□文/葛川玲 刘坤 孔祥玉

集成式爬架在住宅楼施工中的应用

□文/葛川玲 刘坤 孔祥玉

以实际工程为例，对集成式爬架应用于住宅楼的设计、分析及安装施工进行了详细的阐述，为今后集成式爬架应用于结构体型适宜的住宅楼提供了可借鉴的经验。

集成式；爬架；住宅楼；设计；安装

1　工程概况

某住宅楼项目总占地面积12万m2，总建筑面积42.5万m2，包括11栋主楼和地下车库，结构形式为短肢剪力墙结构。

5#楼地下3层，地上40层，出地面高度为135.45 m，标准层高为3.15m，建筑面积51 917.04 m2，3～40层均为标准层。主体施工时，外部采用集成附着爬升式脚手架作为防护架。

2　集成式爬架的特点

近年，随着我国经济的快速发展，高层、超高层建筑越来越多，传统的超高层主体结构施工时一般使用悬挑式双排防护外架，耗材量大，成本高，劳动力投入多，劳动强度大，作业环境危险，施工周期长进度缓慢，塔吊占用率高且不利于二次结构的插入，对项目经济收益情况也不好。

本项目的防护架选用一种定型化程度高、人工投入少且能够整体提升的集成式爬架。目前，集成式爬架常用于结构形式单一、结构体型简单的商用建筑，此次将集成式爬架用于住宅楼是一次新尝试，采用集成式爬架代替落地式外脚手架、悬挑脚手架。该集成式爬架搭设一定高度并附着于工程结构上，依靠自身的升降设备和装置，可随工程结构逐层爬升或下降，将高处作业变为低处作业，将悬空作业变为架体内部作业，架体美观、搭设简单，不占用塔吊吊装时间，安全性能高，大大缩短了工期、节省了人工及材料费用，外立面设有防护网整体防护，主框架配有防坠落、防倾翻装置等多重保护，具有良好的安全性能与经济性。

3　集成式爬架的设计

3.1平面设计

施工前认真查看图纸，包括结构与建筑的对应情况，了解结构尺寸、掌握主体施工工艺过程，清楚出料平台位置、塔吊及其附着位置、施工升降机等垂直运输设备的分布，确定附着升降脚手架提升机位平面分布位置，选择剪力墙处安装机位，对阳台板、悬梁等悬挑结构处尽量避开，如无法避开，采用加强措施。

平面图主要反映附着升降脚手架平面整体布局、预埋点平面位置以及附着升降脚手架内排立杆离墙距离、出料平台位置等。

3.2立面设计

本工程升降脚手架设计外排高度为14.5 m，架体净宽0.75 m，架体立柱节间距离最大5 m，架体滑轮底座底部距离临近上楼面0.9m。

竖向主框架配置：主框架Ⅰ4.5 m、主框架Ⅱ4.5 m、主框架Ⅲ4.5m、主框架Ⅳ4.5m（含外立柱1.6m）。

3.3预埋设计

预埋件采用φ50 mm×2.5 mmPVC管制作，依据附着升降脚手架平面布置图中平面预埋位置及预埋详图对预埋位置逐点放线预埋。预埋方式按照工地实际情况选用，预埋位置均须按照预埋详图中提升机位编号进行。预埋件长度为相应点位处墙厚（梁厚或板厚）。要保证窗洞、边梁处的预埋件中心外至少有150 mm的混凝土厚度，以保证强度要求。保证在混凝土浇筑过程中预埋件位置准确，偏差在允许范围之内。预埋件两端须利用海绵、泡沫、锯末、胶带封堵，防止浇筑时注入水泥。混凝土浇筑、振捣时应避让预埋管，防止预埋件发生较大偏移。

4　集成式爬架的安装

4.1安装流程

搭设安装平台→组装第一段升降脚手架各部件→第一段升降脚手架吊装→第二段升降脚手架组装、吊装→安装附墙支座、卸荷装置、防护钢网→第三段升降脚手架组装吊装→安装脚手板、防护钢网→第四段升降脚手架组装、吊装→安装附墙支座、卸荷装置、防护钢网安装附墙支座、卸荷装置、提升钢丝绳→组装至设计高度→摆放电控柜、分布电缆线、安装电动葫芦、接线、调试电器系统→预紧电动葫芦、检查验收、同步提升一层→安装全部完毕，进入提升循环。

4.2集成式爬架安装平台搭设

计划在11层搭设安装平台，平台由原防护架改造而成，离墙距离≯300mm，平台宽度1.2 m，外侧搭1.5 m单排防护，外挂安全网。

平台操作面位于搭平台楼层顶板下方，平台上满铺脚手板。平台基本承载要求5kN/m2平台脚手架基本要求，见表1。

表1　平台脚手架基本要求

4.3竖向主框架安装

竖向主框架Ⅰ高度4.5 m，由滑轮底座、导轨、外立柱、三角连接架组成空间钢架，导轨和立柱用M18螺栓安装在底座上，三角连接架安装在导轨和立柱内侧。竖向主框架Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ高度4.5 m，有三角连接支架、框架提升梁及导轨立柱连接件组成空间钢架。

竖向主框架立柱间采用槽钢和连接板连接，节点连接件配用M18×40螺栓，立柱垂直于滑轮底座，禁止偏移。单节垂直度偏差≤10 mm、多节垂直度偏差≤30 mm。利用铅锤吊线检测竖向主框架垂直度偏差。连接螺栓齐全、不松动。

竖向主框架导轨、外立柱与水平桁架及钢板脚手板按组装图在地面上分段组装完毕后，用塔吊吊运到安装平台上进行其他部分组装。

4.4水平桁架安装

水平桁架采用C型钢横杆、角钢立柱及斜杆组成，C型钢腹板冲有间距100 mm孔，用M16螺栓安装在导轨内侧和外立柱外侧，安装高度需符合组装设计要求。

水平桁架的组装要根据附着升降脚手架的各立面图标注的内外桁架水平长度和距离进行选件组装，不得错用和随意替换，桁架端部距竖向主框架中心间距必须符合图纸要求。

当脚手板为钢板网时，C型钢横杆中部位用φ16 mm螺栓拉杆拉结，将横杆间距控制在808 mm，螺栓拉杆间距≤2m。

主框架吊至平台后需将各拼装单元组装成整体，用桁架连接角板将桁架连接成整体，用M16螺栓固定，桁架应平行于建筑物外墙，距离结构梁边为400mm。

4.5附着支承结构的安装

检测预埋孔位置是否符合明面布置图和预埋图，检查无误后，安装穿墙螺栓。墙体内側安装垫板，预紧螺母；墙体外侧安装附墙支座，附墙支座中心线与导轨及预埋孔中心线对齐，水平偏差≤30mm。附墙支座和垫板必须贴实墙体后方可拧紧穿墙螺栓螺母。穿墙螺栓禁止漏装、虚装；垫板垫实结构；螺母必须拧紧，拧紧力矩40～65kN·m，禁止松动。

4.6导轮组的安装

每套附墙支座均安装2套导轮组。导轮组用M22×50螺栓与附墙支座连接，禁止偏移、扭曲，水平偏差±5 mm。

4.7提升钢丝绳的安装

提升钢丝绳规格为φ9.5 mm，提升钢丝绳从滑轮底座上两个滑轮穿过，将钢丝绳嵌入滑轮槽中并保证滑轮转动，一端通过绳卡和锁具卸扣与钢丝绳提升梁连接，另一端穿过滑轮挂于电动葫芦下吊勾上，用绳卡锁紧。

4.8绳卡的安装

绳卡采用Y20，每端4个；绳卡安装间距要符合要求，见图1。绳卡螺栓、螺母应拧紧。

图1　绳卡安装间距

4.9智能荷载控制系统安装

智能荷载控制系统由智能控制器、荷载传感器、吊环、高强螺栓组装而成，安装在主框架的提升梁上，见图2。

安装时将高强螺栓及吊环螺纹处涂抹黄油，拧入传感器螺纹孔内，直至旋转不动为止。

图2　荷载控制系统

4.10电器及智能控制系统安装

1）主电缆线固定安装于附着升降脚手架电动葫芦操作层内侧防护钢网上，主电缆线应穿过电线套管并固定于同一高度内，分片处主电缆线预留长度应满足提升一层高度，电缆线接头必须利用绝缘防水胶布绑扎牢固；接线应牢固可靠，避免虚接、漏接。

2）电控柜应满足接零及漏电保护等安全要求并固定于架体主框架的框架提升梁附近，以方便操作。

3）附着升降脚手架避雷方法采用与建筑结构接地引下线连接的方式。

4）电动葫芦安装于提升梁的吊环上并安装防尘防雨罩，电动葫芦链条要保持清洁润滑，下吊钩调到底处时链条不得翻链、扭链，以保证葫芦下钩转动灵活。

4.11防护安装

附着升降脚手架底层安装操作层钢板，钢板采用折弯花纹钢板，钢板与结构之间缝隙用翻板盖严。翻板与底层钢板间用铰链连接，钢板采用M12×30螺栓与桁架的C型钢连接。操作层钢板需按钢板排图按规格安装。

1）防护钢网使用2 000 mm×1 000 mm钢板网，钢板网四边与角钢边框焊接。

2）防护钢网上下通过挂钩固定于竖向主框架外侧C型钢或桁架的凹槽内并用卡头将所有钢板网与C型钢或桁架固定。

3）施工过程中应及时清理钢板上杂物及混凝土。

4）防护钢网排布图应符合设计要求。

4.12集成式爬架防坠及防倾覆安装

4.12.1集成式爬架防坠原理及说明

附着升降脚手架防坠器的作用是当升降脚手架在非正常状态下坠落时能自动地托住导轨。导轨固定在升降脚手架上，防坠装置为铸钢件，安装在每个附墙支座内，防坠器利用摆阵原理，上升状态时，防坠器摆阵始终在导轨的防坠板内摆动，当突然下坠时托住导轨的防坠挡板，起到防坠作用；防坠装置与导轨上的防坠挡板构成防坠系统。附着升降脚手架在使用工况时，同时有3道防坠装置起作用，保证附着升降脚手架安全正常使用。应经常清理提升滑轮组里的杂物，以保证防坠装置动作灵活，见图3和图4。

图3　防坠系统

图4　防坠过程

4.12.2集成式爬架防倾原理和使用说明

附着升降脚手架的防倾功能是主要通过导轮组和导轨的共同作用实现的。建筑结构施工时按照预图纸进行孔洞预埋，附墙支座通过穿墙螺栓固定在建筑结构上，导轨与附墙支座用防倾导轮组连接，导轮组抱在导轨里，升降脚手架只能沿导轨上下运动而无法往里或往外倾倒从而起到防倾作用，见图5。

图5　防外倾原理

4.13防雷措施

集成式爬架是高耸的金属构架，是极易遭受雷击的对象，因此避雷措施十分重要。在建筑电气设计中，随着建筑物主体的施工，各种防雷接地线和引下线都在同步施工，当升降脚手架一次上升完成时，在升降脚手架上部操作层找一到两处，用厚度≮4 mm扁钢把架体与建筑物主体结构的竖向引下线接起来（焊缝长度应大于接地线直径的6倍），使架体良好接地，接电电阻值不得＞30Ω。

当升降脚手架处于下降状态时已处在主体结构防雷范围内，不再考虑防雷。

在每次架体提升前，必须将升降脚手架和建筑物主体的连接线断开，然后再进行提升。提升到位后，需及时回复连接线的连接。在施工期间如遇有雷雨，升降脚手架上所有人员必须立即离开。

5　集成式爬架安全检查与使用规定

5.1集成式爬架安全检查

升降脚手架搭设完成后首先应对架体进行整体检查，检查升降脚手架有无向内外倾斜、扭转、局部下沉或特殊部位有无较大变形等现象，如有应首先进行调整。调整完成后进行如下检查。

5.1.1升降脚手架材料质量检查

检查升降脚手架及提升机构材料有无断裂，损坏开焊等产品质量问题，检查提升机构有无材料代用。

5.1.2升降脚手架安装检查

1）竖向主框架间三角连接件及竖向主框架与水平承力桁架连接是否正确、牢靠。

2）竖向主框架、接头是否符合要求。

3）竖向主框架是否垂直并对中导轨。

（4）水平桁架是否水平有无变形。

5.1.3提升机

1）检查所有螺栓是否齐全、是否拧紧，特别是穿墙螺栓、接头连接螺栓、导轮组连接螺栓。

2）导轨是否安装垂直，有无弯曲变形。

3）附墙支座是否安装可靠，是否与墙面贴实。

5.1.4电动系统

1）电动葫芦质量是否完好，链条是否开裂；是否漏电、异常声音；电缆线是否绑扎、外皮是否漏电、是否通路、接头是否绝缘。

2）电控箱是否固定放置，防雨、防雷、接零、漏电保护功能是否有效。

5.1.5防护检查

防护钢网有无破损变形；断片处有无封闭安全网；底层操作层钢板及操作层钢板网是否到位，翻板是否连续封闭，是否严密有效。

5.1.6升降脚手架提升前障碍物检查

检查水平桁架与出料平台架有无连接或障碍；检查结构支模木方与升降脚手架是否干涉；检查从结构伸出的钢管与升降脚手架是否干涉，检查塔吊附着与升降脚手架是否干涉。

5.1.7防坠、防倾系统检查

1）检查防坠装置是否转动灵活、检查导轮组有无开焊和变形现象，导轨与附墙支座连接是否可靠。

2）检查可调卸荷斜拉杆是否安装到位。

5.1.8预紧电动葫芦

按提升点逐个预紧，同一个人检查，预紧程度要一致。

5.2集成式爬架使用规定

升降脚手架操作人员必须持证上岗并且经过公司的技术安全培训，进入现场应戴好安全帽，系好安全带，穿防滑鞋。

升降脚手架提升作业时禁止非操作人员上架施工，升降脚手架提升完毕后，按规定检查并填写检查验收表后，方允许非升降脚手架操作人员上架施工。

升降脚手架不允许超载使用或承受集中荷载。使用工况下升降脚手架允许3个操作层同时施工，但按所有操作层垂直投影面积计算，荷载最大6kN/m2。

升降脚手架上物料周转平台必须与建筑结构拉接卸荷，禁止荷载直接传递于升降脚手架。

升降脚手架使用时，任何人不能随意拆除升降脚手架零部件，升降脚手架专用构件不得任意用其他材料代用。

升降脚手架使用过程中禁止以下违章作业：利用升降脚手架吊运物料、在升降脚手架上推车、拉结吊装缆绳（索）、任意拆除结构件或松动连接件、拆除或移动升降脚手架的安全防护措施；塔吊等起吊物料时禁止碰撞或者扯动升降脚手架、禁止向升降脚手架操作层上倾倒施工渣土、禁止用升降脚手架支顶模板。

升降脚手架使用过程中，应每月进行一次检查，当预计停工一个月以上或遇5级以上大风时，应全面检查并采取加固措施。

升降脚手架使用过程中对螺栓连接件、升降动力设备、防倾防坠装置、电控设备等应进行使用过程中的维护保养。浇筑后清除导轮组、滑轮底座及操作层上的杂物；电动葫芦表面利用帆布或者塑料布包封，葫芦链条定期涂润滑油。

6　结语

采用集成式爬架代替落地式外脚手架、悬挑脚手架，大大缩短了工期、节省了人工及材料费用，具有良好的安全性能与经济性。

材料方面消耗量只有综合架的10%。操作环境良好，工人劳动强度小，人工消耗量比综合架低50%左右。集成式爬架代替落地式外脚手架、悬挑脚手架节约开支71.66万元。配有防坠落、防倾翻装置、同步故障监控等多重保护，安全可靠。不占用施工场地，安全维护面小，整个建筑外立面清爽干净。升降速度快，约两天就能升或降一层，并且不占用塔吊，有助于加快工期的总体进度。便于装饰装修工程的提前作业。检查与维护的工程量较小，一个人2h便可进行一次全面检查。

[1]JGJ 202—2010，建筑施工工具式脚手架安全技术规范[S].

[2]JGJ 80—91，建筑施工高处作业安全技术规范[S].

[3]GB50009—2012，建筑结构荷载规范[S].

□DOI编码：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.04.014

□刘坤、孔祥玉/中建二局第四建筑工程有限公司。

□TU731.2

□C

□1008-3197（2015）04-32-04

□2015-05-21

□葛川玲/女，1973年出生，工程师，中建二局第四建筑工程有限公司，从事工程技术管理工作。