大凈空結構施工中的爬架層間附著技術

劉嘉鋒 張經緯

中國建筑第二工程局有限公司 江蘇 南京 210000

現階段，我國城市化建設進程不斷加快，高層建筑事業(yè)不斷發(fā)展，爬架的應用也越來越廣泛[1]。

在中航寶勝海洋工程電纜項目交聯立塔新建工程中，交聯立塔外墻采用爬架施工工藝，因立塔層高較高，故常規(guī)設計的爬架無法保證均在結構上進行附著。為此，在不影響爬架安全和質量的前提下，采用了爬架層間附著施工技術，使得爬架架體在滿足規(guī)范要求的情況下，節(jié)省了材料，提高了安全保障性[2-3]。

1 工程概況

中航寶勝海洋工程電纜項目交聯立塔新建工程總建筑面積37 137.95 m2，其中交聯立塔為超高層工業(yè)廠房，群筒結構，建筑面積33 744.46 m2，地上26層，建筑最高處190.9 m，標準層高7 m，局部層高達到8 m。

本工程在南側、北側及東側框架結構外墻窗戶處設置層間附著點，每層共設置層間附著點12處。

2 設計思路及原理

交聯立塔標準層高達到7 m，按照常規(guī)附著點原理，附墻支座附著于樓層結構邊梁上，上下相鄰支座間距也為7 m。按照JGT 546—2019《建筑施工用附著式升降作業(yè)安全防護平臺》設計，架體使用階段必須保證3個支座附著，則架體高度將達到22.5 m，而一般架體高度不大于15 m。本工程按常規(guī)方法來設計架體時，架體所需材料、質量將比一般架體多50%，這意味著支座將承擔更大的荷載，對附著結構造成更大的風險。同時，架體的生產成本也將增加，且在升降過程中，因為架體過高，可安裝附著支座的數量少，將造成懸臂端過長，需要增加拉結固定等措施。

為解決常規(guī)架體無法較好適應大凈空結構的問題，采用了爬架層間附著施工技術。其主要技術特點是在樓層中間設置鋼立柱，鋼立柱通過螺栓與樓板固定，鋼立柱頂部安裝支座，完成架體的附著。通過鋼立柱在樓層中間增加了附著點，使架體高度降為14 m，且架體有3個附墻支座，覆蓋2個樓層，相較原設計的質量及材料降低超過1/3。

爬架層間附著施工技術的應用，改變了傳統(tǒng)施工工藝，使得架體設計突破了常規(guī)架體設計需附著在樓層結構邊梁的限制，在不影響爬架施工安全與質量的前提下，可有效降低施工造價，解決在常規(guī)設計中樓層較高時需加高架體的難題。同時，架體高度的降低使得附墻支座與結構所受荷載減小，提高了爬架使用的安全保障性。

3 設計參數及復核

3.1 鋼立柱設計與加工

鋼立柱高1 710 mm，與樓板接觸直角邊長度1 410 mm，立柱長800 mm，寬220 mm。鋼立柱由槽鋼、方鋼管與鋼板焊接而成（圖1）。

圖1 鋼立柱示意

使用二氧化碳保護焊將各構件焊接牢固，焊接后面板不得變形；所有開孔均須機加工成形，去除尖角、毛刺后表面熱鍍鋅處理。

3.2 設計復核

因爬架鋼立柱支撐在樓板上，架體相關荷載將傳遞到結構樓板，原設計中未考慮相應荷載，故應由原結構設計單位根據相關荷載數據復核樓板的承載力。經復核，在爬架使用過程中的原樓板受力滿足規(guī)范要求。

4 工藝操作要點

4.1 測量放線

根據爬架導軌設計位置，對鋼立柱安裝點進行放線，采用激光掃平儀與卷尺結合的方式，確定鋼立柱背桿與斜桿打孔位置。

4.2 鋼立柱布置

在架體平面設計階段，結合建筑物結構形式，在外墻窗戶或鋼立柱能伸出位置設計機位，保證鋼立柱位置安裝導座后，爬架導軌可順利通過。

4.3 鋼立柱安裝

鋼立柱及各桿件由廠家直接加工生產，各構件進場后僅需安裝螺栓即可連接成整體。鋼立柱為三角形式，直角邊安裝在樓板上，使用2根M30 mm×750 mm螺栓與樓板進行連接。待鋼立柱與樓板固定牢固后，安裝鋼柱后頂撐桿，增加鋼立柱整體穩(wěn)定性。兩側安裝立柱斜撐，斜撐一端與鋼立柱采用螺栓連接，另一端與結構樓板通過螺栓連接，防止鋼立柱在受水平力的情況下失穩(wěn)。鋼立柱頂部安裝加高件；鋼立柱安裝完畢后，附墻支座直接安裝在鋼立柱端部的加高件上（圖2）。

圖2 鋼立柱安裝

4.4 提升時操作要點

爬架提升程序為：提升前檢查→提升系統(tǒng)拉緊→架體提升→臨時停架→取下附著支座→安裝上附著支座→提升到位→恢復頂撐→提升系統(tǒng)卸荷→恢復組間連接及安全防護→檢查驗收。

爬架提升操作要點如下：

1）在爬架提升過程中，當架體提升到相應標高后，導軌從底部附著支座脫出；待導軌從底部附著支座脫出后，爬架架體需臨時停止提升；待底部支座周轉至頂部相應位置，頂部附著支座安裝到位后，爬架恢復提升，導軌進入附著支座后提升到位。

2）在鋼立柱數量剛好滿足使用工況時，爬架提升過程中就涉及鋼立柱的周轉使用問題。待導軌脫出下附著點后，需立即對鋼立柱進行拆除，轉運到頂部相應位置。提升前應做好準備工作，在鋼立柱安裝位置提前放線，做好開孔或預留工作。在鋼立柱數量充足的情況下，提升前需把鋼立柱安裝到位，減少架體提升的停留時間，降低爬架提升時的安全風險。

4.5 安全注意事項

1）鋼立柱安裝位置的結構混凝土強度不得低于C20。

2）涉及結構開孔時，需提前在下一層位置設置警戒區(qū)，防止混凝土塊等墜落傷人。

3）對螺栓進行檢查，若發(fā)現連接螺栓脫扣或鋼立柱變形現象，應及時處理。每個月對鋼立柱進行一次保養(yǎng)，防止螺栓連接處銹蝕。

4）穿墻螺栓應牢固擰緊，受拉螺栓每端的螺母不得少于2個或采用單螺母加彈簧墊圈，螺栓露出螺母3～5扣絲，墊片齊全。

5）架體使用時嚴禁拆除鋼立柱部件和螺栓。

6）附著支座安裝時，作業(yè)人員可直接在樓層內安裝，避免提升工況時進出架體。

5 效益分析

1）節(jié)省材料：層間附著施工技術降低了原設計架體高度的1/3，使得架體組裝所需構造材料大量減少。

2）周轉使用性強：鋼立柱由槽鋼、鋼板等焊接而成，一個工程使用完成之后不影響下一個工程的使用，可使用年限長，可周轉次數較多，且自身殘值較高。

3）可操作性強：鋼立柱整體由工程定制生產，現場使用時僅需將鋼立柱運轉至相應位置，通過螺栓固定在結構樓板上，作業(yè)人員安裝簡便。

4）提高安全保障性：層間附著施工技術降低了原架體質量的1/3，使得附墻支座與建筑結構所受荷載大大降低，提高了架體使用的安全性；同時，鋼立柱安裝在室內樓板上，作業(yè)人員可直接在室內安裝附墻支座，減少進出架體次數，降低安全風險。

5）經濟效益：本工程應用層間附著施工技術，在樓層中間增加層間附著，降低了爬架的架體高度，共節(jié)約成本約49萬元。（本工程使用了一套爬架，單套爬架可節(jié)約設備租賃費約49萬元。）

6 結語

爬架層間附著施工技術在使用過程中完全滿足使用要求，未出現任何缺陷，可應用于寫字樓、工業(yè)廠房等層高較高的大凈空建筑物。同時，對異形結構與無結構邊梁等特殊情況也有較好的適用性。

該技術的應用拓展了爬架在設計階段的使用思路，對不同的結構類型有了更多的附著方式選擇，提高了建筑施工效率。隨著使用范圍的進一步擴大以及應用研究的進一步深入，將來必定會有更多的工程利用爬架層間附著施工技術，以此提高爬架對不同結構形式的適用性。