進行綁扎，確保結構的穩固性與安全性。分片縫兩側的立桿可以使用1 m短管進行連接，確保其擁有較強的穩定性。外密目網位于分片縫一側，可以將其延伸到另外一側。

2.2 設計原則

2.2.1 防護設計的原則

設計時，要對爬架施工單位的實際需求進行考慮，確保爬架具有較強的通用性與實用性，在設計中必須對架體結構需加強的部分予以明確，這樣才能保證施工的安全性。

2.2.2 整體布局

導座式電動爬架平面整體布局，要做好機位、架體分片等各個要素的布置。在設計時要求設計人員熟悉建筑施工設計圖、結構圖、電梯位置圖等圖紙，了解建筑整體情況，確保爬架平面布置的合理性[2]。

2.2.3 安全性與經濟性

爬架平面布置方案設計，在確保安全的基礎上，要考慮經濟性，有效控制成本費用支出，提升施工項目的經濟效益。

3 架體基本參數確定

導座式電動爬架由以下部分組成：

1）架體主體結構。由導軌主框架、水平支撐等共同組成，可以直接在現場進行安裝。

2）升降系統。由連接螺栓、上吊點等組成。

3）防墜系統。擺式防墜系統設置在附墻點，防墜裝置每榀主框架設置3套。

4）架體。屬于外雙排腳手架，使用φ48 mm鋼管搭設而成，架體內外排間距、距墻間距分別為900 mm、450～600 mm。

5）電氣控制系統。由總控箱、分控箱等共同組成。

6）架體防護。在架體搭設期間，安全防護工作必不可少，防護系統是由力網、底部密封板等組成[3]。

架體基本參數架體寬、高分別為0.9 m、14.4 m。離墻距離、架體步高、立桿間距、附著最大間距分別為0.45～0.6 m、1.8 m、0.8～1.8 m、7.0 m。要求在施工過程中，兩作業面每層需控制在3 kN/m2。同時需做好架體的風荷載Wk計算，計算公式為：

式中，k為風壓折減系數；β2為風荷載體系系數；μs為擋風系數；μz為風壓高度變化系數；ω0為基本風壓，kN/m2。

4 高層建筑施工爬架平面布置方案設計要點

4.1 與塔式起重機保持協調

為確保工程施工的安全及有序進行，防護時采用懸挑梁。在附墻處對橫桿進行搭設時，架體提升機位不能對塔式起重機產生干擾。在架體底部穿越塔式起重機附墻，使用鋼管扣件進行搭設，采用短橫桿作為大橫桿與剪刀撐。鋪設塔式起重機附墻處腳手板時需單獨進行，鋪設有足夠強度的2層竹膠板，在距離墻200 mm以內的位置通過剛性內挑設置確保嚴密的防護性。大橫桿在計算時按照三跨連梁進行計算，最大彎矩需在最不利荷載位置布置下計算，彎曲強度計算公式為：

式中，σ為大橫桿的彎曲應力；Mx大橫桿的最大彎矩；Wn大橫桿的截面抵抗矩；f為鋼管的抗彎強度設計值。

同時要對其撓度進行核算，核算方式為：

式中，ω為大橫桿的撓度；q為大橫桿上的等效均布荷載；l為大橫桿的跨度；E為鋼材的彈性模量；I為大橫桿的截面慣性矩；[ω]為受彎桿件的容許撓度。

4.2 與施工電梯保持協調

將倒八字斜撐設置在架體內側，相鄰兩個主框架底部桁架中心連接主框架。采取由上到下的方式在電梯兩端腳手架分段口與開端口斷面處，將“之”字形橫向斜撐設置在上面，將防護欄架設在0.9 m處。將4根內外側斜拉撐按照由底部向上的方式設置，設置要以主框架為中心。水平桁架安裝要按照爬架平面布置圖進行安裝確定，要求單根橫桿的水平偏差、直線段的橫桿累積水平偏差需分別控制在10 mm、30 mm以內。

下部與最外橫斷面立桿扣接。外伸、總長、傾角分別為100 mm、≥3 600 mm、45°～60°。施工電梯位置需要在爬架設計前確定好，在設計爬架方案時，需保持合理的布局，在架體下面進行施工電梯的爬升，升降附著架在爬升到頂部時，將電梯頂部與相關架體拆除。

4.3 爬架與物料平臺協調

爬架與物料平臺的搭設如圖1所示。連接進出料平臺懸挑鋼梁與結構，連接斜拉索與結構，避免在架體上固定。通過門洞搭設方式處理進出口料平臺，將一個洞口開于架體底部，以裝料臺為依據，向外各擴200 mm為洞口寬度。采取旋轉扣件將上升斜拉、平衡弦斜拉桁架固定在與之相交的橫向水平伸出的端頭。將“之”字形橫向斜桿弦桿固定在門洞，4個立面塔用于加固。

圖1 爬架與物料平臺

5 其他要點

5.1 轉角處理

爬架架體結構中最為脆弱的部分為轉角部位，所以，必須重視轉角處理。將鋼管設置在底部桁架轉角處，用于連接，提升架體的剛度。使用兩根以上的鋼管對桁架底部與上部進行連接，連接方式為“井”字形，采取扣件連接桁架相交位置。大轉角伸出的跨度在2 m以上時，需做好牽引卸載，使用鋼絲繩進行拉接。

5.2 架體與結構連接

架體在搭設1層樓高后，要求架體與建筑物需水平拉接，采取二步二跨的方式確定拉接點距離，布置形式為梅花形。預埋4根φ4 mm鋼絲于剪力墻處，在預埋點處從架體上扎1根鋼管將板墻頂住，在架體立桿上將鋼絲雙并后繞在上面絞死。使用穿墻螺栓穿過剪力墻，然后在穿墻螺栓上拉接套管，使用螺母擰緊，扣件臨時拉接與拉接套管。在窗洞內架體上扎1根鋼管，將1條鋼管夾住板墻分別扎于鋼管與窗洞內外。將鋼管預埋于陽臺處，預埋管線與架體的連接需使用鋼管，采用扣件進行連接，預埋鋼管深度、外露長度分別≥500 mm、≥300 mm。立桿在風荷載下產生的立桿段彎矩計算：

式中，MW為風荷載下產生的立桿段彎矩，N·m；Wk風荷載基本風壓標準值，Pa；La立桿縱距，m；h為立桿步距，m。

6 安全防護

6.1 架體與結構間隙防護

立桿位于架體內，與結構空間間隙寬度一般為150 mm，腳手板需鋪設在作業面上，小橫桿內挑到距結構約150 mm的位置，作業面在鋪設后要求與結構之間的距離為150～200 mm。使用翻板將架體底部間隙封閉。小橫桿的彎曲強度可以使用式（2）計算。

對撓度進行核算時，可以使用式（5）計算：

式中，ω′為小橫桿的撓度，m；q′為腳手板作用于小橫桿上的等效均布荷載，kN/m；l′為小橫桿的跨度，m；E′為小橫桿鋼材的彈性模量，Pa；I′為小橫桿的截面慣性矩，m4。

6.2 片間防護

在架體搭設期間，需做好片間縫隙控制，要求將其控制在400～500 mm。使用扣件將分組縫兩側的立桿連接起來，使用短管進行連接，每步伐設短管1道，將活動排版搭設在腳手板上，分片需使用密目網立掛封嚴。封掛對密目網在升降前可以與連接短管揭開，在升降到一定位置后再將其恢復。將兩道防護欄桿搭設在斷片處，搭設距離分別為0.6 m與1.2 m。要求防護欄及小橫桿與建筑物一端保持一定距離，距離需控制在200 mm以內。

6.3 安全網鋪設

使用2 000目/1 000 cm2對密布網作為爬架架體安全網。將小孔安全網設置在架體內排立桿與建筑物之間，小孔安全網使用白色尼龍編織而成。安全網鋪設必須保持平滑、無間隙，將間隙嚴格控制在20 mm以內。

7 結語

高層建筑施工爬架平面布置方案設計是一項技術性、專業性較強的工作，在設計時必須做好各項細節工作，確保方案設計的可靠與合理性。另外，爬架平面布置要重視安全性，避免發生安全事故，確保高層建筑施工的安全有序進行。