不規則建筑立面附著式爬架安全施工技術

鐘儲營

（中國建筑第二工程局有限公司，廣東 深圳 518000）

近幾年來，隨著經濟與社會的快速發展，高層建筑的應用越來越廣泛[1]。附著式爬架可沿建筑物升降，因此其應用不受限于高度，無須翻轉架子，一次裝配后可直接使用至主體結構封頂，省去了傳統的鋼管爬架需多次安裝拆裝的步驟，因此，可極大地節省人力和材料，而且與傳統的鋼管爬架相比，附著式爬架更加安全[2]。高層建筑在進行結構設計時，往往為了反映當地的文化和精神，其立面設計為不規則形狀，這給附著式爬架的搭設帶來更大的挑戰。

已有研究側重于附著式吊籃受力分析、新型吊籃受力特性分析與試驗、攀爬控制系統的控制方法等，鮮有針對高層建筑不規則立面的附著式爬架施工技術。為便于在不規則立面上使用附著式爬架，在此基礎上，開展高層建筑不規則立面結構附著式爬架安全施工技術研究。

1 施工難點

對于高層建筑不規則立面結構附著式爬架，存在的主要施工難點如下。

1）立面結構不規則，無法使用傳統的立桿支架和扣件搭建爬架，需要采用特殊的附著式爬架。

2）附著式爬架的安裝需要固定在建筑物立面上，需要考慮立面的結構和強度，避免對立面造成損壞。

3）附著式爬架的安裝需要在高處進行作業，存在高空墜落、意外碰撞等安全風險。

因此，本文對高層建筑不規則立面結構附著式爬架安全施工技術展開研究，為高層建筑不規則立面施工質量提升提供保障。

2 附著式爬架安全施工

2.1 不規則立面結構附著式爬架安裝

為了滿足爬架和起重設備的固定和安裝要求，必須在建筑物的主體結構中預留許多孔，并預先埋入多個螺釘，預埋螺釘埋設結構如圖1 所示。

圖1 預埋螺釘埋設結構示意圖

在這一階段的施工過程中，應根據建筑主體結構、爬架設計尺寸，對孔洞、螺栓件預埋點進行規劃設計和放樣標記，并嚴格保證在同一外立面上，每一層預埋點在同一水平面上[3]。以此為依據，按照圖紙，標記進行預埋件的安裝，施工完成后，所有的點位誤差不超過+25mm。在此基礎上，對所有的桿體、連接件、機電設備、安全防護裝置等進行了驗收和現場測試[4]。確保全部物料設備符合標準，沒有尺寸、數量、性能等問題。待所有的施工準備工作完成后，再按照程序進行附著式爬架的安裝和搭設[5]。附著式爬架高度以3～4.5 層樓高為標準，整個結構用48mm×3.5mm 的鋼管建造而成，將一階梯式水平儀設置在底部，吊裝接頭處設垂直主架，其它部位均為傳統的用扣件固定的爬架安裝結構，其基本構造見圖2。

圖2 附著式爬架搭設結構示意圖

其中，垂直主體框架主要由外立桿、橫桿、廊道斜桿和軌道內側桿等構成，采用法蘭和鋼管焊接固定。在安裝爬架時，要做好載荷監測，并根據以下公式計算出風荷載

其中，wk表示風荷載；k表示風壓系數；β表示風振系數；μs和μz分別表示風荷載的體型系數和高度變化系數；w0表示基本風壓。在此基礎上，確定附著式爬架在風荷載的作用下位移量可接受范圍，在施工中嚴格按照范圍完成施工，確保工況條件的穩定，降低施工風險。

除此之外，還要考慮恒荷載和活荷載的作用。恒載主要包括各個構件的自身重力、面層重力以及班底抹灰自重等，利用PKPM 軟件可以實現對構件自重的計算，并結合式（2)確定恒荷載具體數值

其中，W表示構件自重；η表示其他重力。活荷載的取值可結合高層建筑樓面均布活荷載標準獲得。

2.2 爬架提升施工

在進行附著式爬架施工時，爬架提升是一個極其重要的操作步驟。如果爬架提升工作沒有得到有效地實施，不僅難以達到現場高精度定位的要求，還可能造成重大的施工安全事故。因此，在這一環節的技術應用中，一定要嚴格確保過程的正確性和工藝的合理性。在進行爬架提升的過程中，對升降臺進行預緊力處理。預緊力完成后，拆下爬架本體的下拉條、吊腳接頭和下絕緣裝置。在提升方向上檢查、清除障礙[6]。然后，把爬架主體抬升到工作面上，對工作平臺的空間位置進行精確調整。起吊就位后，安放下拉條，固定吊腳，護網，硬拉結，翻板翻扣固定。

在整個吊裝過程中，要對每一個安裝部件和限位裝置進行檢驗[7]。如果確定沒有問題，就可以開始進行建筑外立面施工，這樣就可以完成爬架提升，為后續施工提供一個平臺支撐。在提升過程中，為避免爬架出現傾斜現象，采用導軌式結構作為爬架提升的防傾結構，如圖3 所示。

圖3 爬架提升防傾結構示意圖

在提升的過程中，承載力設計表達式為

其中，γ0表示結構重要性系數；S表示荷載效應；η表示結構抗力。隨著爬架的提升，其升降動力裝置、吊具、索具等都需要按照容許應力進行設計和計算。針對不規則立面，架體沿建筑周向設置多個，相鄰架體可在輪廓不變時抵接，在輪廓變化時脫離。翻版組件設置相鄰兩個架體之間，翻版組件可在相鄰架體抵接時首期，在脫離時展開并連接。

2.3 爬架拆除

在不規則立面結構高層建筑中，采用附著式爬架技術，完成了其整體施工任務后，需進行爬架及其輔助設備的拆除[8]。在拆除爬架的時候，應該將爬架抬起到高空的指定位置，或者是放下到最底層的案例工程中，以充分保證施工的安全，可以選擇沿著建筑的外立面下降到最底層之后，再進行爬架的拆除工作。拆解之前，必須有地面工作人員對拆解的區域進行看護和保養，確定場地的情況符合拆解要求后，才能拆解爬架的各個構筑物。

在拆解時，采用由上到下的順序。首先，將吊桿上的吊桿結構拆下，然后將電力起重設備拆下。在此之后，再移除橫向的柱子和連接點[9]，從而完成了對爬架主題結構的逐層拆除。拆下橫梁后，再拆下架身底部的密封件。最后，對各部件進行清點，并進行竣工驗收。

3 實例應用分析

通過上述論述，從理論方面完成了對高層建筑不規則立面結構附著式爬架的施工技術設計，為了驗證該施工技術的實際應用可行性，以某高層建筑建設施工項目為例，開展對其實例應用分析。該建筑外立面為不規則的弧形設計形式，立面表面差距最大值為16.3m。建筑正面以石材+鋁板+玻璃幕墻的組合，體現豐富質感。立面外裝飾層采用弧形石材+金屬線條的搭配設計方案。弧形立面長度最長為156.3m，最短為89.24m。工程概況信息如表1 所示。

表1 工程概況信息記錄表

該高層建筑工程項目為框架-剪力墻結構，屬于一類高層建筑。針對該項目的結構特點，對第一標準層之上4～22 樓的外護架采取不規則立面結構附著式爬架施工。該項目標準層的長度是51.25m，寬度是28.20m，標準層的面積是1 324m2。該爬架的主體結構是由扣件鋼管組成的，其高度為16.38m，寬度為0.9m。圖4 為該高層建筑不規則立面結構附著式爬架剖面圖。

圖4 高層建筑不規則立面結構附著式爬架剖面圖

結合上述工程概況對施工技術應用后的情況進行記錄，并從爬架結構抗力角度對施工技術是否具備安全性進行探究。

隨機選擇施工中5 個附著式爬架作為研究對象，并分別編號為FP-#01、FP-#02、FP-#03、FP-#04、FP-#05。針對其各自的結構抗力進行測定，并將測定結果記錄如表2 所示。

表2 附著式爬架結構抗力測定結果

從表2 中記錄的數據可以看出，各個附著式爬架結構抗力均高于結構抗力標準值，因此說明采用本文上述設計的施工技術在具體應用到施工中能夠保證安全性，具備實際應用可行性。通過本文提出技術的應用有效降低了施工現場的安全風險，保障了施工人員的生命安全和身體健康，為更多帶有不規則立面結構的高層建筑的施工，提供了可行的解決方案和技術支持，有利于推動行業的技術創新和發展。

4 結語

通過本文上述研究，針對高層建筑不規則立面結構附著式爬架，提出了一種全新的施工技術，并通過實例驗證了該技術可行性。