超高层建筑附着升降脚手架施工技术研究

刘小兵

(中铁十二局集团建筑安装工程有限公司， 山西 太原 030024)

1 超高层建筑附着升降脚手架的发展现状

自80年代末，附着升降脚手架研发以来，经过改良阶段，厂家相继推出了各种类型的附着升降脚手架。外部脚手架是高层建筑必要的工具设备。由于超高层的建筑工程的高度限制，导致传统的脚手架安全性较低、施工费用较高。而附着升降脚手架具有的防坠落安全网设施在很大程度上提高了其安全性；自带升降装置卸料台提高了搭设速度，节约工程时间、节约材料，提高了经济效益。如今，由于超高层附着升降脚手架可以保证安全、加快进度、增加效益，因此其在我国的超高层建筑施工中应用很广泛。

2 附着升降脚手架的特点

附着升降脚手架由于其防护网采用的是钢质材料，所以具有防火的安全优势；在拼接和拆除模块的过程可以在地面进行，加快了搭建过程；中心提升功能更加安全；因提升动力的装置与爬架平台是同步升降，可以不再需要搬动，减少了对设备的损坏和避免了材料的污染，最终可以消除因搬运而导致的安全隐患；为了方便适应超高层大型建筑外墙防护施工，使用了有高强度、防火、经久耐用的防滑花纹钢板作为走道板、防护翻板等；为了便于安全施工，更加利于减小内侧的间隙，加宽内挑走道板[1]。

附着升降脚手架节约了大量的搭设时间，因提升动力装置仅需3～5h便可提升一次，为下一施工程序的顺利进行做好铺垫，大大提高了施工效率；节约时间，可以提前完成工期，减少租用设备的费用；附着升降脚手架无需人工搭设，进场时可以整体安装，随着楼层加高，靠自身的提升装置进行整体提升，不仅降低了安全的风险，而且节约了人工费用；附着升降脚手架因不存在中间材料的周转，一次性投入材料即可，不仅节省了场地，更方便了材料管理问题，可以杜绝材料丢失。

3 附着升降脚手架的架构

3.1 水平和竖向框架

水平框架主要是将竖向框架作为承力支撑，将竖向主框架的节点板和两端进行连接。竖向框架是附着支撑的主要结构，高度一般在1.8m左右，其不仅受向下的力，还要受水平力，为了能达到受力、安装和存放等要求，需要设计成焊接框架。

3.2 附着支承系统

附着支承系统是把框架整体牢固的附着于建筑体上的装置，而且能有效地将框架所荷载的力量传递于建筑体，在附着升降脚手架最关键的受力位置必须安装防坠、提升、防倾等装置。

附着支撑结构中主要承力的部位是斜拉杆，但是在实际运用过程中很多斜拉杆既受到拉力又受到弯矩力，进而增大了次应力，导致无法得到拉杆所受力的精确大小。所以，设计拉杆时一定要采取一些方法减弱次应力，使施工人员能准确掌握拉杆的受力状况。在实际工程中有些利用万向接头法处理了这一问题，即通过两个平面同时处理拉杆所受的力，保证拉杆所受的力只有拉力。除此之外，连接工程结构和支撑结构的点是穿墙螺栓，只要确定穿墙螺栓是稳定的、安全的，就能保证脚手架也是安全的，上文中介绍的节点的处理方法，也能很大程度地简化穿墙螺栓的受力状况[2]。

3.3 防倾防坠系统

附着升降脚手架在施工使用过程中经常会出现坠落、倾覆等问题，从受力角度分析，水平方向应该解决倾斜问题，这样才能保证脚手架的稳定性。施工过程中，脚手架必须是平稳的，不能发生倾斜，而且建筑物和脚手架之间要有一段距离，保证脚手架能平稳运行。但是在实际工程中，脚手架承受的荷载力是不均匀的，呈现偏心受力的状况，特别是超高层结构的施工中容易产生较大的荷载力。在施工过程中使用脚手架时，会产生很多不定因素，例如高层建筑中存在坠落、失稳等安全隐患。所以使用脚手架时必须搭建防坠落装置，并且不能将附着支撑装置与防坠落装置化为一体，若将两个装置同时设置在一个结构上，就会影响防坠落装置的作用。

3.4 动力升降系统

穿墙螺栓、升降设备、提升底座、挑梁这 4个部分组成了动力升降系统。将升降设备的上部与挑梁连接，下部与底座的挂环连接，预紧处理后升降工序便完成了。竖直方向的主框架底端设置了提升底座。

4 附着升降脚手架的施工技术

4.1 安装的工序流程

在脚手架安装前，应当按照平面设计图先确定框架和动力升降系统安装的位置和个数，还要将预留穿螺栓与预埋栓的孔眼按照规定的位置设立。具体要求为上下对齐，误差＜26mm。然后搭建一个2层的落地脚手架，帮助施工人员搭设承力架和提升架。如表1所示为附着脚手架的工艺参数。

表1 附着脚手架的工艺参数

提升机功率 w 500提升速度 mm/min 120提升机定额吨位 t 7.5预埋水平偏差 mm 30爬架平台防火标准 防火绝燃施工荷载传递楼层 层 2附墙支座数量 套 3提升机是否需要周转 不需要最大周转件重量 kg 25每次升降层数 层 1防坠距离 mm 20-60防坠器个数 个 2/机位

安装附着脚手架的具体步骤为：完成落地支撑架的搭建→设立斜拉杆与竖直方向的主框架→设立水平方向的框架→设立上部的操作架→搭建安全网、防护挡板→设立挑梁→设立提升装置→设立防坠防护装置、导向件→试压架体→检测、验收。

4.2 安装注意事项

（1）设立竖直方向的主框架时，要用钢管扣件将结构与主框架的内部进行连接，用斜拉杆固定上部边梁和主框架的外侧，使用花篮螺栓调平主框架。

（2）搭建高度为4层的架体时，拉结点要及时搭设，还要设立剪刀撑。

（3）设立水平方向的析架，并将其上下弦的距离控制在35mm左右。

（4）使用厚度为25mm左右的轻质木板铺满上铺板，用小孔的安全网覆盖架体，从下往上进行该操作。

（5）根据设计方案设立导向件、挑梁，并让导杆与导向件紧密连接。

（6）竖直方向设立的架体偏差≤4%，架体竖直方向上任何两点之间形成的高度差都要＜25mm。

（7）设立的架体必须平稳，垂直方向的偏差≤5%，架体底端任何两点之间形成的水平高度差都要＜55mm。

（8）立杆的垂直度偏差需要控制为架体高度的 1/650，设立的扣件及其节点的偏差不能超过160mm。

（9）所使用扣件的螺母预应力矩≤50N·m。

（10）使用穿墙螺栓将建筑结构和支撑结构进行连接。完成螺栓的设立后，必须将螺母的漏出量控制在3牙内，漏出量较大时使用双螺母。

（11）架体的外部设立剪刀撑，横杆和剪刀撑的倾斜角控制在50°左右。

5 结束语

综上所述，城市化进程发展迅速，伴随着建筑业风生水起以及国家各项环保政策的出台，低碳绿色的施工环境成为建筑业施工和选材的一大重要因素。根据文章分析，附着升降脚手架不仅能提高工作效率，还节约了工期时间，节约了施工项目的成本，符合建筑业低碳环保的施工趋势。文章分析了超高层建筑发展迅速，并且因为其施工独特性，选择使用防火性能高、施工进度快、工程效益高的附着升降脚手架进行工程作业。

[1]石雪洁.附着式升降脚手架在超高层建筑中技术探究及工程应用[D].淮南：安徽理工大学，2015.

[2]赵飞.超高层建筑附着升降脚手架施工技术性能研究[D].上海：同济大学，2008.