异型变截面结构液压爬升脚手架施工技术

平潭海洋国际会展中心位于福建省平潭综合实验区，总建筑面积14.8万m2，包括展览中心、五星级酒店、会议中心、新闻发布厅等多个单体建筑。其中酒店地上25层，高99.9?m，按五星级标准建设，酒店及其配套建筑面积为43963.50?m2。

酒店塔楼采用钢筋混凝土框架–剪力墙结构，建筑平面为椭圆形，外立面中部鼓起，面积自下而上由小变大后又由大变小，其中12~14层为结构板外凸最大的楼层，从8层至12层结构梁板逐渐向外扩大，合计向外扩大约200?mm，从14~25层结构梁板逐渐向内收缩，合计收缩约500?mm。塔楼标准层层高3.65?m，特殊楼层层高4.2?m、5.1?m（图1）。

图1?平潭海洋国际会展中心酒店效果

1?施工难点

酒店塔楼原计划采用爬架做外防护系统，但由于圆形结构外立面变化大，各层结构外轮廓均不一致，爬架需斜爬，导致爬升过程困难。此外，平潭地区属多阵风地区，风压较大，年平均风速达6.9?m/s，全年7级以上大风日数为125?d，对爬架安全要求更高。若采用传统的悬挑式钢管脚手架，每隔三层需悬挑一段，每段需搭设3~4排脚手架，不仅增加安全隐患，而且搭设慢、成本高，不易控制离墙距离，常规附着式升降脚手架也无法满足因外立面收缩而产生变化的要求。因此，经反复研究、核算及考察，决定选用异型变截面结构液压爬升脚手架。

2?爬升脚手架系统的特点

本工程从塔楼7层开始预埋爬架预埋件，外架施工至8层结构结束后拆除至5层的底板面供安装爬架。由于安装爬架时，塔式起重机及施工电梯尚未安装，因此采用汽车式起重机配合安装。爬架在地面完成分片拼装，待8层结构底板面完成后开始分片吊装，施工至9层梁板时开始使用爬架至25层结构 完成。

塔楼爬架共设32个机位，分为16榀架体，每榀架体配2个机位，架体相互独立。由于结构边缘呈椭圆形，而爬架架体为平直结构，且随架体提升相邻架体间距离不断变化，为此在相邻架体间过道处使用跳板搭接于两侧架体走道板上，随爬架爬升调整搭接长度及角度。外侧防护使用可打开式防护网，爬升时向外打开，爬升完毕则关闭固定，以适应结构伸缩变形，以直代曲，消化椭圆形结构（图2）。

图2?架体间连接示意

根据结构伸缩变化调节导轨与结构间的距离及倾斜角度，爬架采用可调节支撑靴以解决爬架斜向爬升的问题。当爬架爬升至建筑中部结构最大处时，将下部支撑靴向外调节，上部支撑靴向内调节，使爬架由向外爬升转变为向内爬升，从而继续向上爬升（图3）。

图3?可调节支撑靴

爬架采用液压系统作为爬升动力，与传统采用单轨吊车作为提升动力的电动爬架相比，具有更高的安全性和综合经济性能。各液压千斤顶通过液压油管及电线与液压动力柜连接，集中供油，同步爬升。升降过程中仅活塞油缸做慢速直线运动，每次爬升后无需拆装搬运，设备不易损坏，稳定性和安全系数更高，比电动爬架承载能力更大，且操作简便、劳动强度小。

3?施工方法

爬架工艺流程如图4所示。

图4?爬架工艺流程

3.1?爬架地面拼装

爬架预先在地面完成拼装，以导轨做竖向结构， 爬升凸钩可将装置牢固地固定于悬挂靴和爬升靴中，通过导轨水平梁连接件连接导轨和上层平台横梁。操作平台竖向结构采用斜支撑加固，以导轨做竖向结构，爬升凸钩可将装置牢固地固定于悬挂靴及爬升靴中。导轨和架体水平横梁采用支撑导轨连接件连接；外侧立杆和内侧立杆连接到走道板横梁，由外侧立杆固定防护网用于各层平台外侧防护；架体下侧两层均为全封闭状态，走道板宽150?mm，前端350?mm翻板可保证与结构处于完全密封状态，架体最上层走道板半封闭，走道板宽850?mm。

3.2?预留预埋

根据架体排布图及结构图确定首层预留预埋位置，其他层根据现场实际情况逐层确定预埋爬锥的水平和垂直位置。在模板合模前固定预埋爬锥，浇筑混凝土时应注意防止预埋件位置偏移。楼板面准备浇筑混凝土时，按提供的机位布置图预留相应安装孔，结构板边处预留孔可使用内孔35?mm、壁厚大于2?mm的PVC管，管两端用宽胶布封住，以防混凝土进入管内堵塞预埋孔。预留的穿墙螺丝孔和预埋件应垂直于结构外表面，中心误差应小于15?mm。

将刚性悬挂靴锚固在结构上，以便在重新组模操作期间提供引导并传递荷载（图5）；将爬升靴锚固在导轨上，以便液压油缸提供动力推动、传递荷载（图6）。定位点和悬挂点均使用通用爬升锥，采用止动埋件和红头螺栓固定。为加强与楼板的连接，对拉丝杆两侧配双螺母，并在下侧加垫10?mm厚钢板。每个悬挂点须设有专属的独立锚固系统（图7）。

图5?刚性悬挂靴

图6?爬升靴

图7?悬挂方式

3.3?分片吊装

用塔式起重机提升预先组装的工作平台，借助稳定绳控制平台导向；将工作平台下放至顶部的悬挂靴压紧螺栓上的相应位置，使用个人防坠落系统 （PFAS）防止坠落（图8）。

图8?吊点示意

（a）侧视图；（b）正视图

3.4?安装液压系统

安装液压动力柜前打开外部防护网，做好准备工 作。液压动力柜固定在平台层，提升时须确保重心合适、稳定。使用位于动力柜角上的吊耳起吊液压动力柜，根据静态分析确定动力柜的位置，将电源线插到液压动力柜上，将手提式控制板连接到液压动力柜的开关盒上，并连接应力消除装置（图9）。

图9?液压系统安装示意

3.5?爬升过程

首次安装完成后立即安装翻板。待混凝强度达10?MPa后检查预埋孔并安装楼板支撑，进行施工爬升前的准备工作，收起所有翻板，打开防护网。爬升时打开外侧防护网，收起吊桥，通过架体与升降系统的相互支撑和交替附着实现爬升。爬升结束后及时放下吊桥，拆除下层支撑，并放下所有翻板，检查架体，确认无误后方可上人施工。

3.6?防台风措施

平潭地处海岛，大风压加大了高层建筑应用爬升脚手架的风险，为此本工程采取了针对风雨天气的管理措施：（1）雷雨天气及六级以上大风应停止架上作业，同时安装限位座、水平支顶拉接钢管等安全装置；（2）遇强风时需对架体顶部进行拉结，并减小顶部迎风面积；（3）在与结构拉结位置的楼板上开孔，利用现场钢管对穿与板面拉结；（4）经建模计算，在风力六级以下天气爬架自身结构即可满足受力要求，经拉结加固后可保证台风天气架体稳定。

3.7?防坠装置

用螺栓将防坠防倾装置与液压千斤顶连接，在液压提升操作过程中，提升装置与导轨上爬升凸轮啮合，向上推动整个装置。悬挂靴和爬升靴上均装有可拆卸活动向上的卡件，每次爬升后爬升靴和悬挂靴的卡件均可准确地卡入导轨上的空隙中，防止坠落（图10）。架体在三层结构楼层均匀分配受力，可有效防止下坠。悬挂靴和爬升靴上均安有可拆卸的引导件，连接悬挂靴和导轨，引导导轨在内运作，以防倾覆；同时还可控制导轨垂直度，保证导轨在可调范围内滑动向上，引导件可保证架体左右、前后倾斜适度。

（a）

（b）

图10?防坠装置

（a）细部；（b）整体

3.8?爬架拆除

拆除爬架时，在吊离液压动力柜前打开外部防护网，做好准备工作，将提升锁链连接到架体的提升吊环上，以防止架体倾翻。拆除勾头螺栓，将架体从主体结构上吊离，放下并拆卸架体板块，架体吊至地面后进行拆解。

4?结束语

平潭海洋国际会展中心塔楼施工中，使用异型变截面结构液压爬升脚手架，解决了高层建筑异型结构外防护的问题。通过采用多机位及打开式防护网，将曲线化为直线，降低了施工复杂程度，达到缩短工期、节约成本的目的。施工过程中经历了7次台风及8次暴雨天气的考验，证明了其安全可靠。