韋捷亮

中國新興建設開發(fā)有限責任公司 北京 100039

隨著現(xiàn)代化城市的不斷發(fā)展，建筑技術進步與城市土地資源稀缺，建筑向著大跨度、高層不斷邁進，促進了腳手架的發(fā)展。在施工過程中，腳手架能夠為不同高度作業(yè)平臺提供可操作性空間，可隨著建筑高度逐層增加搭設。但是高度超過50m后，則必須編制專項施工方案，嚴重受到建筑高度制約，無法達到良好應用效果。

一、附著式升降腳手架概述

1.構造

附著式腳手架以架構而言，由附著支撐系統(tǒng)、架體結構、防傾防墜系統(tǒng)、動力升降系統(tǒng)、防護系統(tǒng)所構成，可將設計專門升降機構固定在建筑物上，且通過機構附著動力設備升降腳手架。此種腳手架具有懸空架體，根據(jù)建筑層高設置搭設高度，一般4層樓高[1]。腳手架升降中附著支撐系統(tǒng)屬于重要受力部位，能夠在建筑結構上固緊架體，傳遞荷載；裝置上擁有防傾防墜系統(tǒng)，使得建筑物與腳手架之間保持距離，以水平約束方式提高腳手架穩(wěn)定性；而動力裝置則可保證施工中腳手架如若受到風荷載、荷載受力不均等影響，可利用該裝置保護腳手架不墜落，為其提供升降動力；防護系統(tǒng)由安全網(wǎng)、扶手桿、鐵絲網(wǎng)構成，可為施工人員提供安全防護。

2.性能

附著式升降腳手架具有安全性、高效性及經(jīng)濟性特點。安全性在于該腳手架主要通過自身升降系統(tǒng)實現(xiàn)升降，無需像傳統(tǒng)腳手架重復高空搭拆，以免外架工人高空作業(yè)增加風險。并且，該腳手架應用多道支座，附著于建筑結構，且每道支座上有防墜防傾裝置，即便動力失效也能夠利用系統(tǒng)迅速鎖定導軌與架體，提高了腳手架安全性；高效性在于提升該腳手架過程中，無需應用塔吊等設備，升降1層僅1.5h即可完成，不會影響建筑施工，與傳統(tǒng)搭設腳手架相比，提高了工作效率；經(jīng)濟性在于搭設該腳手架后，僅需少量人員即可完成升降，節(jié)約了人工，且整體高度不超過5層，鋼管扣件材料也有所減少[2]。

二、工程概況

某高層建筑工程由地下1層和地上27層構成，地下1層為地下車庫，主樓部位包含設備夾層，地上1-27層為高層住宅，建筑總面積約12萬m2。地上住宅面積約10萬m2，地下面積約2萬m2，建筑高度為84m。結構形式為剪力墻結構，設計使用年限為50年。該建筑屬于一類高層住宅建筑，耐火等級均為一級[3]。

高層建筑施工中，擬從第3層預埋，第4層澆筑頂板后吊安裝，應用5步架體13.5m高，覆蓋4.5層建筑樓層，應用附著式升降腳手架，設置平臺周長201.1m，覆蓋總建筑外圍面積513.42㎡。選擇LZC10型附著式升降腳手架，由導軌、附墻導座、腳手架單元、控制、防傾防墜、提升、腳手架單元等系統(tǒng)組成，由工廠制定便于運輸，在現(xiàn)場打開后即可吊裝，結合施工單位安排與建筑結構特點，根據(jù)建筑物標準進行升降架布置。

三、高層建筑附著式升降腳手架施工技術應用

該工程建筑主體結構達到施工高度后，施工單位組織人員組裝附著式升降腳手架框架。

1.做好搭設準備

安裝層施工后，應用找平架為該腳手架提供支撐，且在最初施工期間將其臨時放置在雙排外部腳手架上，保證框架外排與內排間距分別為1500mm和200mm。在搭設找平架中，壓實土壤且在其上制成C20混凝土10cm厚。為保證搭設作業(yè)順利進行，找平架構造需滿足一定要求，外立桿到建筑結構外側超過1.5m，且安裝保護欄、懸掛密目式安全網(wǎng)，而內立桿外側至建筑結構在0.3m內；找平架內外高度在5mm內，周長閉合差小于10mm，禁止同一直線1m內高度差超過10mm[4]。

2.組裝支撐桁架

完成找平架安裝后，即可安裝水平支撐桁架。通過對架體底部是否存在桁架進行分析（見表1），可知架體底部無桁架最大應力與位移分別為-187 Mpa和15.1 mm，架體底部有桁架，則最大應力與位移分別為-118 Mpa和8.7 mm，有桁架的壓力與位移顯著小于無桁架，表明桁架可減小架體應力與變形，提高腳手架穩(wěn)定性。

表1 架體桁架應力位移

因此，根據(jù)分析設計和組裝支撐桁架，采取標準接頭連接，內外支撐桁架連接后，進行小橫桿組裝與內外支撐桁架連接，保證模數(shù)1500mm，桿長度1000mm，并設置50mm的桿，避免其他標準桿長度不足難以搭接。

3.安裝固定附著支柱

工程建筑主體結構提升后，利用固定附墻支座連接建筑物與架體，且從下至上逐步搭設組裝，施工中保證框架僅超過作業(yè)層一步，使用直徑48mm的鋼管，其壁厚3.6mm，立桿橫距0.9m，縱距0.5m進行搭設，且依據(jù)樓層高度明確步高，組裝架體時大橫桿水平度在20mm以下。主體結構混凝土模板拆除后，將導軌臨時固定部位附著制作拆下，安裝在穿墻螺桿部位，且將其固定，使用螺母與墊圈擰緊穿墻螺桿，墊圈大小需超過50*50*10mm，擰緊所用螺母后，裸露絲扣扣環(huán)應超過3個。固定附著制作應填充混凝土表面，使用扣件固定，確保防墜系統(tǒng)工作正常，使用專業(yè)工具檢測器可靠性與靈敏性[5]。

4.升降

在混凝土上應用螺栓將吊掛件緊固，從墻體外穿進，通過墊片與螺母緊固螺栓，螺母擰緊后，保證螺栓超過頂端3個螺母絲扣長度，完成固定后在吊掛件上進行電動葫蘆安裝，以保證其受力相同。

5.拆除

升降手腳架至指定高度，即可根據(jù)步驟拆除框架，遵循先打后拆原則，從上至下逐步拆除。在此過程中，所有部件應當及時分組，在建筑物中集中放置，運輸至地面，且根據(jù)其規(guī)格與型號放置，及時維護翻新，在現(xiàn)場繪制安全區(qū)，設置安全標語與警告標志，安排人員監(jiān)護現(xiàn)場，保證所有物料均清理透徹，禁止為方便拆除直接將物料倒向空中，拆除中需要人員更換，則在之前需對拆除情況進行交接，不可任意將腳手架附著支座拆除，在剪刀撐拆除時，需三個人同時作業(yè)，先將中間拆除，再拆除兩邊，運送至樓層中。

四、附著式升降腳手架安全驗算

搭設中附著式升降腳手架在找平架上設置，升降中拆除了找平架與腳手架的連接，僅依靠建筑結構與附著支撐連接，其構件是否與設計要求相符對于架體安全性與穩(wěn)定性具有決定性影響。因此，根據(jù)該工程情況對附著支撐結構構件進行驗算。

1.荷載與荷載組合設計

附著式升降腳手架支撐結構驗算應以架體最大承受荷載計算，活荷載У0、荷載沖擊系數(shù)У3、荷載不均勻系數(shù)У2。

其中，УG為恒荷載分項系數(shù)（1.2）；SGK為恒荷載效應標準值；УQ為活荷載分項系數(shù)（1.4）；SQK恒荷載效應標準值。

根據(jù)上述施工中架體寬度、水平桿步距、立桿間距、架體高度等進行計算，可知施工活荷載為46.8KN，風荷載為0.52KN/㎡。

2.附墻支座驗算

根據(jù)《建筑施工工具式腳手架安全技術規(guī)范》，驗算附墻支座需根據(jù)使用工況進行，設計荷載*沖擊系數(shù)rЗ=2.0。工況正常下同一機位要有3個以上附墻支座，荷載效應組合設計值為施工活荷載+永久荷載。根據(jù)公式計算：

整體垂直荷載為N=218.6KN，每根螺栓承受剪力V=54.65KN，螺栓校核如下：

通過公式計算后，可知結果為0.58＜1，與要求相符，實際使用時每個主框架對應外墻均進行3個支座安裝。

3.連墻件驗算

計算連墻件軸力公式為N1=N1W+N0，覆蓋區(qū)域內連墻件腳手架外側迎風面積為Aw=10.8mm。

風荷載造成的連墻件軸力設計值為N1W=7.86KN，附加水平力N0=5.0KN，軸向力設計值N1=12.86KN。而連墻件承載力設計值Nf=92.7KN＞12.86KN，與要求相符。

4.支座轉換件驗算

腳手架離墻在400-700mm范圍內，需進行轉換件設置，根據(jù)700mm最不利情況進行計算。工況正常下，荷載=（施工活荷載+永久荷載）*1.3，每主框架有3個支座，計算支座荷載設計值為P1=56.12KN，P2=38.61KN。

支座轉換件連接螺栓：

轉換件與支座通過螺栓連接，與墻體和支座連接計算相似，該螺栓校驗公式如下：

可知結果為0.92＜1，與要求相符。

通過對附著式升降腳手架安全驗算可知，數(shù)據(jù)與規(guī)范要求相符，可為施工中腳手架安全應用提供保障。

總結：綜上所述，本項目應用附著式升降腳手架，其具有安全性、高效性及經(jīng)濟性特點，可有效節(jié)約人工、材料及設備成本。因此，可將其應用到更多高層建筑施工中，此過程中需做好搭設準備、安裝固定附著支座、升降、拆除及安全管理等工作，為高層建筑順利施工提供保障。