可变角斜向爬升全钢附着式升降脚手架在超高层建筑施工中的应用

田宝吉 石百军 白 超 王 贤 刘增琦 邓 磊

中国建筑第八工程局有限公司青岛分公司 山东 青岛 266100

1 工程概况

青岛海天中心3#塔楼为钢筋混凝土框架剪力墙结构，塔楼主体结构54层，其南北立面形式为螺旋扭转上升的同时变截面（图1），这就对建筑主体所使用的附着式升降脚手架提出了更高的要求。目前的常规矩形竖直爬升脚手架已经不能满足异形变截面建筑的施工要求。

图1 T3塔楼结构边线变化示意

2 研究思路

3#塔楼在7层进入标准层，附着式脚手架计划从8层开始搭设提升至屋面，在3#塔楼附着式爬架深化设计中发现，塔楼主体结构施工过程中，爬架需要空间斜向爬升，在爬升斜度不影响爬架安全使用的情况下，需要爬架最大限度地贴合南北外立面，保证结构完成后实现渐变的特点，在爬升过程中，尽量减少翻板的使用来降低安全风险。而爬架的斜向爬升则是通过调整预埋件位置，配合按规律设置挑梁的预留活动空间，利用南北立面上爬架可调节牛腿来最终控制架体实现斜向爬升。

由于8～14层在南北立面处结构变化太大，斜爬及扭转角度超过脚手架厂家设计允许最大值，所以在8～13层通过钢管悬挑架与爬架相结合的方式进行施工。而15层需要将钢管脚手架区域重新替换为爬架，于是在进行13及14层施工的同时，需要将在此安装的机位的预留预埋提前做好，并通过预埋件的位置来调整斜爬角度。15层结构在混凝土浇筑完成后，南北立面的钢管悬挑架拆除，将南北立面爬架在15层安装完成。结合厂家提供的升降脚手架方案及给出的参数，完成整体的方案设计[1-6]。

3 方案制定

3.1 设备布置

本工程3#塔楼共布置10组38个机位。机位直线最大跨度为5.1 m，转角最大4.5 m，悬挑最大2 m。爬架架体高16 m，覆盖4.5倍楼层高，架体共设6层走道板。

3.2 8～14层爬架机位设计

由于本工程3#塔楼8～14层南北立面结构变化太大，超出架体能斜向爬升的范围，所以在变化最大的南北各4个机位的部位，临时使用悬挑钢管脚手架进行架体封闭和施工。在13及14层施工时，根据设计要求做好对机位安装的预留预埋工作（图2）。

图2 8～14层爬架机位平面布置

3.3 14～54层爬架机位设计

在施工至15层后，陆续将南北立面尖角处的钢管脚手架拆除，将北侧的10#～13#机位安装到位；将南侧的29#～32#机位及悬挑梁陆续安装到位。在15～20层之间爬升过程中南北立面的变化并不会导致相邻两片架体之间的间隙过大，在爬架之间缝隙较小的情况下，架体与架体之间的防护使用从上到下满挂的密目网。在21～31层的爬升过程中，南立面每层的尖角逐渐向东移动，北立面每层的尖角逐渐向西移动，在尖角处进行防护的架体要随着结构逐渐的变化而移动，与尖角处相邻的原有架体无法满足当前施工的需要，所以架体要在每层施工后逐渐拆除和增加相邻架体的防护网片。在32～54层的爬升过程中，南立面每层的尖角逐渐向西移动，北立面每层的尖角逐渐向东移动，在尖角处进行防护的架体要随着结构逐渐的变化而移动，与尖角处相邻的原有架体无法满足当前施工的要求，需要架体在每层施工后逐渐拆除和增加相邻架体的防护网片。

架体爬升时，由于部分架体随着结构的调整，架体长度逐渐减小，因此走道板以1 m为模数拆除，外侧的防护网以0.5 m或1 m为模数拆除。而另外架体长度增大的部分，走道板则需要以1 m为模数增加长度，外侧的防护网则以0.5 m或1 m为模数增加（图3）。

图3 T3塔楼14～54层爬架平面布置

3.4 可变角斜向爬升附着式升降脚手架施工技术要点

3.4.1 机位附着

本工程机位附着在梁或者楼板上（图4）。

3.4.2 斜向爬升工况

图4 机位附着方式

本工程3#塔楼4个角上共有8个机位（10#～13#、29#～32#机位），在施工过程中，通过相邻2个机位的位置高差调节来确定导轨位置，保证架体沿着结构的边沿爬升，覆盖角上的结构。具体方式为：11#比10#机位低100～600 mm，13#比12#机位低100～600 mm，30#比29#机位低100～600 mm，32#比31#机位低100～600 mm。机位位置确定后，根据架体爬升与结构的间距要求布置挑梁位置，最后微调挑梁上牛腿位置保证导轨与结构面平行，最终实现架体沿导轨斜向爬升（图5、图6）。

图5 斜爬时爬架外立面

图6 斜爬剖面示意

本工程3#塔楼在32层的施工过程中，可变角斜向爬升全钢附着式升降脚手架在使用期间运行平稳，施工完成的结构偏差符合规范要求，未出现质量问题。

3.4.3 其他技术要点

由于10#、11#机位，29#、30#机位向角上沿着结构倾斜爬升，10#机位与9#机位，28#机位与29#机位之间的距离逐渐增大。因此在10#机位、13#机位、29#机位、32#机位端头部位设置翻板，同时安装“门”字形的防护网片，距离大于1 m时，安装外侧的防护网。13#机位与14#机位之间，32#机位与33#机位之间的距离逐渐收小，因此逐渐拆除14#机位、34#机位一侧的架体，保证架体外侧的防护在“门”字形防护网片内侧（图7）。

图7 架体端部“门”字形防护网

4 结语

该新型可变角斜向爬升脚手架技术在海天中心3#塔楼的成功应用，在保证了施工安全的前提下，提升了施工质量，相较于传统钢管式外脚手架工期提升约40%，节约成本约200万元，施工完成后塔楼外型美观，便于幕墙施工。可变角斜向爬升脚手架技术的成功应用，完美地填补了国内空白。近年来，超高层建筑为实现外形的美观，越来越多地选择非常规造型或异形，在将来，可变角斜向爬升脚手架技术在经过不断的调整和完善后，将具有极其广阔的应用前景。