附著式升降腳手架深化設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

黃林林，王 嘉，趙 建

(中建機(jī)械有限公司，河北 廊坊 065000)

附著式升降腳手架是近年發(fā)展起來的建筑外墻新型腳手架防護(hù)體系，主要應(yīng)用于18 層以上的高層民用住宅。本文以中建機(jī)械ZJPJH45 型爬架為例，結(jié)合佛山保利天匯悅府住宅項(xiàng)目，探討附著式升降腳手架的深化設(shè)計(jì)和施工技術(shù)。

1 工程概述

佛山保利天匯悅府項(xiàng)目位于佛山市南海區(qū)清風(fēng)路與聚元北路交口西南。以5#、6#樓為例，此二棟樓以中軸對稱，中間設(shè)有400mm 寬沉降縫，腳手架防護(hù)層為標(biāo)準(zhǔn)層，即2～31 層，建筑結(jié)構(gòu)外沿255m。

2 附著式升降腳手架深化設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)位布置

根 據(jù)JG/T 546-2019 《建 筑施工用附著式升降作業(yè)安全防護(hù)平臺》要求，直線布置時(shí)機(jī)位跨度不超過7m，折線布置時(shí)機(jī)位跨度不超過5.4m，結(jié)合5#、6#樓工程結(jié)構(gòu)實(shí)際情況，總體設(shè)計(jì)62 個(gè)機(jī)位，為滿足兩棟樓施工進(jìn)度差異的要求，沉降縫處的附著式升降腳手架設(shè)計(jì)斷開的形式，可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立提升，如圖1 所示。

圖1 機(jī)位深化設(shè)計(jì)圖

2.2 附墻支座的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

附墻支座節(jié)點(diǎn)形式有3 種，分別是剪力外墻立面節(jié)點(diǎn)、飄窗節(jié)點(diǎn)、陽臺節(jié)點(diǎn)（圖2）。外墻立面節(jié)點(diǎn)采用對穿螺栓與標(biāo)準(zhǔn)附墻支座相連；陽臺節(jié)點(diǎn)采用3m 加長式附墻支座，配合250mm 加高墊塊和2～2.8m 可調(diào)拉桿；飄窗節(jié)點(diǎn)采用0.8m加長式附墻支座，配合0.6～1m 可調(diào)拉桿。

圖2 附墻支座節(jié)點(diǎn)布置圖

2.3 施工升降機(jī)進(jìn)籠設(shè)計(jì)

項(xiàng)目施工要求，采用雙籠施工升降機(jī)進(jìn)附著式升降腳手架3m。雙籠總寬在樓體外墻的投影寬度為4.5m。深化設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮：①在施工升降機(jī)投影范圍內(nèi)，不能設(shè)計(jì)機(jī)位；②要拆除走道板后，懸臂走道板不能超過500mm 長。在進(jìn)籠電梯兩側(cè)設(shè)置4#、5#機(jī)位，兩機(jī)位相距6m。腳手板拆卸后懸臂部分一邊為150mm，一邊為450mm，以滿足雙籠電梯進(jìn)入要求（圖3）。

圖3 施工升降機(jī)進(jìn)籠設(shè)計(jì)

2.4 塔機(jī)附著處的架體設(shè)計(jì)

架體在爬升中會穿過塔機(jī)附著桿，相交部分需要拆除。深化設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：①塔機(jī)附著桿通過的位置不要設(shè)計(jì)立桿，拆除立桿會使施工量增大，危險(xiǎn)系數(shù)也會升高；②塔機(jī)附著桿穿過的位置的腳手板設(shè)置成吊橋走道板，可以使用鋼絲繩拉起固定，以躲避塔機(jī)附著桿的位置；③附著桿經(jīng)過位置設(shè)計(jì)成對開式吊橋走道板，雙向翻轉(zhuǎn)走道板，可創(chuàng)造更大的避讓空間。

2.5 穿墻螺桿暗埋設(shè)計(jì)

暗埋是區(qū)別于“對穿”形式的一種附墻支座固定螺桿的安裝方式，所謂“暗埋”即穿墻螺栓的一端暗藏在建筑物中，另一端伸出建筑物表面的設(shè)置方式。當(dāng)墻柱部分寬度在800mm以上時(shí)，穿墻螺栓常規(guī)對穿的形式便不再適用，暗埋是比較合適的施工方式。暗埋件選取180mm 長Tr32×6 的梯形螺紋內(nèi)牙套筒，端面焊接T3mm×50mm×50mm 鋼板，預(yù)埋到位后在T3mm×50mm×50mm 鋼板可見三邊焊接?10mm×80mm 鋼筋，并電焊在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋籠上，防止混凝土澆筑后預(yù)埋件錯(cuò)位。澆筑以后梯形螺紋螺桿可以旋出繼續(xù)在下層使用（圖4）。

圖4 暗埋構(gòu)件的結(jié)構(gòu)

2.6 穿墻螺栓強(qiáng)度計(jì)驗(yàn)算

2.6.1 連接附墻支座螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算

附墻支座采用上下2 個(gè)Tr32 螺栓固定，在使用時(shí)都承受剪力和軸向拉力。依據(jù)JGT546-2019《建筑施工用附著式升降作業(yè)安全防護(hù)平臺》，穿墻螺栓強(qiáng)度應(yīng)按式（1)～式（3)計(jì)算如下。

式中Nv、Nt——螺栓所承受的剪力和拉力設(shè)計(jì)值，N；

、——螺栓抗剪、抗拉承載能力設(shè)計(jì)值，N；

D螺——螺桿直徑，mm；

——螺桿抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，一般采用Q235，取值140N/mm2；

do——螺栓螺紋處有效截面直徑，mm；

——螺桿抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，一般采用Q235，取值170N/mm2。

圖5 為附著支座卸荷支頂撐極限位置示意圖。以一組附墻三角架承擔(dān)一機(jī)位的全部荷載計(jì)，Tr32 螺栓直徑D螺=32mm，螺栓有效直徑do=28.75mm。

圖5 附著支座卸荷支頂撐極限位置

以1 根螺栓承擔(dān)一個(gè)機(jī)位全部荷載計(jì)，一機(jī)位荷載組合以20kN 計(jì)，以Q235 材質(zhì)為計(jì)算，取抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值170N/mm2，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值140N/mm2計(jì)。

1）卸荷支頂撐最短時(shí) 一個(gè)螺栓所承受的剪力設(shè)計(jì)值Nv=20kN，一個(gè)螺栓所承受的拉力設(shè)計(jì)值Nt=17000N。

2.6.2 暗埋螺栓的驗(yàn)算

暗埋方案如圖6 所示，預(yù)埋套管采用?40mm（Q235)內(nèi)攻絲T 形螺紋圓管，一端焊接50mm×50mm×3mm 鋼板，于鋼板三邊中間焊接?10×80mm 圓鋼，為了預(yù)防沉降和傾斜，將圓鋼與基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)架斜拉點(diǎn)焊保持穩(wěn)定。

圖6 套管暗埋示意圖

預(yù)埋后當(dāng)混凝土達(dá)到C15 強(qiáng)度時(shí)，附墻支座達(dá)到了安裝條件，先將螺桿擰進(jìn)構(gòu)件套管中，再將附墻支座孔套進(jìn)螺桿上，加上T10 大墊片進(jìn)行雙螺母擰緊鎖死，達(dá)到安全附著效果，附墻拆除時(shí)，支座與螺桿進(jìn)行拆除，預(yù)埋部分留在墻體。

預(yù)埋構(gòu)件承受架體向外的傾覆力，螺栓的拉力計(jì)算如下

式中Nt——單個(gè)螺栓所承受的拉力設(shè)計(jì)值，N；

um——沖切臨界截面的周長，可取墊板周長+4ho，um=920mm；

ho——混凝土構(gòu)件的有效高度，ho=180mm；

ft——附墻支座處結(jié)構(gòu)混凝土齡期試塊軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，N/mm2。

經(jīng)計(jì)算：Nt=55016N。

由GB 50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》查得見表1。

表1 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 (N/mm)

附墻支座處混凝土強(qiáng)度等級取C15 則有ft=0.91N/mm2，0.7umho ft=105487.2N，則 有：Nt=55016N ≤0.7umho ft，符合承載要求。

3 施工應(yīng)用

3.1 安裝工藝

1）前期準(zhǔn)備 本項(xiàng)目附著式升降腳手架采用逐層組裝，確保任何時(shí)間段架體防護(hù)都超出結(jié)構(gòu)面至少1.5m，腳手架材料分批進(jìn)場，邊進(jìn)場邊組裝，不需要提供地面組拼場地，對場地需求小。附著式升降腳手架組裝期間，需要塔機(jī)等機(jī)械設(shè)備的配合，架體導(dǎo)軌需要用塔機(jī)吊著安裝，卸料平臺等材料也需要用塔機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)。安裝期間需要和塔機(jī)及其他班組積極配合協(xié)商，以免影響附著式升降腳手架的安裝進(jìn)度。

2）安裝流程 搭設(shè)平臺架并做水平調(diào)整→鋪設(shè)過道板→豎向立桿、輔助立桿→安裝第二道過道板→安裝第一道安全立網(wǎng)→安裝下節(jié)導(dǎo)軌→安裝水平桁桿→安裝第一道附墻件并卸荷→安裝中節(jié)導(dǎo)軌、豎向立桿、輔助豎向立桿→連續(xù)組拼架體直到安裝完2 層各組架為止→連續(xù)組拼架體直到安裝完3 層各組架為止→連續(xù)組拼架體直到安裝完4 層各組架為止→鋪設(shè)電源線→安裝提升設(shè)備→完成安裝

3）具體操作步驟 本項(xiàng)目在第2 層澆筑混凝土前，提前在結(jié)構(gòu)樓板面預(yù)埋?48.3mm 鋼管，間距不大于5m，可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)?shù)? 層開始澆筑混凝土?xí)r，開始安裝附著式升降腳手架，附著式升降腳手架隨著主體施工進(jìn)度逐層安裝，整體安裝完后，隨著主體施工進(jìn)度提升作業(yè)。

3.2 天氣因素的預(yù)防

施工期間，工地應(yīng)有專人負(fù)責(zé)發(fā)布?xì)庀筚Y料，每天通報(bào)全體施工人員，以便安排工作和及時(shí)采取措施。及時(shí)掌握雷電天氣，實(shí)施雷電預(yù)警。對施工人員進(jìn)行防雷安全知識教育與安全培訓(xùn)。

3.3 安全保障措施

施工前必須做好施工方案交底和深化設(shè)計(jì)圖紙交底，并形成交底記錄。同時(shí)要求施工操作人員具有“特種作業(yè)操作許可證”，杜絕無證上崗。成立“施工安全保障委員會”，建立事故快速響應(yīng)機(jī)制，保障事故出現(xiàn)時(shí)能快速處理，將損失降到最低。

4 結(jié)語

附著式升降腳手架工程為危大工程，又因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)和個(gè)人設(shè)計(jì)思路的不同，附著式升降腳手架搭設(shè)方案也不同，因此，需結(jié)合施工項(xiàng)目特點(diǎn)，編制針對性施工方案，由專業(yè)施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字生效，充分交底再進(jìn)行施工作業(yè)。