閆超

隨著我國(guó)城市高速發(fā)展與信息技術(shù)不斷革新，我國(guó)超高層建筑的數(shù)量和質(zhì)量一度蓬勃發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2021年底中國(guó)超過(guò)200米以上的高層建筑有895座（含在建）。隨著超高層結(jié)構(gòu)理論技術(shù)的不斷完善及發(fā)展，超高層建筑在不斷向新高度發(fā)起挑戰(zhàn)的同時(shí)，建筑師對(duì)于超高層的外形也在不斷求新求變，超高層建筑造型異形化發(fā)展趨勢(shì)明顯。

目前，我國(guó)超高層外腳手架施工技術(shù)在規(guī)則的建筑形體結(jié)構(gòu)中已經(jīng)相當(dāng)成熟，而對(duì)于超高層異形或不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系的外腳手架施工技術(shù)還在摸索當(dāng)中。同時(shí)，因每個(gè)建筑形體的特殊性和復(fù)雜性，這又對(duì)腳手架施工技術(shù)提出了很多新的要求。本文結(jié)合不規(guī)則外立面建筑實(shí)例張江中區(qū)57-01地塊項(xiàng)目超高層辦公樓的外腳手架施工工藝進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)比分析下掛鋼平臺(tái)、附著式升降作業(yè)平臺(tái)、整體提升腳手架三種外腳手架形式，在兼顧安全性、適用性、經(jīng)濟(jì)性等要求的前提下，確定了本實(shí)例不規(guī)則外立面腳手架的方案，實(shí)施效果表明，該腳手架方案經(jīng)濟(jì)合理，有些施工工藝可為類似工程借鑒。

一、工程概況

張江中區(qū)單元57-01地塊項(xiàng)目為集辦公、配套商業(yè)功能為一體的核心商務(wù)區(qū)城市綜合體項(xiàng)目，業(yè)態(tài)包括village商業(yè)、甲級(jí)辦公樓、交易中心等?？偨ㄖ娣e264030平方米，其中地上建筑面積189772平方米，地下建筑面積74258平方米。辦公樓塔樓地上60層，建筑高度320m。

二、外框架施工腳手架選型比選

本工程辦公樓塔樓外框架柱采用型鋼混凝土柱，樓板采用鋼筋桁架樓板，樓板外側(cè)呈不規(guī)則的波浪形，自三層起至頂層，樓板外側(cè)有不同程度的向內(nèi)收斂及向外凸出，向內(nèi)收斂最大值達(dá)2.006m，最大外凸值達(dá)1.724m。

由于辦公樓塔樓結(jié)構(gòu)外邊呈不規(guī)則的波浪形，為滿足外框架型鋼混凝土柱的施工以及樓板施工的安全防護(hù)等要求，在外框架結(jié)構(gòu)施工腳手架的選擇是個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，如果腳手架選擇不合理，不但無(wú)法滿足外框架結(jié)構(gòu)施工需要，施工期間還存在一定的安全隱患。為了滿足安全性、適應(yīng)性兼顧經(jīng)濟(jì)性，我們選擇了下掛鋼平臺(tái)、附著式升降作業(yè)平臺(tái)、整體提升腳手架三種形式進(jìn)行比選。

1.下掛鋼平臺(tái)

下掛鋼平臺(tái)主要用于外框架型鋼混凝土柱施工，在每根型鋼混凝土柱外側(cè)設(shè)置1個(gè)獨(dú)立的下掛鋼平臺(tái)，每個(gè)鋼平臺(tái)覆蓋3層半操作面，在鋼平臺(tái)頂部采用4根鋼梁與結(jié)構(gòu)鋼框架梁采用鎖定螺栓連接，待3個(gè)樓層型鋼混凝土柱施工完畢后利用塔吊吊裝翻轉(zhuǎn)。

每個(gè)下掛鋼平臺(tái)寬度為5m，高度為17m，設(shè)置4層操作平臺(tái)，防護(hù)三層半標(biāo)準(zhǔn)層高度。由主架體、掛臂梁、上部操作平臺(tái)、抱箍、下部支撐梁底座和輔助構(gòu)件組成。架體外框架采用6#槽鋼[63×40×4.8×7.5，連梁等采用L 40×5 角鋼，掛臂梁采用20#工字鋼I200×100×7×11.4。

2.附著式升降作業(yè)平臺(tái)

附著式升降作業(yè)平臺(tái)主要用于外框架型鋼混凝土柱施工及鋼筋桁架樓板施工時(shí)的臨邊防護(hù)。架體設(shè)計(jì)高度20m，可覆蓋4個(gè)樓層，每層施工完畢后采用電動(dòng)葫蘆提升。

附著式升降作業(yè)平臺(tái)寬度為0.7m，最大支承跨度為4.8m，架體單元主要由定型的立桿、型鋼腳手板、三角支撐架、立桿連接桿、水平桁架、扶手桿以及內(nèi)挑密封翻板、防護(hù)網(wǎng)等組成。附墻支座上還設(shè)有導(dǎo)向、防傾、防墜裝置，與設(shè)在主框架上的導(dǎo)軌配合，可起導(dǎo)向、防傾、防墜作用。提升系統(tǒng)采用7.5t電動(dòng)葫蘆，總計(jì)設(shè)置196個(gè)機(jī)位，其中，3—23層設(shè)置96個(gè)機(jī)位，24—屋面層隨著結(jié)構(gòu)形體的改變逐段增加機(jī)位。

3.整體提升腳手架

整體提升腳手架主要用于外框架型鋼混凝土柱施工及鋼筋桁架樓板施工時(shí)的臨邊防護(hù)。架體設(shè)計(jì)高度21.2m，在非標(biāo)準(zhǔn)層加節(jié)增高至23.1m，可覆蓋4個(gè)樓層，每層施工完畢后采用電動(dòng)葫蘆提升。

整體提升腳手架寬度為0.835m，步距1.9m/2.2m，主要由主框架、水平桁架、附著防傾導(dǎo)軌、防傾導(dǎo)輪、斜拉桿、全封閉翻板及鋼腳手板等組成，主框架立桿采用Φ50×3.5鋼管，斜拉桿采用Φ27圓鋼。提升系統(tǒng)采用10t電動(dòng)葫蘆，總計(jì)設(shè)置88個(gè)機(jī)位。整體提升腳手架剖面圖如圖1所示。

圖1 整體提升腳手架剖面圖

4.三種腳手架方案比選

表1 三種腳手架方案比選

綜合考慮安全性、適用性、經(jīng)濟(jì)性等上述因素，在盡可能滿足施工需要及保證使用過(guò)程安全的同時(shí)，兼顧經(jīng)濟(jì)性，最終采用整體提升腳手架的施工方案。

三、關(guān)鍵施工技術(shù)措施

1.整體提升腳手架提升施工流程

向上翻吊拉鋼梁、防墜裝置、導(dǎo)向裝置→拆除腳手架與結(jié)構(gòu)硬拉結(jié)→拆除下部斜拉桿→預(yù)緊機(jī)位→提升腳手架到指定標(biāo)高→調(diào)節(jié)腳手架垂直度→安裝下部斜拉桿→安裝腳手架與結(jié)構(gòu)硬拉結(jié)。

2.整體提升腳手架斜向提升施工工藝

由于本工程自32層起結(jié)構(gòu)向內(nèi)側(cè)收縮，故整體提升腳手架需在高空進(jìn)行斜向提升來(lái)滿足主體結(jié)構(gòu)施工的需要，斜向提升時(shí)以兩臺(tái)機(jī)位為一組形成單元組進(jìn)行提升，共分成36組單元組，斜向提升前根據(jù)主體結(jié)構(gòu)外立面變化，各單元組機(jī)位進(jìn)行相應(yīng)傾斜調(diào)整以貼近結(jié)構(gòu)外立面，然后整體進(jìn)行斜向提升。

架體斜向提升前，在靜止工況時(shí)，先將架體轉(zhuǎn)為向內(nèi)傾斜。爬升時(shí)上部需安裝2套抗傾裝置。斜斜向提升機(jī)位用手拉葫蘆將腳手架與結(jié)構(gòu)拉緊并安裝千斤頂和調(diào)解裝置后，拆除腳手架最上部抗傾裝置，將腳手架上部根據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)收尺寸，固定好上部抗傾裝置（底部不動(dòng)），再調(diào)節(jié)中部抗傾裝置，繼續(xù)按上述步驟再次調(diào)節(jié)，然后依次將剩余的腳手架單元組按步驟內(nèi)收完成后，進(jìn)行整體斜向爬升。

3.整體提升腳手架扭轉(zhuǎn)提升施工工藝

由于辦公樓塔樓結(jié)構(gòu)外邊呈不規(guī)則的波浪形，且自32層起結(jié)構(gòu)向內(nèi)側(cè)收縮，為使整體提升腳手架盡量靠近結(jié)構(gòu)外邊，在進(jìn)行斜向提升的同時(shí)，整體提升腳手架還需要扭轉(zhuǎn)提升。

架體提升過(guò)程中若發(fā)生扭轉(zhuǎn)，則各抗傾裝置間會(huì)由于相對(duì)位移而卡死，架體也會(huì)因較大的變形而承受巨大的內(nèi)應(yīng)力，所以提升過(guò)程中采取“以折代扭”的方法，將扭轉(zhuǎn)提升過(guò)程轉(zhuǎn)化為平面提升和機(jī)位內(nèi)縮兩個(gè)過(guò)程。

四、實(shí)施效果

本工程自4層結(jié)構(gòu)施工起安裝整體提升腳手架，針對(duì)辦公樓塔樓結(jié)構(gòu)外邊呈不規(guī)則的波浪形，且外框架結(jié)構(gòu)隨著建筑高度逐漸收縮的特點(diǎn)，分析對(duì)比了下掛鋼平臺(tái)、附著式升降作業(yè)平臺(tái)、整體提升腳手架三種外腳手架形式，在綜合考慮安全性、適用性、經(jīng)濟(jì)性等因素后，采用了整體提升腳手架的防護(hù)形式，整體提升腳手架采用斜向提升與扭轉(zhuǎn)提升相結(jié)合的施工工藝，成功將整體提升腳手架運(yùn)用到不規(guī)則立面的超高層外框架結(jié)構(gòu)施工中，在滿足結(jié)構(gòu)施工要求的同時(shí)有效降低了腳手架的費(fèi)用投入，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。