爬架在多曲面高层建筑中的应用

刘 栋（五冶集团上海有限公司，上海 201900）

随着城市化进程的不断加快，高层建筑不断地发展，成为了城市建设中的亮点。对于施工繁琐的高层建筑来说，保证高层建筑的施工质量和提高建筑施工的速度是当前需要面对的问题。爬架以其使用方便、适应能力高和成本较低等优点成为高层建筑施工不可或缺的一部分。但往往高层地标性建筑多为曲面不规则形状，给爬架的设计、施工带来了新的难题。本文将通过某项目实例，提供一种多曲面高层建筑爬架的施工技术。在多曲面高层建筑的难度下，确保爬架安全性好、防火效果佳、提升操作简单、施工效率高，从而极大地降低高层作业安全风险。

1 工程概况

某项目位于安徽省，1 栋多曲面高层建筑，高度为 201 m，总建筑面积为 74 000 m²。钢筋混凝土框架+核心筒结构；地下 2 层，地上 53 层；标准层层高为 3.30 m。建筑物平面呈“帆船”状、外立面为先凸后收的曲面（1～25 层外凸，26～53 层内收），图1 为建筑物立面效果图。

图1 建筑物立面效果图

为了保证工期、施工质量与施工安全，根据建筑物特点，结合现场施工条件，经过比较、筛选，应用爬架来应对多曲面结构的施工需要。

2 外爬架布置方案

2.1 外爬架布置方式及施工原理

2.1.1 布置方式

工程中高层建筑平面为类“帆船”型，依照外爬架搭设方法，底层应设置找平架。如果按照传统外脚手架搭设方法会造成楼面拉节距离过大，增加平面防护的面积，造成施工不便的同时，也使得成本增加，而且也不能满足爬架要求。因此对找平架搭设方式进行优化[1]。

2.1.2 施工原理

多曲面爬架的施工使用过程主要包括：搭设、提升、拆除 3 个阶段。以项目为例，简要对多曲面框架结构高层爬架施工操作要点进行描述[2]。

多曲面超高层建筑爬架是一种用于高层建筑外脚手架施工的成套施工设备。

多曲面超高层建筑爬架构造原理：由架子主体、提升防坠系统、智能控制系统、安全防护系统组成，包括导轨、脚手板、立杆、立网、三角撑、水平桁架、吊点桁架组成。电动葫芦、吊点桁架、吊点、滑轮、钢丝绳组成滑动防坠座、防坠摆块触发条、附墙固定支座、导向滚轮、防坠摆块、安全立网、脚手板、加宽密封翻板等。

多曲面超高层建筑爬架安装提升原理：首先根据建筑物外形状况搭设找平架并组装爬架；其次在找平架上安装爬架（临时拉杆固定），安装固定导轨、防坠器、电葫芦、电气元件、封板、接地装置等；检查验收，预提升（升高 300 mm）检查各元件的工作状态，正常后进行正式提升。

多曲面超高层建筑爬架拆除原理：当爬架使用完成后，经各方确认后，再进行爬架拆除。拆除前应进行安全、技术交底工作，并设置安全防护区域。先拆除电器控制系统、电线、电缆、电动葫芦。钢丝绳及钢丝绳吊点根据架体的情况分 3～4 次交圈拆除。拆除分片从分隔处开始拆除，顺直边≤4 跨网片，转角处 ≤2 跨网片。分片拆除的架体，利用塔吊吊至地面后分散解体，所解体的材料根据现场实际情况分类码放，并整齐堆放清运。

2.2 外爬架施工工艺

搭设找平架→组装底部架体→吊装底部架体→下一层拆除模板→安装第一道扶墙支座→组装其余架体→以此工艺至安装最后一道扶墙支座→安装电气控制系统→系统调试→组装验收（图2～图4）。

图2 外爬架提升工艺流程图

图3 外爬架提升施工工艺流程图

图4 外爬架拆除施工工艺流程图

2.3 技术要点

工程中 6 号建筑物平面呈“帆船”状、南侧外立面为先凸后收的曲面叠加，南侧 1～25 层逐层外凸，每层渐变0～380 mm 不等，总增加量为 3.53 m，26 层开始屋面逐层内收，每层渐变 0～330 mm 不等，总收缩量为 5.03 m；6层以上在建筑物东西立面有不规则的 0～1 100 mm 挑板。传统的全钢爬架架体不能垂直爬升至顶层。结合 6 号楼外形特点，对传统爬架改造，解决爬架架体底板曲线圆弧连接方式、架体底板与建筑物之间空隙超宽安全防护、竖向曲线爬架提升技术、爬架接地方式优化技术，来保证多曲面超高层建筑爬架结构的整体稳定性、安全可靠性、经济适用性，提高拼装的速度和精度，从而降低爬架的使用成本。

2.3.1 找平架施工

施工至安装层后，搭设用于支承附着式升降脚手架的找平架，升降架内外排距结构外皮距离分别为 350 mm、950 mm，临时双排脚手架内外排立杆须错开此位置（图5～图6），找平架上皮一般搭设在结构楼面标高上 -0.5 m 至+0.5 m 左右，便于施工。

图5 底部找平架平面图

图6 底部找平架立面图

2.3.2 架体与建筑物的圆弧连接

建筑物水平面为“帆船”状， 通过 CAD、BIM 等手段将建筑物平面按照直线板+圆弧连接板的方式，分为 38 个直线板和 46 个弧线板，保证架体形状。通过圆弧连接板，使架体弧线与建筑弧线做到一致，减少层层钢管架搭设的繁琐，提高了架体的安全性能；提高利用率，减少成本损失（图7）。

图7 弧线板示意图

2.3.3 竖向曲线分层预埋分层搭设技术

本工程南侧 1～25 层逐层外凸，26～53 层逐层内收。此区域爬架架体不能垂直爬升至顶层，则需利用找平架和塔吊配合吊装。

首先，通过 CAD、BIM 等手段模拟建筑物竖向曲线，根据 6 号楼南侧竖向曲度，分为 8 次搭设找平架。第 1 个为 1～3 层（落地式），第 2 个为 7～8 层，第 3 个为 13～14层，第 4 个为 21～22 层，第 5 个为 30～31 层， 第 6 个为37～38 层，第 7 个为 44～45 层，第 8 个为 50～51 层。

其次，将脚手架按照工程进度要求在地面分层组装后，吊装使用。同时在吊装架体需层层设置抛撑加固，吊装架体附着方式为板式支座。

最后，使用完成后，吊至地面，根据工程要求分解重新组装。以此类推，直至使用完成[3-5]。

2.3.4 超宽密封板+加宽翻板技术

由于建筑物东西两侧为不规则挑板，其宽度在0～1 100 mm 间变化，所以对于临边防护来说，存在安全隐患。

根据图纸中挑板最大宽度 1 100 mm 设计，架体与挑板间用超宽密封板+加宽翻板密封，设 3 步，并用Φ8 mm 钢丝绳斜拉加固，架体始终与主体结构全密封（图8）。

防护翻板采用防滑花纹钢板，具有高强度、绝燃、耐冲击、经久耐用，便于安全施工。

图8 超宽密封板+加宽翻板密封示意图

3 结 语

本工程爬架结合了工程多曲面特点，总结了弧形曲面建筑的外架施工方法及施工要点；充分采用了爬架弧形连接技术、爬架超宽防护板等技术。经实践应用检验，证明：本工程的多曲面外架方法简化了施工复杂程度，降低了施工难度，达到缩短工期、节约成本的目的，同时也保 证了施工质量、施工安全。