集成式爬架在住宅樓施工中的應(yīng)用

葛川玲 劉 坤 孔祥玉

中建二局第四建筑工程有限公司 天津 300457

1 工程概況

哈爾濱富力江灣新城項(xiàng)目主樓5#樓地下3層，地上40層，出地面高度為135.45 m，標(biāo)準(zhǔn)層高為3.15 m，建筑面積5.19×104m2，3～40層均為標(biāo)準(zhǔn)層。主體施工時(shí)，外部采用集成附著爬升式腳手架作為防護(hù)架。

2 集成式爬架的特點(diǎn)

傳統(tǒng)的超高層主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)一般使用懸挑式雙排防護(hù)外架，其耗材量大、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)環(huán)境危險(xiǎn)、進(jìn)度緩慢、塔吊占用率高，且不利于二次結(jié)構(gòu)的插入，對(duì)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)收益情況也不好。因此本項(xiàng)目的防護(hù)架選用一種定型化程度高、人工投入少、且能夠整體提升的集成式爬架。該集成式爬架搭設(shè)一定高度后附著于工程結(jié)構(gòu)上，依靠自身的升降設(shè)備和裝置，可隨工程結(jié)構(gòu)逐層爬升或下降，它將高處作業(yè)變?yōu)榈吞幾鳂I(yè)，將懸空作業(yè)變?yōu)榧荏w內(nèi)部作業(yè)，架體美觀、搭設(shè)簡(jiǎn)單，不占用塔吊吊裝時(shí)間，大大縮短了工期、節(jié)省了人工及材料費(fèi)用。同時(shí)，其外立面設(shè)有防護(hù)網(wǎng)整體防護(hù)，主框架配有防墜落、防傾覆裝置等多重保護(hù)，具有良好的安全性能。

3 集成式爬架的設(shè)計(jì)

3.1 立面設(shè)計(jì)

本工程升降腳手架設(shè)計(jì)外排高度為 14.50 m，架體凈寬0.75 m，架體立柱節(jié)間距離最大5 m，架體滑輪底座底部距離鄰近上樓面 0.90 m。豎向主框架Ⅰ～Ⅳ均為4.50 m（含外立柱1.60 m），架體側(cè)立面如圖1所示。

圖1 架體側(cè)立面示意

3.2 預(yù)埋設(shè)計(jì)

預(yù)埋件采用φ50.00 mm×2.50 mm PVC管制作，長(zhǎng)度為相應(yīng)點(diǎn)位處墻厚（梁厚或板厚）。要保證窗洞、邊梁處的預(yù)埋件中心外至少有厚150 mm的混凝土，以保證強(qiáng)度要求。保證在混凝土澆筑過程中預(yù)埋件位置準(zhǔn)確，偏差在允許范圍之內(nèi)。預(yù)埋件兩端須利用海綿、泡沫、鋸末、膠帶封堵，防止?jié)仓r(shí)注入水泥?；炷翝仓?、振搗時(shí)應(yīng)避讓預(yù)埋管，防止預(yù)埋件發(fā)生較大偏移[1,2]。

4 集成式爬架的安裝

4.1 安裝流程

集成式爬架分4段，地面組裝后再吊裝，第1～第3段均為2個(gè)操作層，第4段為1個(gè)操作層。

搭設(shè)安裝平臺(tái)→組裝第1段升降腳手架各部件→第1段升降腳手架吊裝→第2段升降腳手架組裝、吊裝→安裝附墻支座、卸荷裝置、防護(hù)鋼網(wǎng)→第3段升降腳手架組裝吊裝→安裝腳手板、防護(hù)鋼網(wǎng)→第4段升降腳手架組裝、吊裝→安裝附墻支座、卸荷裝置、防護(hù)鋼網(wǎng)、提升鋼絲繩→組裝至設(shè)計(jì)高度→擺放電控柜、分布電纜線、安裝電動(dòng)葫蘆、接線、調(diào)試電器系統(tǒng)→預(yù)緊電動(dòng)葫蘆、檢查驗(yàn)收、同步提升1層→安裝全部完畢，進(jìn)入提升循環(huán)

4.2 集成式爬架安裝平臺(tái)搭設(shè)

本工程計(jì)劃在11層搭設(shè)安裝平臺(tái)，平臺(tái)由原防護(hù)架改造而成，離墻距離不大于300 mm，平臺(tái)寬度1.20 m，外側(cè)搭1.50 m單排防護(hù)，外掛安全網(wǎng)（圖2）。平臺(tái)操作面位于平臺(tái)樓層頂板下方0.45 m處，平臺(tái)上滿鋪腳手板，平臺(tái)基本承載要求為5 kN/m2。

圖2 安裝平臺(tái)搭設(shè)

4.3 豎向主框架安裝

豎向主框架Ⅰ高4.50 m，由滑輪底座、導(dǎo)軌、外立柱、三角連接架組成空間鋼架，導(dǎo)軌和立柱用M18螺栓安裝在底座上，三角連接架安裝在導(dǎo)軌和立柱內(nèi)側(cè)。豎向主框架Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ高4.50 m，由三角連接支架、框架提升梁及導(dǎo)軌立柱連接件組成空間鋼架。

豎向主框架立柱間采用槽鋼和連接板連接，節(jié)點(diǎn)連接件配用M18×40螺栓，立柱垂直于滑輪底座，禁止偏移。單節(jié)垂直度偏差≤10 mm、多節(jié)垂直度偏差≤30 mm。利用鉛錘吊線檢測(cè)豎向主框架垂直度偏差。連接螺栓應(yīng)齊全、不得松動(dòng)。

豎向主框架導(dǎo)軌、外立柱與水平桁架及鋼板腳手板按組裝圖在地面上分段組裝完畢后，用塔吊吊運(yùn)到安裝平臺(tái)上進(jìn)行其他部分組裝[3]。

4.4 水平桁架安裝

水平桁架采用C型鋼橫桿、角鋼立柱及斜桿組成，C型鋼腹板沖有間距100 mm孔，用M16螺栓安裝在導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)和外立柱外側(cè)，安裝高度須符合組裝設(shè)計(jì)要求。

水平桁架的組裝要根據(jù)附著升降腳手架的各立面圖標(biāo)注的內(nèi)外桁架水平長(zhǎng)度和距離進(jìn)行選件組裝，不得錯(cuò)用和隨意替換，桁架端部距豎向主框架中心間距必須符合圖紙要求。

當(dāng)腳手板為鋼板網(wǎng)時(shí)，C型鋼橫桿中部位用φ16 mm螺栓拉桿拉結(jié)，將橫桿間距控制在808 mm，同時(shí)，螺栓拉桿間距≤2 m。

主框架吊至平臺(tái)后需將各拼裝單元組裝成整體，用桁架連接角板將桁架連接成整體，用M16螺栓固定，桁架應(yīng)平行于建筑物外墻，距離結(jié)構(gòu)梁邊為400 mm。

4.5 附著支承結(jié)構(gòu)的安裝

穿墻螺栓及附墻支座：檢測(cè)預(yù)埋孔位置是否符合明面布置圖和預(yù)埋圖，檢查無誤后，安裝穿墻螺栓。墻體內(nèi)側(cè)安裝墊板，預(yù)緊螺母；墻體外側(cè)安裝附墻支座，附墻支座中心線與導(dǎo)軌及預(yù)埋孔中心線對(duì)齊，水平偏差≤30 mm。附墻支座和墊板必須貼實(shí)墻體后方可擰緊穿墻螺栓螺母。穿墻螺栓禁止漏裝、虛裝；墊板應(yīng)墊實(shí)結(jié)構(gòu)；螺母必須擰緊，擰緊力矩為40～65 kN，禁止松動(dòng)（圖3、圖4）。

圖3 附著導(dǎo)向裝置（附墻支座）

圖4 附著導(dǎo)向裝置（水平鋼梁）

4.6 導(dǎo)輪組、提升鋼絲繩及繩卡的安裝

1）每套附墻支座均安裝2套導(dǎo)輪組。導(dǎo)輪組用M22×50螺栓與附墻支座連接，禁止偏移、扭曲，水平偏差為-5～5 mm。

2）提升鋼絲繩規(guī)格為φ19.50 mm（6×37），提升鋼絲繩從滑輪底座上2個(gè)滑輪穿過，將鋼絲繩嵌入滑輪槽中并保證滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)，一端通過繩卡和鎖具卸扣與鋼絲繩提升梁連接，另一端穿過滑輪掛于電動(dòng)葫蘆下吊鉤上，用繩卡鎖緊。

3）繩卡采用Y20，每端4個(gè)，繩卡安裝間距要符合如圖5所示的要求，繩卡螺栓、螺母應(yīng)擰緊[4]。

圖5 繩卡安裝間距示意

4.7 智能荷載控制系統(tǒng)安裝

智能荷載控制系統(tǒng)由智能控制器、荷載傳感器、吊環(huán)、高強(qiáng)螺栓組裝而成，安裝在主框架的提升梁上（圖6）。

安裝時(shí)在高強(qiáng)螺栓及吊環(huán)螺紋處涂抹黃油，擰入傳感器螺紋孔內(nèi)，直至旋轉(zhuǎn)不動(dòng)為止。

4.8 電器及智能控制系統(tǒng)安裝

1）主電纜線固定安裝于附著升降腳手架電動(dòng)葫蘆操作層內(nèi)側(cè)防護(hù)鋼網(wǎng)上，主電纜線應(yīng)穿過電線套管并固定于同一高度內(nèi)，分片處主電纜線預(yù)留長(zhǎng)度應(yīng)滿足提升1層高度的要求，電纜線接頭必須利用絕緣防水膠布綁扎牢固；接線應(yīng)牢固可靠，避免虛接、漏接；

2）電控柜應(yīng)滿足接零及漏電保護(hù)等安全要求并固定于架體主框架的框架提升梁附近，以方便操作；

3）附著升降腳手架避雷方法采用與建筑結(jié)構(gòu)接地引下線連接的方式；

4）電動(dòng)葫蘆安裝于提升梁的吊環(huán)上并安裝防塵防雨罩，電動(dòng)葫蘆鏈條要保持清潔潤(rùn)滑，下吊鉤調(diào)到底處時(shí)鏈條不得翻鏈、扭鏈，以保證葫蘆下鉤轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。

4.9 防護(hù)安裝

附著升降腳手架底層安裝操作層鋼板，鋼板采用折彎花紋鋼板，鋼板與結(jié)構(gòu)之間縫隙用翻板蓋嚴(yán)。翻板與底層鋼板間用鉸鏈連接，鋼板采用M12×30 mm螺栓與桁架的C型鋼連接。

防護(hù)鋼網(wǎng)使用2 000 mm×1 000 mm鋼板網(wǎng)，鋼板網(wǎng)四邊與角鋼邊框焊接。同時(shí)，防護(hù)鋼網(wǎng)上下通過掛鉤固定于豎向主框架外側(cè)C型鋼或桁架的凹槽內(nèi)，并用卡頭將所有鋼板網(wǎng)與C型鋼或桁架固定。

4.10 集成式爬架防墜及防傾覆安裝

4.10.1 集成式爬架防墜原理

附著升降腳手架防墜器的作用是當(dāng)升降腳手架在非正常狀態(tài)下墜落時(shí)能自動(dòng)地托住導(dǎo)軌。導(dǎo)軌固定在升降腳手架上，防墜裝置為鑄鋼件，安裝在每個(gè)附墻支座內(nèi)，防墜器利用擺陣原理，上升狀態(tài)時(shí)，防墜器擺陣始終在導(dǎo)軌的防墜板內(nèi)擺動(dòng)，當(dāng)突然下墜時(shí)托住導(dǎo)軌的防墜擋板，起到防墜作用；防墜裝置與導(dǎo)軌上的防墜擋板構(gòu)成防墜系統(tǒng)。附著升降腳手架在使用工況時(shí)，同時(shí)有3道防墜裝置起作用，保證附著升降腳手架安全正常使用。在日常施工中，應(yīng)經(jīng)常清理提升滑輪組里的雜物，以保證防墜裝置動(dòng)作靈活。防墜系統(tǒng)及防墜過程如圖7、圖8所示。

圖6 荷載控制系統(tǒng)

圖7 防墜系統(tǒng)示意

4.10.2 集成式爬架防傾原理

附著升降腳手架的防傾功能主要是通過導(dǎo)輪組和導(dǎo)軌的共同作用實(shí)現(xiàn)的。建筑結(jié)構(gòu)施工時(shí)按照預(yù)埋圖紙進(jìn)行孔洞預(yù)埋，附墻支座通過穿墻螺栓固定在建筑結(jié)構(gòu)上，導(dǎo)軌與附墻支座用防傾導(dǎo)輪組連接，導(dǎo)輪組抱在導(dǎo)軌里，升降腳手架只能沿導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)而無法往里或往外傾倒，從而起到防傾作用（圖9）。

圖8 防墜過程示意

圖9 防外傾原理示意

4.11 防雷措施

集成式爬架是高聳的金屬構(gòu)架，因此避雷措施十分重要。在建筑電氣設(shè)計(jì)中，隨著建筑物主體的施工，各種防雷接地線和引下線都在同步施工，當(dāng)升降腳手架一次上升完成時(shí)，在升降腳手架上部操作層找1～2處，用厚度不小于4 mm的扁鋼把架體與建筑物主體結(jié)構(gòu)的豎向引下線接起來（焊縫長(zhǎng)度應(yīng)大于接地線直徑的6倍），使架體良好接地，接電電阻值不得大于30 Ω。在施工期間如遇有雷雨，升降腳手架上所有人員必須立即離開[5]。

5 結(jié)語

哈爾濱富力江灣新城項(xiàng)目施工過程中，采用集成式爬架代替落地式外腳手架、懸挑腳手架，大大縮短了工期、節(jié)省了人工及材料費(fèi)用，具有良好的安全性能與經(jīng)濟(jì)性，突顯出了集成式爬架的優(yōu)越性，為后續(xù)工程提供了熟練的方法和成熟的經(jīng)驗(yàn)。