集成式升降腳手架在不規(guī)則結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

還向州 王介煬 沈 培 葛 然 曹振國

中建一局集團第一建筑有限公司 上海 201103

超高層建筑在建造過程中，對外立面安全防護、施工現(xiàn)場形象、工期等要求越來越高，而傳統(tǒng)的落地式腳手架、懸挑腳手架、散拼式提升腳手架越來越不能滿足其綜合要求。而集成式升降式腳手架越來越受市場青睞，其附著于主體結(jié)構(gòu)上，依靠自身的升降設(shè)備和裝置，隨建筑主體結(jié)構(gòu)逐層爬升或下降，具有防傾覆、防墜落性能，不占用塔吊，減輕勞動強度、加快施工進度，實現(xiàn)了高層建筑腳手架工藝的機械化施工，促進了建筑施工技術(shù)的進步，保證了施工安全及進度[1-2]。隨著此類架體的廣泛應(yīng)用，加上超高層建筑的奇特造型，架體往往要附著在不規(guī)則的結(jié)構(gòu)上。因此，對于這些不規(guī)則部位，就需要對架體進行靈活處理，采取相應(yīng)的技術(shù)措施進行處理。

1 工程概況

杭州某廣場工程A塔樓采用框架核心筒結(jié)構(gòu)，地下3層、地上44層，建筑總高度200 m，一般200 m的超高層建筑可以選擇懸挑腳手架或者采用集成式升降腳手架。經(jīng)過綜合對比分析，本工程采用了集成式升降腳手架。本工程結(jié)構(gòu)極不規(guī)則，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1）層高不規(guī)則：1—2層6 m；3—4層5.1 m；5層8.4 m；6—7層、9—22層、24層、25層3.9 m；8層、23層、35層4.5 m；26—34層、36—43層4.2 m；44層7.8 m。

2）結(jié)構(gòu)邊形式不規(guī)則：一種為邊梁或剪力墻，一種為挑板。

3）結(jié)構(gòu)平面位置不規(guī)則：結(jié)構(gòu)有明顯的凹凸變化。

4）特殊位置：卸料平臺擱置處、塔吊附墻件處、施工電梯處。

2 架體構(gòu)造及布置

2.1 架體構(gòu)造

本工程應(yīng)用的集成式升降腳手架以組為單位，由標準腳手架單元、附著支承系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和防墜落裝置這5個部分組成。集成式升降腳手架搭設(shè)采用地面組裝、高空吊裝組拼的方式，升降采用電動葫蘆及專用電氣控制線路。

標準腳手架單元由定型的內(nèi)外立桿、型鋼腳手板、三角支撐架、斜拉撐桿以及內(nèi)挑密封翻板、防護鋼板網(wǎng)等組成，構(gòu)成承力的水平桁架。附著支承系統(tǒng)包括導(dǎo)軌、星輪防墜落附墻支座、承載螺栓、墊片等。防墜落裝置設(shè)置在附著支座內(nèi)，每榀導(dǎo)軌處設(shè)置3個附著支座。

架體覆蓋4層為宜，全高高度應(yīng)由樓層高度決定，頂部設(shè)置1.2～1.5 m單排防護。本工程標準層高為4.2 m，故設(shè)置架體總高度為19 m，必須要保證最底部密封翻板能夠完全密封，設(shè)置7步架，除架體最底部外其他腳手板處無翻板。該腳手架的操作平臺凈空寬0.66 m，工作時共設(shè)3個附墻支座，如圖1所示。

圖1 集成式腳手架附著側(cè)立面

2.2 外架布置

A塔樓沿結(jié)構(gòu)外立面共布置10組107榀主框架，直線布置的架體支承跨度最大間距為4.8 m、折線或曲線布置的架體支承跨度最大間距為4.4 m，組端部水平懸挑長度不大于1/2水平支承跨度和2 m（取最小值）。此外，集成式架體的布置應(yīng)考慮塔吊的吊裝能力，確保架體的安裝及拆除。

3 不規(guī)則結(jié)構(gòu)部位的分析與處理

3.1 層高不規(guī)則部位的分析與處理

1）本工程外架待4層結(jié)構(gòu)施工完成且強度達到設(shè)計強度后開始進行架體附著及安裝，塔樓3層層高5.1 m、4層層高5.1 m、5層層高8.4 m，對于此非標準層高，在施工5層結(jié)構(gòu)時，使得腳手架懸挑高度為9.9 m，大于6 m，超過JGJ/T 183—2019《液壓升降整體腳手架安全技術(shù)標準》第4.0.5條的要求，如圖2所示。

圖2 結(jié)構(gòu)剖面

為了解決架體懸臂超過6 m的問題，就需要在懸臂部分設(shè)置中間拉結(jié)點，以減小架體的懸臂高度。經(jīng)過驗算，采用鋼管拉結(jié)即可滿足受力要求，鋼管上部拉結(jié)在架體上，下部固定在樓板上，2榀一設(shè)，拉結(jié)角度控制在45°～60°，如圖3、圖4所示。

圖3 架體拉結(jié)

圖4 架體拉結(jié)節(jié)點

2）塔樓4層層高5.1 m、5層層高8.4 m、6層層高3.9 m，下端固定梁高1 m，故6層頂板結(jié)構(gòu)施工時頂部防護只有0.6 m，不滿足規(guī)范1.2 m的要求。為解決該問題，架體爬升至6層頂時，在架體頂部的導(dǎo)軌上連接高2 m的鋼管作為臨時防護，此防護待架體提升時拆除，如圖5所示。

圖5 架體臨時防護

3.2 結(jié)構(gòu)邊形式不規(guī)則部位的分析與處理

架體附著在結(jié)構(gòu)外邊沿，本工程塔樓結(jié)構(gòu)邊存在2種結(jié)構(gòu)形式，一種為邊梁或剪力墻，一種為挑板，如圖6所示。往往集成式腳手架的固定支座固定在梁或剪力墻上，能夠滿足架體固定及爬升要求，但是懸挑板位置因構(gòu)件比較薄弱，承受不了架體傳遞的荷載，易出現(xiàn)安全隱患。

圖6 架體附著結(jié)構(gòu)形式

為了解決此問題，采取2種不同的支座固定措施：當結(jié)構(gòu)邊為邊梁或剪力墻時，預(yù)埋螺栓孔，附著支座固定在梁構(gòu)件上；對于結(jié)構(gòu)邊為懸挑板時，在板上預(yù)留螺栓孔，擱置槽鋼，將附著支座固定在槽鋼上（槽鋼的尺寸選擇應(yīng)通過受力計算分析確定），槽鋼承受荷載，傳遞至結(jié)構(gòu)上（圖7）。

3.3 結(jié)構(gòu)平面位置不規(guī)則部位的分析與處理

塔樓23層層高4.5 m、24層層高7.8 m、26層層高4.2 m（無25層），24層結(jié)構(gòu)邊較其他層結(jié)構(gòu)內(nèi)縮3 m，該架體在此層無法進行附著，只能附著在22、23層樓面上，不滿足3個附著支座要求，影響架體的固定及爬升。為解決結(jié)構(gòu)平面位置不規(guī)則的問題，在23層上設(shè)置三角鋼支架以固定第3個附著支座，三角鋼支架由鋼底座、鋼立柱、鋼拉桿組成（構(gòu)件選型通過受力計算分析確定），固定在樓板上，24層的附著支座固定在三角鋼支架上。當施工26層時，在24層樓板上設(shè)鋼管拉結(jié)架體，拉結(jié)方法與3.1類似（圖8）。

圖8 三角鋼支架附著示意

3.4 特殊部位的分析與處理

在布置架體時，應(yīng)充分考慮卸料平臺、塔吊（包括塔吊附墻件）及施工電梯的影響，提前進行影響分析，相互調(diào)節(jié)，實現(xiàn)最優(yōu)、最宜處理的方式。下面就這3種沖突進行分析與處理。

1）卸料腳手架架體滿布結(jié)構(gòu)四周，架體覆蓋層數(shù)為4層，在施工完第n－1層樓面（混凝土養(yǎng)護強度達到設(shè)計強度時），提升架體，同時拆除第n－4層的架體、模板及其他材料，通過布置在第n－4層的卸料平臺周轉(zhuǎn)至第n－1層樓面上，此時架體最后一段正好覆蓋第n－4層，卸料平臺與架體沖突。卸料平臺一般固定在樓面板上，與架體分離，并與建筑主體進行可靠穩(wěn)固連接。為了解決卸料平臺與架體沖突的特殊問題，應(yīng)將架體下部斷開，形成門洞，斷開處架體兩側(cè)封閉，做好防護，如圖9所示。

圖9 架體遇卸料平臺處理示意

2）超高層塔吊為外附時，由于塔吊升節(jié)的需要，必須拉結(jié)在主體結(jié)構(gòu)上，此時封閉的架體對塔吊的附墻件產(chǎn)生影響。為了解決塔吊的附墻構(gòu)件與架體沖突的問題，首先架體在此位置采用特制可翻折腳手板連接，且用4根鋼絲繩分別斜拉到該跨中的4根立桿與相鄰的導(dǎo)軌上。當外架通過塔吊附墻件時，翻開特制腳手板，當架體通過后，立即恢復(fù)已翻折架體（包括外立網(wǎng)），如圖10所示。

圖10 架體遇塔吊附墻件處理示意一

當塔吊附臂與架體角度實在較小時，附臂與架體立桿可能會發(fā)生沖突，無法采用圖10的形式，此時需將架體下部6 m這個單元斷開，形成門洞，如圖11所示。

圖11 架體遇塔吊附墻件處理示意二

3）在主體結(jié)構(gòu)施工時，施工電梯一直在架體下側(cè)，但是當主體結(jié)構(gòu)封頂后，外架未能拆除，且當施工電梯需要穿過架體通至屋頂時，則架體在施工電梯的相應(yīng)部位就需要拆除。

為了解決施工電梯與架體沖突的問題，需提前對此區(qū)域架體進行拆除。架體拆除時，應(yīng)根據(jù)施工電梯位置，保證集成架斷開位置距離電梯250～300 mm，且架體端部密封嚴實。架體拆除后，端部架體的懸挑長度必須小于2.0 m，這些都需要在架體布置時提前考慮。

4 結(jié)語

集成式升降腳手架具有安全可靠、技術(shù)先進、方便快捷、綠色環(huán)保、節(jié)約成本等優(yōu)點。本文以杭州某廣場工程A塔樓不規(guī)則的結(jié)構(gòu)形式為依托，針對不同類型的不規(guī)則結(jié)構(gòu)采取了不同的附著處理方法，進一步闡述了架體附著的可靠措施，確保了施工安全及進度，對類似工程施工具有指導(dǎo)和借鑒意義。