高层建筑爬架安装施工技术

杨庆锋

(福建六建集团有限公司，福建 福州 350001)

0 前 言

随着社会经济的发展，高层建筑逐渐增多，爬架的选择与安装施工成为影响高层建筑施工质量和施工安全的重要因素。高层建筑因为层数高，施工周期长，施工影响因素多，因此，高层建筑的传统爬架也面临着搭设困难、耗费成本较高和耗费时间较长的问题。相比起传统爬架，当前的新型爬架施工能够更好地符合高层建筑施工建设的需求，而且可靠性更高、经济性与可操作性更强。

1 工程概况

工程位于陕西省西安市三桥新街以南、征和六路以西、二十四城以北，工程主体为办公写字楼，共有两栋楼T1和T8。T1楼层总高度为148.47 m，地上层数29层，标准层数25层，标准层高5 m，建筑结构为框架剪力墙，采用全附着式升降爬架进行施工防护。T8楼层总高度140.4 m，地上层数30层，标准层数26层，标准层高4.5 m，建筑结构为框架剪力墙，采用全附着式升降爬架进行施工防护。T1与T8楼层爬架均从4层底开始搭设全钢附着式升降爬架，施工防护直至屋面层，建筑周边无特殊环境。工程设计参数如表1所示。

表1 工程设计参数

2 高层建筑爬架设计

2.1 爬架应用原理

全钢附着式升降爬架主要是由主框架、架体附着制作、架体构架、升降设备、防坠装置提升设备等部分构成。全钢附着式升降爬架主要是通过附着支撑结构附着在工程结构上，通过爬架的升降设备实现升降。全钢附着式升降爬架沿着建筑结构外沿，采用全钢结构组成，并且施工区域封闭，根据建筑工程主体需求，实现爬架的升降。

2.2 爬架设计方案

根据《建筑施工安全检查标准》(JGJ59—2011)、《建筑施工工具式爬架安全技术规范》(JGJ202—2010)[1]、《建筑施工扣件式钢管爬架安全技术规范》(JGJ130—2011)等相关规范设计爬架[2]。T1与T8均采用全钢附着式爬架工艺，机位平均跨度为3.6 m，最大跨度为4.5 m。

T1楼层高为5 m，爬架架体高度为22.5 m，宽度为0.65 m，内侧距离结构为460 mm。T8楼层高位4.5 m，架体高度为19.5 m，宽度与T1宽度相同。爬架的升降系统提升吊点与附着墙的导向座独立，采用一体化倒挂电动葫芦作为升降设备。采用电脑自动化控制升降速度与升降操作，对爬架升降全工程进行控制管理，超载、欠载30%时停机，升降最大行程控制在2.8～8 m。采用转轮式防坠器进行防坠全过程防护管理，每个附墙导向座设置与导轨滑套连接的防倾装置。

2.3 爬架工艺特点

全钢附着式升降爬架具有以下特点：①分段式提升，全钢附着式升降爬架采用分段式提升，根据建筑单位主体结构的提升选择提升速度，由电脑全自动控制管理，能够有效地满足工程的需求；②施工安全，全钢附着式升降爬架具有防坠落、防倾覆的系统，架体底部与借口楼层全封闭，施工安全系数高，降低了工程风险[3]；③组装效率高，全钢附着式升降爬架在升到第4层后采用一次性组装，能够提升组装效率，而且组装完成后利用电葫芦实现爬架的提升，不需要其他起重设备，能够提升整体施工效率；④结构简单，安装拆除方便，全钢附着式升降爬架的结构相对简单，全钢附着式升降爬架所采用的是标准的结构单元，将结构单元运输到现场之后进行组装，能够提升组装效率，而且施工结束后，拆卸方便，适合各种环境使用；⑤控制系统安全可靠，全钢附着式升降爬架所采用的控制系统是荷载同步控制系统，当负载超过或低于设计符合的标准时，系统会自动报警，偏差达到30%以上，系统会自动停机。该系统安全可靠，能够对施工人员未能及时观察到的故障隐患进行预警，确保施工安全。

3 高层建筑爬架安装施工技术

3.1 爬架的组装搭设

1)架体组装辅助平台组装，采用钢管搭设双排架，并且地面夯实，采用钢管拉结与每层墙面相接，拉结距离少于6 m。辅助平台水平度控制在10～30 mm，外侧架设单排防护高度1 500 mm，平台架设宽度为1 200～1 500 mm。在首层安装后，间隔4～5 m采用两根钢管紧扣夹住走道板，初始安装时，升降爬架需要搭设两层楼高，再与结构连接卸荷。辅助平台安装示意图如图1所示。

图1 安装平台示意图(转角架体必须在一个平面内)

2)架体设备安装，首先将底层支架固定在双排架子上，然后将爬架放在底层支架上并且将其固定，用螺栓连接爬架侧部位与底层支架，形成底层的整体架板。其次将内立杆、外立杆安装与底层支架，并且采用三角支架固定后，将防护网安装于外立柱上，并且在三角支架上固定。将水平桁架斜撑杆与内立杆(或导轨立杆)和脚手板固定，防护网固定于外立杆处，吊点桁架与导轨立杆连接固定。最后将架体用附墙导向底座固定于肢体结构上，防护网与外立杆固定，且将防护网与下层防护箱连接固定，并且将爬架置于三角支架上固定。

3)吊点、电动葫芦安装，根据附墙与架体，上吊点设置于预留孔内，下吊点设置于吊点桁架位置。降低电动葫芦安装于下吊点位置，采用倒挂葫芦的方式固定。

4)附墙导向座安装，附墙导向座使用的是16 mm、10 mm等厚度钢板还接成型的结构，结构材质为Q235A，导向滑轮与滚轮轴均采用此材料，构成了可调节移动的导向座结构，对导轨立杆起着约束作用。为了确保施工安全，附墙导向座安装需要设置防坠装置、控制系统与吊点装置。控制系统使用的是与爬架相适应的智能控制系统，由计算机系统整体控制，通过对架体重量进行感知，从而实现对爬架升降的有效控制。附墙导向座与导向轮安装如图2所示。

图2 附墙导向座与导向轮安装示意图

5)防坠装置安装，防坠装置采用机械转轮摆叉式防坠，每个防坠装置有防坠卡件功能，灵敏可靠，简单实用。当发生坠落时，因下落速度很快，摆叉上齿(触臂)在滑过转轮内齿的瞬间，摆叉还未能在自然重力下恢复初始位置，此时转轮内齿(棘轮)已越过摆叉下齿的回复位置，即被摆叉下齿(棘爪)阻挡，所以阻止了架体向下坠落，起到了防止坠落的作用。防坠装置如图3所示。

图3 防坠装置制动作用状态示意图

3.2 验收管理

爬架组装完成后，由施工单位、监理单位、建设单位共同参加验收管理，验收合格后才能进行下一步造作。爬架组装的验收标准如下：①架体底部应该严格密封，与墙体之间无缝隙，确保密封；②防坠与防倾斜导轨应该设置合理，且检查安全可靠，连接无误后方可投入使用，防倾覆的导轨应该与架体结构稳定连接，防坠落装置应该附着于建筑结构并且安装在导轨处；③全钢升降爬架的水平悬挑长度不大于2.0 m，不大于跨度的1/2；④为了确保安全稳定，各杆件之间的轴线应该交汇于节点处，并且采用螺栓固定，避免产生弯矩。

3.3 爬架升降操作

1)准备工作。爬架升降前做好准备工作，对爬架以及相关附属连接设备进行检查，确保每个机位的提升系统连接固定可靠。对爬架的吊点、吊索、爬架密封情况进行检查，确保合格后才能进行提升操作。根据操作位置，在升降区域下面画出安全区域，避免无关人员进入安全区域。

2)升降操作。在对爬架架体以及辅助设备进行检查后，由电脑发出升降的指令，根据需要可以选择不同的提升模式，爬架可以实现分组分片提升，也能实现整体提升。升降过程遇到障碍时，应先停止升降操作，排除障碍后继续操作。根据导轨进行提升操作，提升快到位之前，将定位用的扣件松掉，提升到预定位置并且停机，将密封板密封后扣上定位扣件，上紧扣件并且确保连接紧密后，开始卸荷操作。升降操作必须注意外界天气，不得在5级以上大风、大雾和下雨天操作爬架。

3)卸荷。电脑发出卸荷指令，卸荷前应该确定所有定位装置可靠，卸荷完成后取消传力钢丝绳与升降架的连接，卸荷后开始利用电动葫芦反转链条，实施倒链操作，关机停机，即可完成一次升降操作。后续的爬架升降操作可以重复上述程序。

3.4 爬架的拆除

爬架的拆除主要是指清除全钢附着式升降爬架的杂物、地面障碍物、拆卸爬架内的所有提升装置、爬架的提升设备以及控制设备等。全钢附着升降爬架的拆除,首先采用钢丝绳挂钩在架体上的吊钩上挂牢并且张紧。按照顺序将塔吊吊住的架体、临边架体、水平桁架之间连接拆除，同时拆除爬架的防护网。拆除架体单元后，拆除建筑结构与附墙导向座的穿墙螺杆，为了避免拆除过程中的架体晃动，需要采用滑动扣件固定架体立杆与电动葫芦。清除架体垃圾，将架体单元与走道板脱离后吊放至地面。架体结构到达地面后依次将吊环、立杆拆除，并且将封网、过道板等叠放到指定位置，以便打包运输。

4 高层建筑爬架施工保障措施

4.1 组织保障措施

设备进场前做好报建准备，且由安监部门审批通过，确保施工合法。施工前组建符合工程要求的项目管理机构，由项目经理部对工地进行全权管理，且要求所属职能部门协调管理，制定工程规章制度，明确每个部门的职责。根据工程需求组织劳动力进场，进场前加强培训管理，使管理人员和施工人员了解工程情况、工程设备、施工图纸等信息，并且加强安全培训，提升进场人员安全意识[4]。施工前做好设备管理与材料管理，确保设备与材料满足工程需求。做好图纸交底工作，开展图纸会审，预测工程中可能存在的风险，加强关键节点的质量控制。

全钢附着式升降爬架工程中的危险源包括高空作业是否符合规范、底部操作平台基础是否牢固、吊装是否牢固可靠、安装附着导向支座混凝土是否满足强度要求、爬架升降时架子上部是否清除干净、升降过程电动葫芦是否异常，施工作业过程中，需要对这些关键点进行控制，确保施工安全。施工过程应该文明施工，不得乱扔烟头，禁止烤火。

4.2 技术保障措施

全钢附着式升降爬架升降操作时，需要对架体以及连接设备进行管理，架设防护网确保安全。料台进入爬架架体底层施工作业时，附着式提升料台两侧采用钢网片封堵，根据附着式提升料台结构，料台进入爬架施工时架体两侧已达到封闭效果。料台底板采用可翻转翻板防护。技术保障流程如图4所示。

图4 技术保障流程

4.3 监控保障措施

全钢附着式升降爬架安装采用PLC (可编程控制器)作上位机；采用触摸屏或PC(个人电脑)作人机界面实现人机对话；多台以单片微型计算机为核心的智能分机(下位机)以及重力传感器组成的测量系统。该系统通过计算机对被提升架体的重力信号进行采集、综合分析并作出相应处理，实现了对架体升降及卸荷的全过程实时监测和自动控制。为了确保系统控制能力，在将传感器安装于提升设备与架体连接部分后，连接插头与盒体底部最右侧插座对应连接，确保连接准确。首次试运行系统时，应该观察主进柜最左侧主进电源开关是否正常。打开电源，进入系统的工作模式，开启段内的升降开关，进入自动运行状态，观察系统的升降功能、预警、警告灯是否正常。

5 结 语

采用全钢附着式升降爬架建设两栋30层左右的高楼，采用全过程控制，对全钢附着式升降爬架的架体安装、爬架升降、爬架验收等进行严格控制，从组织、技术和监控上进行保障。虽然安装施工过程中遇到了施工配合不严谨影响施工效率等问题，但是最终按照要求完成爬架的建设与拆除，确保高层建筑的顺利完工。

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