附着式升降脚手架深化设计及应用研究

黄林林，王 嘉，赵 建

(中建机械有限公司，河北 廊坊 065000)

附着式升降脚手架是近年发展起来的建筑外墙新型脚手架防护体系，主要应用于18 层以上的高层民用住宅。本文以中建机械ZJPJH45 型爬架为例，结合佛山保利天汇悦府住宅项目，探讨附着式升降脚手架的深化设计和施工技术。

1 工程概述

佛山保利天汇悦府项目位于佛山市南海区清风路与聚元北路交口西南。以5#、6#楼为例，此二栋楼以中轴对称，中间设有400mm 宽沉降缝，脚手架防护层为标准层，即2～31 层，建筑结构外沿255m。

2 附着式升降脚手架深化设计

2.1 机位布置

根 据JG/T 546-2019 《建 筑施工用附着式升降作业安全防护平台》要求，直线布置时机位跨度不超过7m，折线布置时机位跨度不超过5.4m，结合5#、6#楼工程结构实际情况，总体设计62 个机位，为满足两栋楼施工进度差异的要求，沉降缝处的附着式升降脚手架设计断开的形式，可以实现独立提升，如图1 所示。

图1 机位深化设计图

2.2 附墙支座的节点设计

附墙支座节点形式有3 种，分别是剪力外墙立面节点、飘窗节点、阳台节点（图2）。外墙立面节点采用对穿螺栓与标准附墙支座相连；阳台节点采用3m 加长式附墙支座，配合250mm 加高垫块和2～2.8m 可调拉杆；飘窗节点采用0.8m加长式附墙支座，配合0.6～1m 可调拉杆。

图2 附墙支座节点布置图

2.3 施工升降机进笼设计

项目施工要求，采用双笼施工升降机进附着式升降脚手架3m。双笼总宽在楼体外墙的投影宽度为4.5m。深化设计时应考虑：①在施工升降机投影范围内，不能设计机位；②要拆除走道板后，悬臂走道板不能超过500mm 长。在进笼电梯两侧设置4#、5#机位，两机位相距6m。脚手板拆卸后悬臂部分一边为150mm，一边为450mm，以满足双笼电梯进入要求（图3）。

图3 施工升降机进笼设计

2.4 塔机附着处的架体设计

架体在爬升中会穿过塔机附着杆，相交部分需要拆除。深化设计时应注意：①塔机附着杆通过的位置不要设计立杆，拆除立杆会使施工量增大，危险系数也会升高；②塔机附着杆穿过的位置的脚手板设置成吊桥走道板，可以使用钢丝绳拉起固定，以躲避塔机附着杆的位置；③附着杆经过位置设计成对开式吊桥走道板，双向翻转走道板，可创造更大的避让空间。

2.5 穿墙螺杆暗埋设计

暗埋是区别于“对穿”形式的一种附墙支座固定螺杆的安装方式，所谓“暗埋”即穿墙螺栓的一端暗藏在建筑物中，另一端伸出建筑物表面的设置方式。当墙柱部分宽度在800mm以上时，穿墙螺栓常规对穿的形式便不再适用，暗埋是比较合适的施工方式。暗埋件选取180mm 长Tr32×6 的梯形螺纹内牙套筒，端面焊接T3mm×50mm×50mm 钢板，预埋到位后在T3mm×50mm×50mm 钢板可见三边焊接∅10mm×80mm 钢筋，并电焊在建筑结构内的钢筋笼上，防止混凝土浇筑后预埋件错位。浇筑以后梯形螺纹螺杆可以旋出继续在下层使用（图4）。

图4 暗埋构件的结构

2.6 穿墙螺栓强度计验算

2.6.1 连接附墙支座螺栓强度验算

附墙支座采用上下2 个Tr32 螺栓固定，在使用时都承受剪力和轴向拉力。依据JGT546-2019《建筑施工用附着式升降作业安全防护平台》，穿墙螺栓强度应按式（1)～式（3)计算如下。

式中Nv、Nt——螺栓所承受的剪力和拉力设计值，N；

、——螺栓抗剪、抗拉承载能力设计值，N；

D螺——螺杆直径，mm；

——螺杆抗剪强度设计值，一般采用Q235，取值140N/mm2；

do——螺栓螺纹处有效截面直径，mm；

——螺杆抗拉强度设计值，一般采用Q235，取值170N/mm2。

图5 为附着支座卸荷支顶撑极限位置示意图。以一组附墙三角架承担一机位的全部荷载计，Tr32 螺栓直径D螺=32mm，螺栓有效直径do=28.75mm。

图5 附着支座卸荷支顶撑极限位置

以1 根螺栓承担一个机位全部荷载计，一机位荷载组合以20kN 计，以Q235 材质为计算，取抗拉强度设计值170N/mm2，抗剪强度设计值140N/mm2计。

1）卸荷支顶撑最短时 一个螺栓所承受的剪力设计值Nv=20kN，一个螺栓所承受的拉力设计值Nt=17000N。

2.6.2 暗埋螺栓的验算

暗埋方案如图6 所示，预埋套管采用∅40mm（Q235)内攻丝T 形螺纹圆管，一端焊接50mm×50mm×3mm 钢板，于钢板三边中间焊接∅10×80mm 圆钢，为了预防沉降和倾斜，将圆钢与基础钢筋网架斜拉点焊保持稳定。

图6 套管暗埋示意图

预埋后当混凝土达到C15 强度时，附墙支座达到了安装条件，先将螺杆拧进构件套管中，再将附墙支座孔套进螺杆上，加上T10 大垫片进行双螺母拧紧锁死，达到安全附着效果，附墙拆除时，支座与螺杆进行拆除，预埋部分留在墙体。

预埋构件承受架体向外的倾覆力，螺栓的拉力计算如下

式中Nt——单个螺栓所承受的拉力设计值，N；

um——冲切临界截面的周长，可取垫板周长+4ho，um=920mm；

ho——混凝土构件的有效高度，ho=180mm；

ft——附墙支座处结构混凝土龄期试块轴心抗拉强度设计值，N/mm2。

经计算：Nt=55016N。

由GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》查得见表1。

表1 混凝土轴心抗拉强度设计值 (N/mm)

附墙支座处混凝土强度等级取C15 则有ft=0.91N/mm2，0.7umho ft=105487.2N，则 有：Nt=55016N ≤0.7umho ft，符合承载要求。

3 施工应用

3.1 安装工艺

1）前期准备 本项目附着式升降脚手架采用逐层组装，确保任何时间段架体防护都超出结构面至少1.5m，脚手架材料分批进场，边进场边组装，不需要提供地面组拼场地，对场地需求小。附着式升降脚手架组装期间，需要塔机等机械设备的配合，架体导轨需要用塔机吊着安装，卸料平台等材料也需要用塔机转运。安装期间需要和塔机及其他班组积极配合协商，以免影响附着式升降脚手架的安装进度。

2）安装流程 搭设平台架并做水平调整→铺设过道板→竖向立杆、辅助立杆→安装第二道过道板→安装第一道安全立网→安装下节导轨→安装水平桁杆→安装第一道附墙件并卸荷→安装中节导轨、竖向立杆、辅助竖向立杆→连续组拼架体直到安装完2 层各组架为止→连续组拼架体直到安装完3 层各组架为止→连续组拼架体直到安装完4 层各组架为止→铺设电源线→安装提升设备→完成安装

3）具体操作步骤 本项目在第2 层浇筑混凝土前，提前在结构楼板面预埋∅48.3mm 钢管，间距不大于5m，可根据现场实际情况进行调整。当第2 层开始浇筑混凝土时，开始安装附着式升降脚手架，附着式升降脚手架随着主体施工进度逐层安装，整体安装完后，随着主体施工进度提升作业。

3.2 天气因素的预防

施工期间，工地应有专人负责发布气象资料，每天通报全体施工人员，以便安排工作和及时采取措施。及时掌握雷电天气，实施雷电预警。对施工人员进行防雷安全知识教育与安全培训。

3.3 安全保障措施

施工前必须做好施工方案交底和深化设计图纸交底，并形成交底记录。同时要求施工操作人员具有“特种作业操作许可证”，杜绝无证上岗。成立“施工安全保障委员会”，建立事故快速响应机制，保障事故出现时能快速处理，将损失降到最低。

4 结语

附着式升降脚手架工程为危大工程，又因为建筑结构和个人设计思路的不同，附着式升降脚手架搭设方案也不同，因此，需结合施工项目特点，编制针对性施工方案，由专业施工单位技术负责人签字生效，充分交底再进行施工作业。