集成式爬架在住宅楼施工中的应用

葛川玲 刘 坤 孔祥玉

中建二局第四建筑工程有限公司 天津 300457

1 工程概况

哈尔滨富力江湾新城项目主楼5#楼地下3层，地上40层，出地面高度为135.45 m，标准层高为3.15 m，建筑面积5.19×104m2，3～40层均为标准层。主体施工时，外部采用集成附着爬升式脚手架作为防护架。

2 集成式爬架的特点

传统的超高层主体结构施工时一般使用悬挑式双排防护外架，其耗材量大、劳动强度大、作业环境危险、进度缓慢、塔吊占用率高，且不利于二次结构的插入，对项目经济收益情况也不好。因此本项目的防护架选用一种定型化程度高、人工投入少、且能够整体提升的集成式爬架。该集成式爬架搭设一定高度后附着于工程结构上，依靠自身的升降设备和装置，可随工程结构逐层爬升或下降，它将高处作业变为低处作业，将悬空作业变为架体内部作业，架体美观、搭设简单，不占用塔吊吊装时间，大大缩短了工期、节省了人工及材料费用。同时，其外立面设有防护网整体防护，主框架配有防坠落、防倾覆装置等多重保护，具有良好的安全性能。

3 集成式爬架的设计

3.1 立面设计

本工程升降脚手架设计外排高度为 14.50 m，架体净宽0.75 m，架体立柱节间距离最大5 m，架体滑轮底座底部距离邻近上楼面 0.90 m。竖向主框架Ⅰ～Ⅳ均为4.50 m（含外立柱1.60 m），架体侧立面如图1所示。

图1 架体侧立面示意

3.2 预埋设计

预埋件采用φ50.00 mm×2.50 mm PVC管制作，长度为相应点位处墙厚（梁厚或板厚）。要保证窗洞、边梁处的预埋件中心外至少有厚150 mm的混凝土，以保证强度要求。保证在混凝土浇筑过程中预埋件位置准确，偏差在允许范围之内。预埋件两端须利用海绵、泡沫、锯末、胶带封堵，防止浇筑时注入水泥。混凝土浇筑、振捣时应避让预埋管，防止预埋件发生较大偏移[1,2]。

4 集成式爬架的安装

4.1 安装流程

集成式爬架分4段，地面组装后再吊装，第1～第3段均为2个操作层，第4段为1个操作层。

搭设安装平台→组装第1段升降脚手架各部件→第1段升降脚手架吊装→第2段升降脚手架组装、吊装→安装附墙支座、卸荷装置、防护钢网→第3段升降脚手架组装吊装→安装脚手板、防护钢网→第4段升降脚手架组装、吊装→安装附墙支座、卸荷装置、防护钢网、提升钢丝绳→组装至设计高度→摆放电控柜、分布电缆线、安装电动葫芦、接线、调试电器系统→预紧电动葫芦、检查验收、同步提升1层→安装全部完毕，进入提升循环

4.2 集成式爬架安装平台搭设

本工程计划在11层搭设安装平台，平台由原防护架改造而成，离墙距离不大于300 mm，平台宽度1.20 m，外侧搭1.50 m单排防护，外挂安全网（图2）。平台操作面位于平台楼层顶板下方0.45 m处，平台上满铺脚手板，平台基本承载要求为5 kN/m2。

图2 安装平台搭设

4.3 竖向主框架安装

竖向主框架Ⅰ高4.50 m，由滑轮底座、导轨、外立柱、三角连接架组成空间钢架，导轨和立柱用M18螺栓安装在底座上，三角连接架安装在导轨和立柱内侧。竖向主框架Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ高4.50 m，由三角连接支架、框架提升梁及导轨立柱连接件组成空间钢架。

竖向主框架立柱间采用槽钢和连接板连接，节点连接件配用M18×40螺栓，立柱垂直于滑轮底座，禁止偏移。单节垂直度偏差≤10 mm、多节垂直度偏差≤30 mm。利用铅锤吊线检测竖向主框架垂直度偏差。连接螺栓应齐全、不得松动。

竖向主框架导轨、外立柱与水平桁架及钢板脚手板按组装图在地面上分段组装完毕后，用塔吊吊运到安装平台上进行其他部分组装[3]。

4.4 水平桁架安装

水平桁架采用C型钢横杆、角钢立柱及斜杆组成，C型钢腹板冲有间距100 mm孔，用M16螺栓安装在导轨内侧和外立柱外侧，安装高度须符合组装设计要求。

水平桁架的组装要根据附着升降脚手架的各立面图标注的内外桁架水平长度和距离进行选件组装，不得错用和随意替换，桁架端部距竖向主框架中心间距必须符合图纸要求。

当脚手板为钢板网时，C型钢横杆中部位用φ16 mm螺栓拉杆拉结，将横杆间距控制在808 mm，同时，螺栓拉杆间距≤2 m。

主框架吊至平台后需将各拼装单元组装成整体，用桁架连接角板将桁架连接成整体，用M16螺栓固定，桁架应平行于建筑物外墙，距离结构梁边为400 mm。

4.5 附着支承结构的安装

穿墙螺栓及附墙支座：检测预埋孔位置是否符合明面布置图和预埋图，检查无误后，安装穿墙螺栓。墙体内侧安装垫板，预紧螺母；墙体外侧安装附墙支座，附墙支座中心线与导轨及预埋孔中心线对齐，水平偏差≤30 mm。附墙支座和垫板必须贴实墙体后方可拧紧穿墙螺栓螺母。穿墙螺栓禁止漏装、虚装；垫板应垫实结构；螺母必须拧紧，拧紧力矩为40～65 kN，禁止松动（图3、图4）。

图3 附着导向装置（附墙支座）

图4 附着导向装置（水平钢梁）

4.6 导轮组、提升钢丝绳及绳卡的安装

1）每套附墙支座均安装2套导轮组。导轮组用M22×50螺栓与附墙支座连接，禁止偏移、扭曲，水平偏差为-5～5 mm。

2）提升钢丝绳规格为φ19.50 mm（6×37），提升钢丝绳从滑轮底座上2个滑轮穿过，将钢丝绳嵌入滑轮槽中并保证滑轮转动，一端通过绳卡和锁具卸扣与钢丝绳提升梁连接，另一端穿过滑轮挂于电动葫芦下吊钩上，用绳卡锁紧。

3）绳卡采用Y20，每端4个，绳卡安装间距要符合如图5所示的要求，绳卡螺栓、螺母应拧紧[4]。

图5 绳卡安装间距示意

4.7 智能荷载控制系统安装

智能荷载控制系统由智能控制器、荷载传感器、吊环、高强螺栓组装而成，安装在主框架的提升梁上（图6）。

安装时在高强螺栓及吊环螺纹处涂抹黄油，拧入传感器螺纹孔内，直至旋转不动为止。

4.8 电器及智能控制系统安装

1）主电缆线固定安装于附着升降脚手架电动葫芦操作层内侧防护钢网上，主电缆线应穿过电线套管并固定于同一高度内，分片处主电缆线预留长度应满足提升1层高度的要求，电缆线接头必须利用绝缘防水胶布绑扎牢固；接线应牢固可靠，避免虚接、漏接；

2）电控柜应满足接零及漏电保护等安全要求并固定于架体主框架的框架提升梁附近，以方便操作；

3）附着升降脚手架避雷方法采用与建筑结构接地引下线连接的方式；

4）电动葫芦安装于提升梁的吊环上并安装防尘防雨罩，电动葫芦链条要保持清洁润滑，下吊钩调到底处时链条不得翻链、扭链，以保证葫芦下钩转动灵活。

4.9 防护安装

附着升降脚手架底层安装操作层钢板，钢板采用折弯花纹钢板，钢板与结构之间缝隙用翻板盖严。翻板与底层钢板间用铰链连接，钢板采用M12×30 mm螺栓与桁架的C型钢连接。

防护钢网使用2 000 mm×1 000 mm钢板网，钢板网四边与角钢边框焊接。同时，防护钢网上下通过挂钩固定于竖向主框架外侧C型钢或桁架的凹槽内，并用卡头将所有钢板网与C型钢或桁架固定。

4.10 集成式爬架防坠及防倾覆安装

4.10.1 集成式爬架防坠原理

附着升降脚手架防坠器的作用是当升降脚手架在非正常状态下坠落时能自动地托住导轨。导轨固定在升降脚手架上，防坠装置为铸钢件，安装在每个附墙支座内，防坠器利用摆阵原理，上升状态时，防坠器摆阵始终在导轨的防坠板内摆动，当突然下坠时托住导轨的防坠挡板，起到防坠作用；防坠装置与导轨上的防坠挡板构成防坠系统。附着升降脚手架在使用工况时，同时有3道防坠装置起作用，保证附着升降脚手架安全正常使用。在日常施工中，应经常清理提升滑轮组里的杂物，以保证防坠装置动作灵活。防坠系统及防坠过程如图7、图8所示。

图6 荷载控制系统

图7 防坠系统示意

4.10.2 集成式爬架防倾原理

附着升降脚手架的防倾功能主要是通过导轮组和导轨的共同作用实现的。建筑结构施工时按照预埋图纸进行孔洞预埋，附墙支座通过穿墙螺栓固定在建筑结构上，导轨与附墙支座用防倾导轮组连接，导轮组抱在导轨里，升降脚手架只能沿导轨上下运动而无法往里或往外倾倒，从而起到防倾作用（图9）。

图8 防坠过程示意

图9 防外倾原理示意

4.11 防雷措施

集成式爬架是高耸的金属构架，因此避雷措施十分重要。在建筑电气设计中，随着建筑物主体的施工，各种防雷接地线和引下线都在同步施工，当升降脚手架一次上升完成时，在升降脚手架上部操作层找1～2处，用厚度不小于4 mm的扁钢把架体与建筑物主体结构的竖向引下线接起来（焊缝长度应大于接地线直径的6倍），使架体良好接地，接电电阻值不得大于30 Ω。在施工期间如遇有雷雨，升降脚手架上所有人员必须立即离开[5]。

5 结语

哈尔滨富力江湾新城项目施工过程中，采用集成式爬架代替落地式外脚手架、悬挑脚手架，大大缩短了工期、节省了人工及材料费用，具有良好的安全性能与经济性，突显出了集成式爬架的优越性，为后续工程提供了熟练的方法和成熟的经验。