李 偉

（中鐵十八局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，天津 300308）

0 引言

在傳統(tǒng)建筑工程施工中， 腳手架需要沿著墻面進(jìn)行滿搭滿建， 這雖然能夠?qū)こ淌┕ぬ峁┍憬莸牟僮髌脚_(tái)，但非常消耗材料，而且搭設(shè)腳手架所需時(shí)間比較長(zhǎng)，在高層房屋建筑施工中無法很好地應(yīng)用。爬架又叫提升架， 是近年來興起的一種新型腳手架體系，主要應(yīng)用于高層剪力墻式樓房施工中。與傳統(tǒng)腳手架相比，爬架施工工藝有很大改變，省去了很多裝拆工序，且不受建筑物高度的限制，還具有先進(jìn)的防墜落、防傾覆、防風(fēng)保護(hù)功能。

廣州市番禺區(qū)興學(xué)路地塊項(xiàng)目 （1 棟、2 棟、3棟、5 棟）工程總建筑面積為112 380m2，標(biāo)準(zhǔn)層外形沿高度方向相對(duì)統(tǒng)一，適合爬架防護(hù)。為保證施工安全，滿足施工進(jìn)度，避免發(fā)生火災(zāi)及高空墜物傷人、損物事件， 該工程采用全鋼式升降腳手架作為外防護(hù)架。筆者試結(jié)合番禺區(qū)興學(xué)路地塊項(xiàng)目工程，分析爬架施工的要點(diǎn)，以及特殊部位的施工處理。

1 爬架的總體結(jié)構(gòu)和施工準(zhǔn)備

1.1 爬架的總體結(jié)構(gòu)

根據(jù)工程具體情況， 采用全鋼式升降腳手架作為該樓標(biāo)準(zhǔn)層的外防護(hù)架。 該架體高為14 m，內(nèi)部?jī)魧挒?00 mm，內(nèi)側(cè)距主體結(jié)構(gòu)400～500 mm，架體步高為2 m。 由于架體較高，采用減小機(jī)位間距來減輕機(jī)位處受力，同時(shí)通過做好架體拉結(jié)措施、增加檢查維修保養(yǎng)次數(shù)、 嚴(yán)把質(zhì)量驗(yàn)收關(guān)， 來保證施工安全。 本工程使用的附著式升降腳手架主要針對(duì)結(jié)構(gòu)主體外立面，不包含電梯井頂層、消防連廊的施工防護(hù)。 所以，架體提升至主體結(jié)構(gòu)施工封頂后，將其在空中拆除。

1.2 施工前準(zhǔn)備

（1）編制全鋼式爬升腳手架施工方案，并提交公司審批、監(jiān)理審核。 （2）完成升降腳手架安裝平面布置圖的繪制， 確定腳手架的安裝具體位置及數(shù)量。（3）升降腳手架施工人員需為安裝單位專業(yè)安裝施工人員，必須經(jīng)過吊籃安裝單位的嚴(yán)格培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后，持證上崗。 （4）結(jié)合工地實(shí)際情況對(duì)進(jìn)場(chǎng)的升降腳手架施工人員和操作人員進(jìn)行施工技術(shù)交底及詳細(xì)的安全交底。 （5）設(shè)計(jì)腳手架機(jī)位布置圖時(shí)，應(yīng)考慮塔吊附臂附著形式，避開塔吊附著桿件。但在材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)和施工過程當(dāng)中， 需再次確認(rèn)附著形式和附臂位置。

2 爬架施工工序

爬架施工工序比較多， 且每道工序之間緊密銜接。 為保證施工質(zhì)量， 需要對(duì)每道工序進(jìn)行嚴(yán)格控制。

2.1 預(yù)留預(yù)埋孔

爬架通過支座附著在墻上。 該工程為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，因此在豎向結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土?xí)r，應(yīng)預(yù)先留好預(yù)埋孔位置，以便將爬架附墻支座的安裝。預(yù)埋偏差控制在3～5 mm 內(nèi)，豎向預(yù)埋尺寸距樓板100 mm。

2.2 支座安裝

附墻支座固定在建筑物上，是整個(gè)卸料平臺(tái)的承重件。 附墻支座上設(shè)有導(dǎo)向輪和防墜裝置，與導(dǎo)軌配合可起到導(dǎo)向、防傾、防墜的作用。安裝支座需要兩根500 mm 的穿墻螺桿，每根螺栓需要1 個(gè)100 mm×100 mm 的墊片、1 個(gè)槽鋼墊片、4 個(gè)M30 的螺母。

第二層主體結(jié)構(gòu)混凝土澆筑完成后， 安裝第一層防墜附墻支座，并用頂撐鎖定器將導(dǎo)軌鎖定。第三層主體結(jié)構(gòu)混凝土澆筑完成后， 安裝第二層防墜附墻支座，并以此類推。

2.3 安裝平臺(tái)搭設(shè)

為滿足對(duì)爬架的使用需求，該工程安裝平臺(tái)搭設(shè)在第3 層，由已建設(shè)的防護(hù)架改造而成。 安裝平臺(tái)到墻體的距離控制在200 mm 左右， 寬度不小于1.5 m，且在外側(cè)搭設(shè)高度不低于1.5 m 的單排防護(hù)。 平臺(tái)操作面在搭設(shè)平臺(tái)樓層頂板上方300 mm 處。 為滿足施工荷載的要求，搭設(shè)平臺(tái)的承載力不低于6 kN／m2，以保證爬架搭設(shè)平臺(tái)的穩(wěn)定性、可靠性［1］。 在平臺(tái)上鋪滿腳手架，腳手架由直徑48 mm、壁厚3.5 mm 的鋼管組成，立桿橫向間距約為80 cm，縱向間距可以略微加大， 但最大不能超過150 cm， 大橫桿步距控制在180 cm 左右。 具體操作平臺(tái)搭設(shè)如圖1 所示。

圖1 操作平臺(tái)搭設(shè)示意圖Fig.1 Erection of operation platform

2.4 架體安裝

由于該工程爬架規(guī)模比較大， 所以進(jìn)行分次安裝。 即先安裝底部6 m 處的架體，再安裝上部架體。架體安裝時(shí)，先在地面組裝，再通過塔式起吊設(shè)備進(jìn)行吊裝［2］。

2.4.1 架體地面組裝

據(jù)聯(lián)合國(guó)有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2050年全世界的人口將從目前的70億人增長(zhǎng)到90億人。增長(zhǎng)的人口將主要分布在發(fā)展中國(guó)家的城市和最不發(fā)達(dá)國(guó)家，而發(fā)達(dá)國(guó)家的人口幾乎為零增長(zhǎng)。世界上75%的人口生活在發(fā)展中國(guó)家，隨著這部分人口生活水平的快速提高，他們的飲食結(jié)構(gòu)將會(huì)發(fā)生變化。在今后25～30年，世界人口對(duì)糧食的需求量將會(huì)增加70%~100%。普遍認(rèn)為在增長(zhǎng)的糧食需求部分中，有80%~90%將來自現(xiàn)有的耕地，只有10%~20%將來自新開墾的耕地。然而，由于城市化、沙漠化和鹽堿化的影響，世界總的耕地正在減少。

在平整的地面上， 按照爬架平面布置圖放置好外立桿，再沿著外立桿高度每2 m 安裝腳手板。在腳手板的另一端，與外立桿相對(duì)的位置布置內(nèi)立桿。用三角撐連接內(nèi)外立桿，并用高強(qiáng)度螺栓緊固。在內(nèi)立桿適當(dāng)位置安裝導(dǎo)軌和水平桁架。 在導(dǎo)軌下節(jié)立桿的側(cè)面安裝下吊點(diǎn)桁架［3］。 具體爬架安裝如圖2 所示。

圖2 爬架安裝現(xiàn)場(chǎng)圖Fig.2 Installation site of climbing frame

2.4.2 架體吊裝

塔吊最大工作半徑為60 m， 相應(yīng)起重噸位為3 t。 該工程吊裝最大架體單元為9 m×0.6 m、重量為1.109 t。

將在地面安裝好的架體吊裝到預(yù)先搭設(shè)好的找平架上，并用鋼管在架體和結(jié)構(gòu)間做臨時(shí)拉結(jié)固定，然后進(jìn)行第二組架體吊裝。 第二組架體腳手板和第一組架體對(duì)接后， 用網(wǎng)片密封架體。 密封網(wǎng)由0.6 mm 厚鋼板沖孔制作而成， 網(wǎng)片之間采用專用網(wǎng)片連接件連接。

2.5 提升施工

本工程提升設(shè)備主要為電動(dòng)葫蘆， 其應(yīng)用參數(shù)為： 提升重量不超過7.5 t， 鏈條長(zhǎng)度控制在6 m 以下，提升速度不超過15 cm／min。 每提升1 m 后，暫時(shí)停止提升，安裝底部副板、上部副板、底部翻板。安裝完成后，繼續(xù)提升，完成一個(gè)爬升周期［4］。

2.6 爬架架體施工的安全防護(hù)

爬架架體的腳手架為防護(hù)用架體， 在使用工況下，嚴(yán)禁超載使用，荷載也應(yīng)盡量分布均勻，避免過于集中。架體的頂部如果晃動(dòng)幅度高過25 mm，在使用之前， 需通過增加斜撐的辦法來增加穩(wěn)定性。 同時(shí)，應(yīng)當(dāng)檢查好穿墻螺栓的穩(wěn)定性，如果存在裂紋或者螺母受損現(xiàn)象，務(wù)必及時(shí)更換，對(duì)于穿墻螺栓，不能重復(fù)使用［5］。

2.7 架體拆除

為提升架體拆除速度，保證安全性，應(yīng)制訂有針對(duì)性的拆除方案，在拆除區(qū)域設(shè)置安全警示標(biāo)志，并派專人看護(hù)，嚴(yán)禁閑雜人等進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。在進(jìn)行架體拆除時(shí)，按照從上到下的順序依次將最上部的腳手板、架體、斜撐等拆除。 拆除主框架時(shí)，先用起重機(jī)械對(duì)主框架進(jìn)行預(yù)緊，防止穿墻螺栓松開時(shí)主框架下墜。拆除順序與組裝順序相反， 對(duì)拆除部分需要先通過纜風(fēng)繩進(jìn)行固定， 以防止在拆除起吊的過程中出現(xiàn)晃動(dòng)［6］。

3 關(guān)鍵部位質(zhì)量控制

3.1 塔吊附臂處升降工藝

在進(jìn)行全鋼式升降爬架平面布置時(shí)， 擬定塔吊附臂位置，架體導(dǎo)軌、立桿應(yīng)避開塔吊附臂，在架體6～8 m 處增加桁架連接兩側(cè)機(jī)位。 當(dāng)腳手架在升降過程中通過塔吊附臂時(shí)， 可臨時(shí)拆除與塔吊附臂即將觸碰的外防護(hù)網(wǎng)片、桁架、腳手板，待塔吊附臂通過后，再裝回原位。

3.2 與物料平臺(tái)之間的技術(shù)處理

該工程每棟樓設(shè)置1 組自動(dòng)料臺(tái)， 料臺(tái)尺寸為1.80 m×3.600 m，額定限載為1 t。 單個(gè)料臺(tái)包括兩個(gè)導(dǎo)軌和一組提升設(shè)備。料臺(tái)兩端以腳手板相連，且架體只在上面四步與料臺(tái)相連。

垂直地面方向的導(dǎo)軌是由2 根6.3＃槽鋼焊接而成的，并和附墻支座配合，來確保卸料平臺(tái)在作業(yè)時(shí)能夠始終保持為垂直方向升降。 工程采用的導(dǎo)軌高度近11 m，能夠提供5 層樓高度的升降作業(yè)，并且每層位置都有3 個(gè)附墻支座和導(dǎo)軌連接固定， 以保證穩(wěn)定性。

3.3 調(diào)節(jié)拉桿及防護(hù)圍欄

調(diào)節(jié)拉桿部分由A42×3.5 無縫鋼管和T20 螺栓構(gòu)成，無縫鋼管的兩端配有螺母，上面的螺紋采用正反扣的形式［7］。 使用時(shí)，把其中一側(cè)和平臺(tái)的橫梁相連，而另一側(cè)則和垂直的導(dǎo)軌連接，能夠分擔(dān)荷載。

防護(hù)圍欄部分是由矩管通過焊接組成框架，其高度約1.5 m，并在內(nèi)側(cè)通過鋼管網(wǎng)進(jìn)行封閉，具體如圖2 所示。

圖3 腳架防護(hù)圍欄示意圖Fig.3 Protective fence of tripod

4 強(qiáng)度驗(yàn)算

該工程腳手主板的3 道橫撐可按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行驗(yàn)算。

4.1 計(jì)算荷載

腳手主板橫撐桿承受自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1＝27.2×9.8／（3×560）＝0.159 N／mm； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值q2＝3×2×0.59／（3×0.56）＝2.1 N／mm； 副板傳遞荷載設(shè)計(jì)值F1＝504 N，F(xiàn)2＝1 327 N。 經(jīng)計(jì)算，荷載的設(shè)計(jì)值q＝3.131 N／mm。

4.2 強(qiáng)度驗(yàn)算

爬架架體縱向水平桿的計(jì)算如圖4 所示。

圖4 爬架架體縱向水平桿的計(jì)算簡(jiǎn)圖Fig.4 Calculation of longitudinal horizontal bar of climbing frame body

經(jīng)計(jì)算， 爬架架體縱向水平桿的最大彎矩為122 700 N·mm，最大剪力為1 315 N，撓度（采用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算）為0.073 mm，抗彎強(qiáng)度為19.03 N／mm2，小于允許抗彎強(qiáng)度205 N／mm2。所以，腳手主板橫撐的抗彎強(qiáng)度滿足要求。

5 結(jié)語

在番禺興學(xué)路地塊施工中， 采用了先進(jìn)的爬架施工技術(shù)，施工效率大幅度提升，而且無需在墻體上打設(shè)太多孔洞，能夠保證墻體外觀的美觀性，提升墻體防滲能力［8］。 實(shí)踐證明，與扣件式鋼管腳手架相比，爬架具有安裝方便、安全性高、適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足現(xiàn)代化工程施工要求，值得大范圍推廣應(yīng)用。