广州番禺区兴学路地块爬架施工分析

李 伟

（中铁十八局集团建筑安装工程有限公司，天津 300308）

0 引言

在传统建筑工程施工中， 脚手架需要沿着墙面进行满搭满建， 这虽然能够对工程施工提供便捷的操作平台，但非常消耗材料，而且搭设脚手架所需时间比较长，在高层房屋建筑施工中无法很好地应用。爬架又叫提升架， 是近年来兴起的一种新型脚手架体系，主要应用于高层剪力墙式楼房施工中。与传统脚手架相比，爬架施工工艺有很大改变，省去了很多装拆工序，且不受建筑物高度的限制，还具有先进的防坠落、防倾覆、防风保护功能。

广州市番禺区兴学路地块项目 （1 栋、2 栋、3栋、5 栋）工程总建筑面积为112 380m2，标准层外形沿高度方向相对统一，适合爬架防护。为保证施工安全，满足施工进度，避免发生火灾及高空坠物伤人、损物事件， 该工程采用全钢式升降脚手架作为外防护架。笔者试结合番禺区兴学路地块项目工程，分析爬架施工的要点，以及特殊部位的施工处理。

1 爬架的总体结构和施工准备

1.1 爬架的总体结构

根据工程具体情况， 采用全钢式升降脚手架作为该楼标准层的外防护架。 该架体高为14 m，内部净宽为600 mm，内侧距主体结构400～500 mm，架体步高为2 m。 由于架体较高，采用减小机位间距来减轻机位处受力，同时通过做好架体拉结措施、增加检查维修保养次数、 严把质量验收关， 来保证施工安全。 本工程使用的附着式升降脚手架主要针对结构主体外立面，不包含电梯井顶层、消防连廊的施工防护。 所以，架体提升至主体结构施工封顶后，将其在空中拆除。

1.2 施工前准备

（1）编制全钢式爬升脚手架施工方案，并提交公司审批、监理审核。 （2）完成升降脚手架安装平面布置图的绘制， 确定脚手架的安装具体位置及数量。（3）升降脚手架施工人员需为安装单位专业安装施工人员，必须经过吊篮安装单位的严格培训，经考核合格后，持证上岗。 （4）结合工地实际情况对进场的升降脚手架施工人员和操作人员进行施工技术交底及详细的安全交底。 （5）设计脚手架机位布置图时，应考虑塔吊附臂附着形式，避开塔吊附着杆件。但在材料进场时和施工过程当中， 需再次确认附着形式和附臂位置。

2 爬架施工工序

爬架施工工序比较多， 且每道工序之间紧密衔接。 为保证施工质量， 需要对每道工序进行严格控制。

2.1 预留预埋孔

爬架通过支座附着在墙上。 该工程为框架剪力墙结构，因此在竖向结构现浇混凝土时，应预先留好预埋孔位置，以便将爬架附墙支座的安装。预埋偏差控制在3～5 mm 内，竖向预埋尺寸距楼板100 mm。

2.2 支座安装

附墙支座固定在建筑物上，是整个卸料平台的承重件。 附墙支座上设有导向轮和防坠装置，与导轨配合可起到导向、防倾、防坠的作用。安装支座需要两根500 mm 的穿墙螺杆，每根螺栓需要1 个100 mm×100 mm 的垫片、1 个槽钢垫片、4 个M30 的螺母。

第二层主体结构混凝土浇筑完成后， 安装第一层防坠附墙支座，并用顶撑锁定器将导轨锁定。第三层主体结构混凝土浇筑完成后， 安装第二层防坠附墙支座，并以此类推。

2.3 安装平台搭设

为满足对爬架的使用需求，该工程安装平台搭设在第3 层，由已建设的防护架改造而成。 安装平台到墙体的距离控制在200 mm 左右， 宽度不小于1.5 m，且在外侧搭设高度不低于1.5 m 的单排防护。 平台操作面在搭设平台楼层顶板上方300 mm 处。 为满足施工荷载的要求，搭设平台的承载力不低于6 kN／m2，以保证爬架搭设平台的稳定性、可靠性［1］。 在平台上铺满脚手架，脚手架由直径48 mm、壁厚3.5 mm 的钢管组成，立杆横向间距约为80 cm，纵向间距可以略微加大， 但最大不能超过150 cm， 大横杆步距控制在180 cm 左右。 具体操作平台搭设如图1 所示。

图1 操作平台搭设示意图Fig.1 Erection of operation platform

2.4 架体安装

由于该工程爬架规模比较大， 所以进行分次安装。 即先安装底部6 m 处的架体，再安装上部架体。架体安装时，先在地面组装，再通过塔式起吊设备进行吊装［2］。

2.4.1 架体地面组装

据联合国有关机构预测，到2050年全世界的人口将从目前的70亿人增长到90亿人。增长的人口将主要分布在发展中国家的城市和最不发达国家，而发达国家的人口几乎为零增长。世界上75%的人口生活在发展中国家，随着这部分人口生活水平的快速提高，他们的饮食结构将会发生变化。在今后25～30年，世界人口对粮食的需求量将会增加70%~100%。普遍认为在增长的粮食需求部分中，有80%~90%将来自现有的耕地，只有10%~20%将来自新开垦的耕地。然而，由于城市化、沙漠化和盐碱化的影响，世界总的耕地正在减少。

在平整的地面上， 按照爬架平面布置图放置好外立杆，再沿着外立杆高度每2 m 安装脚手板。在脚手板的另一端，与外立杆相对的位置布置内立杆。用三角撑连接内外立杆，并用高强度螺栓紧固。在内立杆适当位置安装导轨和水平桁架。 在导轨下节立杆的侧面安装下吊点桁架［3］。 具体爬架安装如图2 所示。

图2 爬架安装现场图Fig.2 Installation site of climbing frame

2.4.2 架体吊装

塔吊最大工作半径为60 m， 相应起重吨位为3 t。 该工程吊装最大架体单元为9 m×0.6 m、重量为1.109 t。

将在地面安装好的架体吊装到预先搭设好的找平架上，并用钢管在架体和结构间做临时拉结固定，然后进行第二组架体吊装。 第二组架体脚手板和第一组架体对接后， 用网片密封架体。 密封网由0.6 mm 厚钢板冲孔制作而成， 网片之间采用专用网片连接件连接。

2.5 提升施工

本工程提升设备主要为电动葫芦， 其应用参数为： 提升重量不超过7.5 t， 链条长度控制在6 m 以下，提升速度不超过15 cm／min。 每提升1 m 后，暂时停止提升，安装底部副板、上部副板、底部翻板。安装完成后，继续提升，完成一个爬升周期［4］。

2.6 爬架架体施工的安全防护

爬架架体的脚手架为防护用架体， 在使用工况下，严禁超载使用，荷载也应尽量分布均匀，避免过于集中。架体的顶部如果晃动幅度高过25 mm，在使用之前， 需通过增加斜撑的办法来增加稳定性。 同时，应当检查好穿墙螺栓的稳定性，如果存在裂纹或者螺母受损现象，务必及时更换，对于穿墙螺栓，不能重复使用［5］。

2.7 架体拆除

为提升架体拆除速度，保证安全性，应制订有针对性的拆除方案，在拆除区域设置安全警示标志，并派专人看护，严禁闲杂人等进入现场。在进行架体拆除时，按照从上到下的顺序依次将最上部的脚手板、架体、斜撑等拆除。 拆除主框架时，先用起重机械对主框架进行预紧，防止穿墙螺栓松开时主框架下坠。拆除顺序与组装顺序相反， 对拆除部分需要先通过缆风绳进行固定， 以防止在拆除起吊的过程中出现晃动［6］。

3 关键部位质量控制

3.1 塔吊附臂处升降工艺

在进行全钢式升降爬架平面布置时， 拟定塔吊附臂位置，架体导轨、立杆应避开塔吊附臂，在架体6～8 m 处增加桁架连接两侧机位。 当脚手架在升降过程中通过塔吊附臂时， 可临时拆除与塔吊附臂即将触碰的外防护网片、桁架、脚手板，待塔吊附臂通过后，再装回原位。

3.2 与物料平台之间的技术处理

该工程每栋楼设置1 组自动料台， 料台尺寸为1.80 m×3.600 m，额定限载为1 t。 单个料台包括两个导轨和一组提升设备。料台两端以脚手板相连，且架体只在上面四步与料台相连。

垂直地面方向的导轨是由2 根6.3＃槽钢焊接而成的，并和附墙支座配合，来确保卸料平台在作业时能够始终保持为垂直方向升降。 工程采用的导轨高度近11 m，能够提供5 层楼高度的升降作业，并且每层位置都有3 个附墙支座和导轨连接固定， 以保证稳定性。

3.3 调节拉杆及防护围栏

调节拉杆部分由A42×3.5 无缝钢管和T20 螺栓构成，无缝钢管的两端配有螺母，上面的螺纹采用正反扣的形式［7］。 使用时，把其中一侧和平台的横梁相连，而另一侧则和垂直的导轨连接，能够分担荷载。

防护围栏部分是由矩管通过焊接组成框架，其高度约1.5 m，并在内侧通过钢管网进行封闭，具体如图2 所示。

图3 脚架防护围栏示意图Fig.3 Protective fence of tripod

4 强度验算

该工程脚手主板的3 道横撑可按照简支梁进行验算。

4.1 计算荷载

脚手主板横撑杆承受自重荷载标准值q1＝27.2×9.8／（3×560）＝0.159 N／mm； 活荷载标准值q2＝3×2×0.59／（3×0.56）＝2.1 N／mm； 副板传递荷载设计值F1＝504 N，F2＝1 327 N。 经计算，荷载的设计值q＝3.131 N／mm。

4.2 强度验算

爬架架体纵向水平杆的计算如图4 所示。

图4 爬架架体纵向水平杆的计算简图Fig.4 Calculation of longitudinal horizontal bar of climbing frame body

经计算， 爬架架体纵向水平杆的最大弯矩为122 700 N·mm，最大剪力为1 315 N，挠度（采用标准值计算）为0.073 mm，抗弯强度为19.03 N／mm2，小于允许抗弯强度205 N／mm2。所以，脚手主板横撑的抗弯强度满足要求。

5 结语

在番禺兴学路地块施工中， 采用了先进的爬架施工技术，施工效率大幅度提升，而且无需在墙体上打设太多孔洞，能够保证墙体外观的美观性，提升墙体防渗能力［8］。 实践证明，与扣件式钢管脚手架相比，爬架具有安装方便、安全性高、适应性强、经济等优点，可以满足现代化工程施工要求，值得大范围推广应用。