不规则建筑立面附着式爬架安全施工技术

钟储营

（中国建筑第二工程局有限公司，广东 深圳 518000）

近几年来，随着经济与社会的快速发展，高层建筑的应用越来越广泛[1]。附着式爬架可沿建筑物升降，因此其应用不受限于高度，无须翻转架子，一次装配后可直接使用至主体结构封顶，省去了传统的钢管爬架需多次安装拆装的步骤，因此，可极大地节省人力和材料，而且与传统的钢管爬架相比，附着式爬架更加安全[2]。高层建筑在进行结构设计时，往往为了反映当地的文化和精神，其立面设计为不规则形状，这给附着式爬架的搭设带来更大的挑战。

已有研究侧重于附着式吊篮受力分析、新型吊篮受力特性分析与试验、攀爬控制系统的控制方法等，鲜有针对高层建筑不规则立面的附着式爬架施工技术。为便于在不规则立面上使用附着式爬架，在此基础上，开展高层建筑不规则立面结构附着式爬架安全施工技术研究。

1 施工难点

对于高层建筑不规则立面结构附着式爬架，存在的主要施工难点如下。

1）立面结构不规则，无法使用传统的立杆支架和扣件搭建爬架，需要采用特殊的附着式爬架。

2）附着式爬架的安装需要固定在建筑物立面上，需要考虑立面的结构和强度，避免对立面造成损坏。

3）附着式爬架的安装需要在高处进行作业，存在高空坠落、意外碰撞等安全风险。

因此，本文对高层建筑不规则立面结构附着式爬架安全施工技术展开研究，为高层建筑不规则立面施工质量提升提供保障。

2 附着式爬架安全施工

2.1 不规则立面结构附着式爬架安装

为了满足爬架和起重设备的固定和安装要求，必须在建筑物的主体结构中预留许多孔，并预先埋入多个螺钉，预埋螺钉埋设结构如图1 所示。

图1 预埋螺钉埋设结构示意图

在这一阶段的施工过程中，应根据建筑主体结构、爬架设计尺寸，对孔洞、螺栓件预埋点进行规划设计和放样标记，并严格保证在同一外立面上，每一层预埋点在同一水平面上[3]。以此为依据，按照图纸，标记进行预埋件的安装，施工完成后，所有的点位误差不超过+25mm。在此基础上，对所有的杆体、连接件、机电设备、安全防护装置等进行了验收和现场测试[4]。确保全部物料设备符合标准，没有尺寸、数量、性能等问题。待所有的施工准备工作完成后，再按照程序进行附着式爬架的安装和搭设[5]。附着式爬架高度以3～4.5 层楼高为标准，整个结构用48mm×3.5mm 的钢管建造而成，将一阶梯式水平仪设置在底部，吊装接头处设垂直主架，其它部位均为传统的用扣件固定的爬架安装结构，其基本构造见图2。

图2 附着式爬架搭设结构示意图

其中，垂直主体框架主要由外立杆、横杆、廊道斜杆和轨道内侧杆等构成，采用法兰和钢管焊接固定。在安装爬架时，要做好载荷监测，并根据以下公式计算出风荷载

其中，wk表示风荷载；k表示风压系数；β表示风振系数；μs和μz分别表示风荷载的体型系数和高度变化系数；w0表示基本风压。在此基础上，确定附着式爬架在风荷载的作用下位移量可接受范围，在施工中严格按照范围完成施工，确保工况条件的稳定，降低施工风险。

除此之外，还要考虑恒荷载和活荷载的作用。恒载主要包括各个构件的自身重力、面层重力以及班底抹灰自重等，利用PKPM 软件可以实现对构件自重的计算，并结合式（2)确定恒荷载具体数值

其中，W表示构件自重；η表示其他重力。活荷载的取值可结合高层建筑楼面均布活荷载标准获得。

2.2 爬架提升施工

在进行附着式爬架施工时，爬架提升是一个极其重要的操作步骤。如果爬架提升工作没有得到有效地实施，不仅难以达到现场高精度定位的要求，还可能造成重大的施工安全事故。因此，在这一环节的技术应用中，一定要严格确保过程的正确性和工艺的合理性。在进行爬架提升的过程中，对升降台进行预紧力处理。预紧力完成后，拆下爬架本体的下拉条、吊脚接头和下绝缘装置。在提升方向上检查、清除障碍[6]。然后，把爬架主体抬升到工作面上，对工作平台的空间位置进行精确调整。起吊就位后，安放下拉条，固定吊脚，护网，硬拉结，翻板翻扣固定。

在整个吊装过程中，要对每一个安装部件和限位装置进行检验[7]。如果确定没有问题，就可以开始进行建筑外立面施工，这样就可以完成爬架提升，为后续施工提供一个平台支撑。在提升过程中，为避免爬架出现倾斜现象，采用导轨式结构作为爬架提升的防倾结构，如图3 所示。

图3 爬架提升防倾结构示意图

在提升的过程中，承载力设计表达式为

其中，γ0表示结构重要性系数；S表示荷载效应；η表示结构抗力。随着爬架的提升，其升降动力装置、吊具、索具等都需要按照容许应力进行设计和计算。针对不规则立面，架体沿建筑周向设置多个，相邻架体可在轮廓不变时抵接，在轮廓变化时脱离。翻版组件设置相邻两个架体之间，翻版组件可在相邻架体抵接时首期，在脱离时展开并连接。

2.3 爬架拆除

在不规则立面结构高层建筑中，采用附着式爬架技术，完成了其整体施工任务后，需进行爬架及其辅助设备的拆除[8]。在拆除爬架的时候，应该将爬架抬起到高空的指定位置，或者是放下到最底层的案例工程中，以充分保证施工的安全，可以选择沿着建筑的外立面下降到最底层之后，再进行爬架的拆除工作。拆解之前，必须有地面工作人员对拆解的区域进行看护和保养，确定场地的情况符合拆解要求后，才能拆解爬架的各个构筑物。

在拆解时，采用由上到下的顺序。首先，将吊杆上的吊杆结构拆下，然后将电力起重设备拆下。在此之后，再移除横向的柱子和连接点[9]，从而完成了对爬架主题结构的逐层拆除。拆下横梁后，再拆下架身底部的密封件。最后，对各部件进行清点，并进行竣工验收。

3 实例应用分析

通过上述论述，从理论方面完成了对高层建筑不规则立面结构附着式爬架的施工技术设计，为了验证该施工技术的实际应用可行性，以某高层建筑建设施工项目为例，开展对其实例应用分析。该建筑外立面为不规则的弧形设计形式，立面表面差距最大值为16.3m。建筑正面以石材+铝板+玻璃幕墙的组合，体现丰富质感。立面外装饰层采用弧形石材+金属线条的搭配设计方案。弧形立面长度最长为156.3m，最短为89.24m。工程概况信息如表1 所示。

表1 工程概况信息记录表

该高层建筑工程项目为框架-剪力墙结构，属于一类高层建筑。针对该项目的结构特点，对第一标准层之上4～22 楼的外护架采取不规则立面结构附着式爬架施工。该项目标准层的长度是51.25m，宽度是28.20m，标准层的面积是1 324m2。该爬架的主体结构是由扣件钢管组成的，其高度为16.38m，宽度为0.9m。图4 为该高层建筑不规则立面结构附着式爬架剖面图。

图4 高层建筑不规则立面结构附着式爬架剖面图

结合上述工程概况对施工技术应用后的情况进行记录，并从爬架结构抗力角度对施工技术是否具备安全性进行探究。

随机选择施工中5 个附着式爬架作为研究对象，并分别编号为FP-#01、FP-#02、FP-#03、FP-#04、FP-#05。针对其各自的结构抗力进行测定，并将测定结果记录如表2 所示。

表2 附着式爬架结构抗力测定结果

从表2 中记录的数据可以看出，各个附着式爬架结构抗力均高于结构抗力标准值，因此说明采用本文上述设计的施工技术在具体应用到施工中能够保证安全性，具备实际应用可行性。通过本文提出技术的应用有效降低了施工现场的安全风险，保障了施工人员的生命安全和身体健康，为更多带有不规则立面结构的高层建筑的施工，提供了可行的解决方案和技术支持，有利于推动行业的技术创新和发展。

4 结语

通过本文上述研究，针对高层建筑不规则立面结构附着式爬架，提出了一种全新的施工技术，并通过实例验证了该技术可行性。