劉嘉鋒 張經(jīng)緯

中國建筑第二工程局有限公司 江蘇 南京 210000

現(xiàn)階段，我國城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，高層建筑事業(yè)不斷發(fā)展，爬架的應(yīng)用也越來越廣泛[1]。

在中航寶勝海洋工程電纜項(xiàng)目交聯(lián)立塔新建工程中，交聯(lián)立塔外墻采用爬架施工工藝，因立塔層高較高，故常規(guī)設(shè)計(jì)的爬架無法保證均在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行附著。為此，在不影響爬架安全和質(zhì)量的前提下，采用了爬架層間附著施工技術(shù)，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(xiàng)目交聯(lián)立塔新建工程總建筑面積37 137.95 m2，其中交聯(lián)立塔為超高層工業(yè)廠房，群筒結(jié)構(gòu)，建筑面積33 744.46 m2，地上26層，建筑最高處190.9 m，標(biāo)準(zhǔn)層高7 m，局部層高達(dá)到8 m。

本工程在南側(cè)、北側(cè)及東側(cè)框架結(jié)構(gòu)外墻窗戶處設(shè)置層間附著點(diǎn)，每層共設(shè)置層間附著點(diǎn)12處。

2 設(shè)計(jì)思路及原理

交聯(lián)立塔標(biāo)準(zhǔn)層高達(dá)到7 m，按照常規(guī)附著點(diǎn)原理，附墻支座附著于樓層結(jié)構(gòu)邊梁上，上下相鄰支座間距也為7 m。按照J(rèn)GT 546—2019《建筑施工用附著式升降作業(yè)安全防護(hù)平臺(tái)》設(shè)計(jì)，架體使用階段必須保證3個(gè)支座附著，則架體高度將達(dá)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(shè)計(jì)架體時(shí)，架體所需材料、質(zhì)量將比一般架體多50%，這意味著支座將承擔(dān)更大的荷載，對(duì)附著結(jié)構(gòu)造成更大的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，架體的生產(chǎn)成本也將增加，且在升降過程中，因?yàn)榧荏w過高，可安裝附著支座的數(shù)量少，將造成懸臂端過長，需要增加拉結(jié)固定等措施。

為解決常規(guī)架體無法較好適應(yīng)大凈空結(jié)構(gòu)的問題，采用了爬架層間附著施工技術(shù)。其主要技術(shù)特點(diǎn)是在樓層中間設(shè)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(diǎn)，使架體高度降為14 m，且架體有3個(gè)附墻支座，覆蓋2個(gè)樓層，相較原設(shè)計(jì)的質(zhì)量及材料降低超過1/3。

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

3 設(shè)計(jì)參數(shù)及復(fù)核

3.1 鋼立柱設(shè)計(jì)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(hù)焊將各構(gòu)件焊接牢固，焊接后面板不得變形；所有開孔均須機(jī)加工成形，去除尖角、毛刺后表面熱鍍鋅處理。

3.2 設(shè)計(jì)復(fù)核

因爬架鋼立柱支撐在樓板上，架體相關(guān)荷載將傳遞到結(jié)構(gòu)樓板，原設(shè)計(jì)中未考慮相應(yīng)荷載，故應(yīng)由原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位根據(jù)相關(guān)荷載數(shù)據(jù)復(fù)核樓板的承載力。經(jīng)復(fù)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(diǎn)

4.1 測量放線

根據(jù)爬架導(dǎo)軌設(shè)計(jì)位置，對(duì)鋼立柱安裝點(diǎn)進(jìn)行放線，采用激光掃平儀與卷尺結(jié)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(shè)計(jì)階段，結(jié)合建筑物結(jié)構(gòu)形式，在外墻窗戶或鋼立柱能伸出位置設(shè)計(jì)機(jī)位，保證鋼立柱位置安裝導(dǎo)座后，爬架導(dǎo)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(chǎn)，各構(gòu)件進(jìn)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(jìn)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(cè)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(jié)構(gòu)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(shí)操作要點(diǎn)

爬架提升程序?yàn)椋禾嵘皺z查→提升系統(tǒng)拉緊→架體提升→臨時(shí)停架→取下附著支座→安裝上附著支座→提升到位→恢復(fù)頂撐→提升系統(tǒng)卸荷→恢復(fù)組間連接及安全防護(hù)→檢查驗(yàn)收。

爬架提升操作要點(diǎn)如下：

1）在爬架提升過程中，當(dāng)架體提升到相應(yīng)標(biāo)高后，導(dǎo)軌從底部附著支座脫出；待導(dǎo)軌從底部附著支座脫出后，爬架架體需臨時(shí)停止提升；待底部支座周轉(zhuǎn)至頂部相應(yīng)位置，頂部附著支座安裝到位后，爬架恢復(fù)提升，導(dǎo)軌進(jìn)入附著支座后提升到位。

2）在鋼立柱數(shù)量剛好滿足使用工況時(shí)，爬架提升過程中就涉及鋼立柱的周轉(zhuǎn)使用問題。待導(dǎo)軌脫出下附著點(diǎn)后，需立即對(duì)鋼立柱進(jìn)行拆除，轉(zhuǎn)運(yùn)到頂部相應(yīng)位置。提升前應(yīng)做好準(zhǔn)備工作，在鋼立柱安裝位置提前放線，做好開孔或預(yù)留工作。在鋼立柱數(shù)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(shí)間，降低爬架提升時(shí)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

4.5 安全注意事項(xiàng)

1）鋼立柱安裝位置的結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度不得低于C20。

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

3）對(duì)螺栓進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)連接螺栓脫扣或鋼立柱變形現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)處理。每個(gè)月對(duì)鋼立柱進(jìn)行一次保養(yǎng)，防止螺栓連接處銹蝕。

4）穿墻螺栓應(yīng)牢固擰緊，受拉螺栓每端的螺母不得少于2個(gè)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(shí)嚴(yán)禁拆除鋼立柱部件和螺栓。

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

5 效益分析

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

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

3）可操作性強(qiáng)：鋼立柱整體由工程定制生產(chǎn)，現(xiàn)場使用時(shí)僅需將鋼立柱運(yùn)轉(zhuǎn)至相應(yīng)位置，通過螺栓固定在結(jié)構(gòu)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(shù)降低了原架體質(zhì)量的1/3，使得附墻支座與建筑結(jié)構(gòu)所受荷載大大降低，提高了架體使用的安全性；同時(shí)，鋼立柱安裝在室內(nèi)樓板上，作業(yè)人員可直接在室內(nèi)安裝附墻支座，減少進(jìn)出架體次數(shù)，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

5）經(jīng)濟(jì)效益：本工程應(yīng)用層間附著施工技術(shù)，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(shè)備租賃費(fèi)約49萬元。）

6 結(jié)語

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

該技術(shù)的應(yīng)用拓展了爬架在設(shè)計(jì)階段的使用思路，對(duì)不同的結(jié)構(gòu)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(jìn)一步擴(kuò)大以及應(yīng)用研究的進(jìn)一步深入，將來必定會(huì)有更多的工程利用爬架層間附著施工技術(shù)，以此提高爬架對(duì)不同結(jié)構(gòu)形式的適用性。