摘要：结合某纺锤形超高层工程施工实际，研究了集成整体爬升外脚手架在变角度斜向爬升及角部伸缩架体的关键技术改进，解决了常规垂直爬升架体无法适应纺锤形外立面变化的技术难题，保证了该超高层建筑结构顺利、安全、快速的实施，取得了较好的施工效果，可为其他类似工程施工提供借鉴。
关键词：纺锤形、超高层、整体爬升、外脚手架、改进应用
Improved Application of Integral Lifting Scaffold for Fusiform Super-highrise Buiding Construction
WANG Lei
China railway construction engineering group Guangzhou branch，Guangzhou 511400，China
近年来国内超高层建筑发展进入兴盛时期，各地纷纷建设完成一批极具代表性的标志性超高层建筑。集成整体爬升外脚手架具有较高的安全可靠性和经济适用性，且经多年来在超高层建筑施工实际应用过程中的技术发展，架体设计及制作工艺、现场组装爬升等方面均有了长足的进步，已成为较为成熟的施工工艺。但随着超高层建筑的逐渐发展，建筑结构及外立面造型出现了越来越多的变化，也产生了建筑外形各异的超高层建筑，极大增加了施工难度和技术挑战。因此对于例如本工程纺锤形外立面的异形超高层建筑，外爬升脚手架设计与施工均需进行特殊技术改进以满足施工的需要。
1、工程概况
本工程位于深圳市福田保税区内，工程办公主楼地上 68 层，建筑总高度 303.8m。标准层层高为 4.1m。避难层位于17、34、51 层，避难层层高 6.0m，结构类型为劲性框筒+伸臂桁架结构。外立面为独特的纺锤形造型，外 墙装饰采用玻璃幕墙。如图 1 所示。
图1 纺锤形结构应用外爬升脚手架爬升至顶实景图
结构特点：主体结构 3~17 层楼板边缘无变化，平面尺寸 43.2m×43.2m，爬架可垂直爬升；18~47 层随着楼层增高，外框架柱向外倾斜，倾斜角度约为1°，楼板边缘亦逐渐往外偏移；48~52 层楼板边缘无变化，平面尺寸为46.8m×46.8m（达到最大），；53~68 层随着楼层增高，外框架柱向内倾斜，倾斜角度约为1°，楼板边缘亦逐渐往内偏移，平面尺寸逐步缩小至 43.2m×43.2m。结构平面的 4 个角部为内径 2.4~4.2m 的圆弧形，平面示意如图2。
主楼结构边缘为120mm 厚的悬挑板，最大悬挑宽度约为 1m。随着楼层高度的变化，悬挑宽度也跟着变化。如图 3 所示，爬架架体附着于此结构上。
图2 主楼平面示意图 图3 爬架附着悬挑结构板
2、外脚手架方案的选择
集成式整体爬升外脚手架与其他类型脚手架相比具有明显的节省材料、节省人工、独立性强、保证工期、安全可靠等优点，一般为超高层建筑施工外脚手架的首选方案。通常按建筑平面布置、结构形式等工程实际情况组为分块提升单元，由标准脚手架架体、附着支承框架系统、提升设备、控制单元和防坠落装置等五部分组成，常规垂直爬升的脚手架架体设计及爬升工艺均较为成熟，外脚手架设计均大同小异，仅在架体框架材质及防坠落装置存在细微差别，本文不再赘述。
3、异形外立面结构应用爬升脚手架需通过技术改进解决的关键问题
本工程特殊的纺锤形外立面造成结构外边缘平面位置存在向外突出及向内缩回的变化过程，最大处48层结构外边缘相较17层突出约1.7m。故外脚手架架体爬升过程中需经历垂直爬升、向外倾斜爬升及向内倾斜爬升三种不同工况，通过技术改进以满足工况条件需要为关键问题之一。
外立面纺锤形造型变化由竖向外框架柱以一定角度向外向内倾斜及结构边缘悬挑板宽度变化实现，主楼平面尺寸亦逐层发生变化，由3~17层标准层43.2m×43.2m，逐渐变化至48层为46.8m×46.8m（达到最大）。围护外脚手架架体周长相应也逐层变化。普通爬升脚手架架体在组装完成后围绕建筑外墙的脚手架尺寸基本固定，不具备大幅调整的空间。因此需对架体进行技术改进，实现爬升过程中能适应结构平面尺寸变化，此为关键问题之二。
4、由垂直爬升调整为向外爬升技术改进措施
18~47 层随着楼层增高，楼板边缘逐渐往外偏移，为保证高层施工爬升脚手架沿 着楼板边缘向外倾斜爬升，待 16 层施工完毕，结构强度满足要求，在 16 层安装导座，提升高层施工爬升脚手架，提升到位后葫芦不松链。调整第 16 层导座的三角铁件前后调节螺栓（附墙导座构造图如图4所示），并使用顶撑将第 16 层导座及三角铁件往外顶出 75mm；第 15 层的导座及三角铁件固定牢靠；调整第 14 层导座的三角铁件前后调节螺栓，使用手拉葫芦将 14 层导座及 三角铁件往内拉 75mm。然后固定好 14、16 层的导座。调整角度为 1.05 度。如图 3.5 中图 2 所示。此时斜爬角度为 1.05 度，以此角度继续提升，完成 34 层的施工防护。架体向内倾斜爬升基本为反向操作，不再赘述。
图 4附墙导座构造图
图5由垂直爬升转换成向外倾斜爬升侧立面示意图
5、架体伸缩技术改进措施
18-48 层楼板边缘逐渐往外偏移，四个转角逐渐变大，53-68 层楼板又逐渐往内收缩，四个转角逐渐变小。
改进前施工爬升脚手架组装完成后，环绕建筑外墙的整体脚手架周长尺寸是确定的，其不能随外墙的变化而变化。若局部需进行调整，需要施工人员对架体尺寸及脚手板大小进行人工调节，增加了作业人员劳动强度，且往往为高空作业存在一定的安全风险。因此有必要改进设计在爬升过程中能围绕外墙、不需人工复杂手动操作就能很好的适应建筑主体结构变化的可伸缩架体，以适应纺锤形结构角部的变化。
本工程在保持现有架体框架设计的基础上，在四个转角处各布置 2 个 2.0 米单向伸缩架、1 个 2.0 米双向伸缩架，采用销轴、销钉等连接。当转角变大时通过调节伸缩外框架向外倾斜角度，伸缩内外框架逐渐相对脱离拉伸。爬升标高就位后，使用阶段采用销轴、销钉等将内外框架再次固定；当转角变小时通过调节伸缩外框架向内倾斜角度，伸缩架往内缩。如图6、7所示：
图 6伸缩架构造示意图
图 7 伸缩架立面示意图
6、结语
通过对常规垂直爬升脚手架在斜向爬升及角部伸缩架体的两项关键技术改进，在保证施工安全的前提下，使得集成式整体爬升外脚手架很好的适应了纺锤形结构的外立面变化，相较传统钢管扣件式脚手架大幅缩减了工期和材料消耗量。本工程的实际应用对近年来越来越多非常规造型或异形超高层建筑施工时外脚手架体的选择应用有较强的借鉴和参考意义。
参考文献：
1、高佑家.高层建筑附着式升降脚手架施工技术研究.建设科技，2016（6）：114.
2、胡国标，彭剑尧，夏文韬.TS_01型附着式升降脚手架在高层建筑施工中的应用.福建建设科技，2014（1）：49—50，48
作者简介：
王磊 男 出生年月：1977年11月，学历：本科，职称：高级工程师
详细通讯地址：广州市番禺区番禺大道北天安节能科技园29#楼中铁建工集团广州分公司
邮政编码：511400
论文作者:王磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/27
标签：脚手架论文; 纺锤形论文; 结构论文; 伸缩论文; 楼板论文; 向外论文; 高层建筑论文; 《基层建设》2019年第1期论文;