爬架在结构跃层处临时附着施工技术研究

爬架在结构跃层处临时附着施工技术研究

李颖辉孙大鹏方向张宪荧王志美

中建一局集团建设发展有限公司，广东 深圳 518000

摘要：目前附着式升降脚手架一般应用于高层、超高层建筑，要求建筑外立面造型无太大变化，结构形式简单，但对于一些局部造型复杂、结构变化较多的位置往往需要一些辅助措施来保证爬架的顺利爬升。针对跃层楼面内缩情况，为保障该部位爬架能正常附着在结构上，顺利爬升和使用，在楼面内缩部位增设临时钢结构。

关键词：错层爬架型钢附着；结构变化；临时附着；爬架跃层受力

引言

高层或超高层装配式建筑的外防护架选型基本上采用附着式升降脚手架形式，附着式升降脚手架一般附着在主体结构上，但针对建筑结构变化的位置常常需要考虑爬架在爬升过程中的附着问题，例如因为某些层建筑外形突变，结构内缩尺寸过大导致爬架无法附着在主体钢筋混凝土结构上，这样就需要采取一些临时措施进行爬升过程中的过渡，以保证爬架正常的爬升。

1 结构概况

本次研究项目为深圳职业技术学院北校区一期综合楼，总建筑面积39782.03㎡，建筑高度95.90m，地上25层，5-25层为标准层，层高3.6m，结构形式为框架剪力墙结构，标准层5-25层实施装配式，标准层施工外防护架采用附着式升降脚手架。

本次结构外立面最主要变化的地方均体现为结构内缩外伸交替变化，影响爬架爬升的有以下两个部位分别是：

（1）4-5轴/L-K轴从7层开始每三层内缩，然后下两层出现（即N层、N+1层、N+2层内缩，N+3层、N+4层外伸，其中N=7、12、17、22），结构内缩深度1500mm、长度2850mm。

（2）10-12轴/L轴-K轴+1.3m区域从16层-21层（17层-21层结构楼面内缩），22层出现，内缩深度4450mm、长度范围4700mm，共计内缩变化5层。

因为爬架体系要保证安装、使用、拆除各阶段竖向垂直一致，外侧结构梁、板、墙、柱的变化会直接影响爬架体系的附着情况。如果变化深度不大于1800mm，可采用活动大翻板形式；如果变化尺寸大于1800mm且无法进行附着的情况，要采取措施保证支座安装。根据《建筑施工用附着式升降作业安全防护平台》JGT 546—2019，架体使用阶段必须保证3个支座附着，且高度不应大于5倍层高，对于净高小于7m的跃层，可采用钢立柱进行临时附着点[1]。本工程10-12轴/L轴-K轴+1.3m区域结构无法采用大翻板，跃层净高大于7m，无法采用钢立柱。而且，本工程此处跃层处为5层，是个直角位置，无法单独设置简支钢梁来保证爬架附着[2]，需要采取临时整体钢结构措施保证爬架附着。

2 爬架设计概况

本次附着升降式脚手架采用全钢爬架，爬架高度16m，防护周长202m，爬架机位共51个，走道板间距2m，机位平均间距5m，防护起止楼层5层-25层（20.05m-95.65m）。

3 变化位置的处理方案

针对10-12轴/L轴-K轴+1.3m位置的连续变化，在此角部位置设置临时钢结构，本次钢结构设计钢梁、钢柱对接焊缝为一级焊缝，钢柱、梁均采用HW250×250×9×14热轧H型钢，材质为Q235B，为保证支座位置处钢结构偏心受力安全，本次共设计三根钢柱，各钢柱中心位置均与附墙支座中心位置一致，此外提升挂座位置偏移附墙支座300mm设置，提升支座位置均靠近钢柱内侧，避免固定在钢梁铰接位置。

4 设计方案复核

根据以上设计方案以及爬架提供的荷载数据进行受力复核，本次结构安全等级为二级，结构重要性系数为1.0，钢材型号为Q235B，混凝土强度等级均按照C30取值。

4.1 支撑布置方案

根据爬模架具体位置及其与结构位置关系，支撑梁柱采用框架形式，支撑梁跨度最大为4550mm，共计设置5层，支撑钢梁一端与支撑钢柱连接，另一端通过预埋件与原结构连接。支撑钢柱高度均为3600mm一层，共计五层，立柱通过预埋件铰接在楼板上。

爬架支撑体系采用建筑结构分析与设计软件MIDAS-Gen2014进行计算分析。

4.2 荷载条件

爬架高度方向的附着共附着三次结构，依据爬架的垂直、水平力作为荷载条件，同时考虑爬架挂座的偏心影响造成的附加弯矩，分别按照正常使用极限状态和承载能力极限状态进行分项系数组合，考虑支撑结构与原结构均通过埋件进行连接，计算模型设置成铰接，变界条件以及荷载条件如下。

4.3 杆件节点设计

根据支座反力图，分别选取剪力最大和压力最小两种组合作为埋件受力设计值，如下表所示：

表1 受力设计值

（1）埋板厚度

根据《混凝土结构设计规范》9.7.1条的规定，锚板厚度宜大于锚筋直径的0.6倍，受拉和受弯预埋件的锚板厚度尚宜大于锚筋间距的b/8。

，

此项满足要求。

（2）锚筋面积计算

根据《混凝土结构设计规范》中第9.7.2-3条，当有剪力、法向拉力和弯矩共同作用时，应按照下式计算：

As1==102.2mm2

As2==140mm2

6C14的面积大于上述两值，满足要求。

（3）直锚钢筋锚固长度

受剪和受压直锚筋的锚固长度不应小于15d，故此埋件锚筋锚固长度取300mm。

（4）节点采用焊接的焊缝计算

根据杆件支座反力，支撑钢梁端头最大剪力Fz=28.6 KN，采用《钢结构设计标准》，角焊缝强度设计值160N/mm2，采用8mm单面角焊缝，焊缝长度L=160mm。

焊缝强度计算：160×8×0.7×160=143.36 KN＞23.1KN，满足设计要求。

4.4 设计单位复核

以上内容经过设计单位复核意见如下：方案基本可行，但此部位的悬挑结构作为结构最薄弱点，以上钢柱支反力过大，应在支设钢柱底部5层结构（11至15层）设置回顶，保证竖向力的有效传递。

回顶材料采用Ф48×3.0钢管，背楞采用Ф48×3.0双钢管，每根立杆底部设置垫板，垫板材料采用18mm黑模板。

5 结语

本文通过对深圳职业技术学院北校区一期项目在综合楼爬架施工中的临时附着技术进行研究并通过现场的实践，形成总结。

利用临时钢结构可以解决爬架在结构变化位置无法附着的问题，保证爬架的有效地爬升，避免二次拆除、安装的施工麻烦，保证了关键工作工期。临时钢结构再爬架拆除后进行拆卸，不破坏原有结构实体，剩余材料可适用于工程其他部位，经济节材。

参考文献：

[1]刘嘉锋,张经纬.大净空结构施工中的爬架层间附着技术[J].建筑施工,2021,43(2):236-238.

[2]肖星星,孟珊,秦湜,等.特殊结构爬架附着拉结施工技术[J].建筑技术开发,2021,48(16):2