附着式升降脚手架在超高层建筑施工中的应用

阚子义

（南京建工集团有限公司，江苏 南京210012）

1 工程概况

某中部中心城市金融商业区新建1幢办公、商业及住宅建筑，总建筑面积约17万m2。地下4层，地上52层，建筑高度208m，地下1～4层为车库，地上1～3层为裙房商业，4～29层为办公，层高4.15m，32～52层为住宅，层高3.6m。项目部结合本工程实际情况、工期和经济性、安全性要求，决定主体结构施工采用附着式升降整体提升脚手架。

2 附着式升降脚手架的基本组成

2.1 竖向主框架

主框架为定型加强的焊接体结构，以焊接钢管做内外弦杆、双拼钢管作导轨，普通焊管为斜腹杆，焊接成片单状的框架标准节，长度2.9m，宽度1.1m。底节底部焊接有提升横梁和提升环，另一端焊接法兰盘（R100mm×6mm），中间标准节两端设法兰盘螺栓连接，顶部根据架体搭设高度制作长度为2.4m。双拼钢管导轨之间焊有连续的防坠齿，导轨接头采用承插式。外架运行时将电动葫芦的链条钩挂住底部提升环，与支撑框架连接共同承担架体的荷载。

2.2 水平支撑桁架

水平支撑桁架断面尺寸700mm×700mm，以70mm×50mm的矩管为上弦杆，48.3mm钢管做下弦杆，32mm钢管为斜杆焊接而成，标准长度有4.5m和6m两种。弦杆两端焊法兰盘，可用螺栓将相邻支撑架通过法兰盘相连。转角连接时下弦杆用钢管、直角扣件连接，上弦杆用特制U形螺栓通过角钢压板（带立杆座）连接。

2.3 脚手架构架

采用钢管在相邻主框架之间、水平支撑桁架之上搭设扣件式钢管脚手架。双排脚手架采用单立杆，立杆纵距1.5m，竖向主框架两侧相近立杆间距不大于0.5m，立杆横距0.7m，大横杆步距1.8m，小横杆搭在大横杆上用扣件扣紧，拐角处设置横向斜撑，外侧全立面连续设置剪刀撑，架体总高21.6m。

2.4 附着支撑装置

该支撑装置为导座（支座）形式，用100mm×70mm×5mm型钢焊接成有撑腿钢架，由防坠顶杆、复位弹簧和导向爪构成，导向爪限制主框架导轨水平位移，防坠杆顶住防坠齿，有导向、防倾、防坠作用。在上升、下降状态时与工程结构有3处附着支座，每个支撑装置用2根穿墙螺栓和边梁固定。在附着支座上挂置电动葫芦，以起重链条吊住架体沿导座滑动实现升降。

2.5 安全装置和同步升降控制柜

安全装置有防倾覆、防坠落的作用，利用设置在竖向框架导轨内的防坠齿和附着支撑上的防坠顶杆共同作用原理进行工作。防坠装置的制动类型相当于齿式棘轮机构，防坠杆单向行程制动。附着式脚手架正常上升、下降时防坠器不起作用。一旦链条突然断裂造成架体坠落时，复位弹簧动作，拉紧防坠杆顶住防坠齿制动，防止脚手架坠落。同步提升装置的控制系统，接收电动葫芦上机械式载荷传感器信号，可编程控制器能够对各机位运行状态进行自动检测，对超出限定范围荷载的机位进行显示和发出报警信号，并立即切断电源停机，实现同步和载荷自动控制功能。

3 附着式升降脚手架安装施工方法

3.1 搭设基础平台

搭设辅助架安装平台。在地下室顶板上搭设双排脚手架，高度17.45m，在裙楼屋面搭设安装平台，高度5.1m，整体交圈。立杆每隔三跨或转角处采用钢管在楼面上连墙减力，在搭设时一定要保证辅助架足够牢固，架体的剪刀撑、斜撑与机位对应设置。最上面一道水平挑杆用仪器抄平，将顶部连墙件高度控制在同一水平面，高差不大于10mm。

3.2 安装水平支撑桁架

根据施工图纸和现场塔吊、施工电梯平面布置，在车间加工完成支撑框架及其配件运到现场。在地面进行分片组装，用塔吊把支撑框架吊到辅助平台架上，支撑下弦杆转角和接头位置用钢管、扣件连接，根据建筑物外围的形状调整支撑框架长度和到梁边的距离。辅助平台架的水平挑杆和支撑框架下弦杆用扣件连接，间距1.5m，整体安装完成后的支撑框架水平误差不大于20mm。

3.3 安装竖向主框架

根据机位平面布置和分片范围，沿建筑物外围定位，把主框架底节与第一节标准节在地面组装好，用塔吊将底节放置在支撑框架上，调正位置使主框架平面垂直于建筑物，调整主框架导轨到建筑物的距离（见图1）。用U形螺杆从水平支撑桁架上弦杆底部往上卡住底梁连接钢板，U形螺栓与上弦杆之间垫配矩形短节管，螺母和连接板之间垫平垫圈、弹性垫圈，保证螺母压紧钢板不易脱落。

图1 主框架组装

主框架与支撑框架连接好后，用扣件钢管搭设抛撑，抛撑杆与底节的主弦杆可靠连接，抛撑与地面的倾角在45°～60°之间，保证主框架处于稳固状态，在结构混凝土浇筑完成，安装第一个附着支撑点后方可拆除。脚手架的大横杆在主框架内测，大横杆和主弦杆用扣件连接，安装第一道附着支撑点后，进行第二节标准节的安装和架体搭设。安装第二道附着支撑后，外架的全部荷载已由主框架传递到结构上，此时可以将其余3个标准节依次安装上去，检查主框架垂直度并进行适当调整，控制垂直误差不大于5‰和60mm。

3.4 搭设架体脚手架

水平支撑桁架和主框架按照平面位置安装后，分段搭设钢管脚手架。在水平支撑桁架的立杆座上插入立杆，搭设小横杆、扫地杆和大横杆，立杆、大横杆接头用对接扣件连接，外侧立面设置连续剪刀撑，每道剪刀撑跨越立杆根数为5～7根，架体端部开口处设横向斜撑，外立面采用冲孔网板通过连接件与大横杆相连作竖向防护，底部用花纹钢板封闭，底部离墙间隙翻板用钢板封闭，操作层用钢筋网片封闭，绑扎牢固。底部离墙封闭必须确保封闭严实、无缝隙。断片处用钢管连接起来并用安全网封闭。

3.5 安装附着支撑装置

附着支撑装置安装在建筑物梁上，跟机位、导轨对应在浇筑混凝土前预埋PVC套管，要求定位准确，误差应不大于15mm。穿墙螺栓为双头螺纹长螺杆2根，规格M30×420mm，穿墙螺栓应采用双螺母固定，螺母外螺杆长度不得小于3扣，螺杆露丝部分抹上黄油，用胶带纸包好。垫板尺寸100mm×100mm×10mm。

4 附着式升降脚手架的使用

4.1 附着式升降脚手架上运行施工方法

建筑物结构混凝土浇筑完成24h后或混凝土强度达到规定要求，安排木工拆除边梁的侧模板，清理脚手架底的杂物及架体上的零星材料，拆除架体临时拉结点，检查塔吊附墙位置、施工电梯口处有无障碍，确认模板支撑架与脚手架无任何连接。安装顶层附着支撑装置，套入主框架后调整防坠杆长度，保持与主框架防坠齿接触，主要防止在提升时架体外倾。检查电动葫芦电机、链条上机油、加注润滑油保养，将提升吊环穿过支撑中间在上方插入提升横梁，吊杆下端挂电动葫芦。由专业电工按控制箱编号接好各机位的电源线、传感器信号线。检查塔吊附墙杆、施工电梯口、采光井防护栏杆和架体分片处连接杆、拆除附墙开口处的安全网和活动架。为防止最上一道附着支撑受摩擦力的影响向上翘动，最上面的附着支撑下耳环用细钢丝绳与中间附着支撑连接，M16花篮螺丝调节使钢丝绳张紧。为防止采光井等凹凸部位和转角处的架体与结构产生障碍影响正常提升，主框架和水平支撑桁架要确保上行垂直位置不偏移，可适当调整附着支撑装置或缩短主框架距离处理。检查机位通电情况，启动运行按钮试运行，在提升过程中巡视电动葫芦运行情况是否正常。脚手架到位后，手动调整架体到水平状态，底部和中间附着支撑装置防坠顶杆和防坠齿顶紧，承受全部架体的重量，最上端附着支撑的防坠顶杆和导向爪与导轨可保持一定间隙，取下电动葫芦后进行架体的封闭恢复原样。

物料平台独立传递荷载到工程结构上，可与所在跨的架段同步升降。

4.2 附着式升降脚手架的安全规定和注意事项

施工专项方案组织专家论证，按规定办理告知登记手续。检查材料、构件的出厂合格证、检验报告，配备合格的岗位人员进行交底。组装完成后，进行使用前检查验收，安全检测完成后报上级主管部门备案登记，检查内容包括混凝土强度、安全保险装置、电控系统、架体翻板和构件，特别注意采光井、塔吊部位的附墙影响。升降操作时，严格执行作业程序规定，拆除影响架体升降的障碍物和约束，安全员必须旁站监督，升降时严禁操作人员到架体上。严格控制相邻提升点的高差应不大于30mm，整片升降高差应不大于70mm。操作班长统一指挥，密切监视电动葫芦的运行，排除翻链、卡链等故障。升降到位后组织检查验收，办理交付使用手续。

架体平面转角处要采取构造加强措施，在钢管脚手架内从上到下增加1组斜撑，提升吊点和防坠装置安装位置边梁，根据计算配置构造钢筋。防坠落装置、电动葫芦要有防雨、防尘、防污染措施，用油布包扎或覆盖。做好月度检查和维修保养，加强对主框架导轨、构件的检查，防止扣件损坏、松动、弹簧变形失效等问题的出现。

使用过程中发现架体悬臂超高、堆放施工材料和杂物的情况时应采取措施及时处理。悬臂超高采取与模板支架临时拉结方法，拆除作业层的模板、木方和钢管不得斜靠、摆放在架体上。严禁利用架体拉缆风绳（索），遇大风、大雨、大雪等天气需提前进行架体加固。

5 结语

本项目采用附着式升降脚手架，在经济、安全、实用等方面取得良好效果。附着式升降脚手架改变了传统外悬挑脚手架搭设到顶的方法，仅组装4.5个标准层，利用升降机构实现分片提升，节约了架体材料，降低了人工及机械成本。安全防护网采用冲孔网板，具有耐冲击、绝燃特点，采用全自动同步控制系统，可主动预防，安全有保障。因其构造简单，可实现工厂化生产，已逐渐成为高层、超高层建筑外架施工的首选。