复杂建筑外立面爬架深化设计及施工技术的应用

1 工程概况

广州市某项目为地铁上盖商住综合体项目，其中包括6栋高层住宅楼及1栋高层办公楼，可建设用地面积为58 027 m²，建筑面积48万m²，1号、2号住宅楼共48层，建筑高度149.1 m，3号、4号住宅楼共44层，建筑高度138.5 m，5号、6号住宅楼共40层，建筑高度127.05 m，8号办公楼共33层，建筑高度168.5 m，均在标准层以上使用爬架。

其中，3~6号楼均在15层进行连体合并，其他高层楼栋在避难层存在结构外扩及结构内缩等边缘变化，使得爬架在变化部位必须进行二次装拆。其次，由于住宅楼存在复杂立面结构，包括采光井部位、阳台及室外施工电梯部位等特殊部位，使得爬架在深化设计及施工过程中的操作难度较大。

2 重难点分析

（1）1~6号住宅楼外立面避难层存在结构变化，15层以上为连体结构，其中部分结构楼层存在结构外挑及结构内缩形式，优化结构变化部位爬架的使用，减少技术间隙时间及成本是应用的难点。

（2）1~6号住宅楼建筑外立面较复杂，采光井空间有限，阳台位置有效附着距离过长。如何优化爬架特殊节点位置附墙支座数量和支座形式，减少投入成本，提高回收率也是本工程爬架深化设计重点。

（3）8号办公楼15号、25号避难层存在较大区域的结构架空，层高达到8.15 m，爬架在此两层架空区域存在无结构附着等情况，增加相应固定措施也是本工程爬架深化的一重难点。

（4）根据进度计划，工期相对较紧，为实现各工序穿插及高处作业防护安全，对爬架过程中高标准和规范化的管理是爬架应用的重点。

3 爬架深化设计与施工具体措施

3.1 细部节点深化与施工

（1）由于结构特殊性，在爬架与施工升降机使用、提升过程中，为保证施工升降机与爬架装配施工，提高安全稳定性，爬架开2层洞口，施工升降机仅能进到N–3层（爬架底部结构一层），洞口上方架体，在第四步走道板内外安装桁架，加强加固洞口，洞口两边采用防护网封堵防护（图1）。

图1 施工电梯与爬架的位置关系

（2）塔式起重机附墙与爬架深化设计，为了保证塔式起重机附墙位置和爬架的穿插，减少高处坠落的风险。在深化设计过程中，对塔式起重机附墙位置应使用翻转形式的走道踏板，将此走道踏板设置在架体每层的附墙位置，当爬架爬升时，打开下一层与塔式起重机附墙冲突的防护网片且固定，下一层的走道板拆除。

在爬升时，爬架即可顺利通过该位置塔式起重机附墙的走道板及防护网片，爬升完成后，将走道板、防护网缺口重新安装，防护外网关闭，形成防护。

架体横向稳固杆设置在N、N+1层遇到塔式起重机附墙位置打开。爬升后，立即将所有翻转的走道踏板与横向稳固杆恢复到位。爬升时与塔式起重机附墙冲突的防护网片，应朝外翻转避开冲突位置，待爬架爬升完成时，将此位置立即翻转恢复，在第六步走道板上侧安装桁架加强加固（图2）。

图2 塔式起重机附墙位置翻转踏板

（3）结合工程结构特点，高层住宅楼有全剪外墙、采光井、门窗、阳台等细部节点，为了满足附墙要求及安全性，共深化出3种附墙形式，包括直接附着剪力墙（梁）、采用刚性加高座附墙、采用槽钢加高座+斜顶杆附墙3种。直接附着剪力墙（梁）：附墙支座直接与剪力墙（梁）贴合，通过两根附墙螺栓上紧，直接附着剪力墙（梁）示意如图3所示。

图3 直接附着剪力墙（梁）示意

采用刚性加高座附墙：当遇到机位位置有飘板，附墙支座无法直接附着于建筑结构，需在附墙支座与建筑结构之间增加刚性加高座。刚性加高座与建筑结构采用两根附墙螺栓上紧，而附墙支座与刚性加高座采用两根附墙螺栓上紧（图4）。

图4 刚性加高座附墙示意

阳台特殊节点部位采用槽钢加高座+斜顶杆附墙（图5）。

图5 槽钢加高座+斜顶杆附墙示意

高层住宅楼阳台位置及周围部分有效附墙较长，若采用普通附墙支座不能满足受力要求以及安全性，为了保证使用功能性，采用强度高、刚度好的钢架，由型钢焊接而成，分为常规标准附墙支座和特殊加长附墙支座，使用2个M30螺栓通过建筑预留孔固定在建筑上。同时根据建筑结构受力情况分析，爬架附墙支座处结构，需主体结构设计单位进行复核加强，满足附墙处结构受力要求，保证结构安全性及使用性。

3.2 结构变化部位爬架深化与施工

（1）本工程3~6号住宅塔楼建筑结构于15层两个单体楼变化连体楼形式，建筑外立面框线位置，如图6所示。

图6 建筑外立面示意

15层结构变化位置使用悬挑工字钢或简支梁平台作为支模架基础，完成高空支模要求。爬架在3~14层，使用两套独立的爬架，当爬架提升到14层时，需要拆除悬挑结构与连体结构支模平台影响提升的部分架体（图7）。

图7 爬架与支模平台冲突拆除工况

拆除范围共4处，通过塔式起重机将架体吊放在指定区域地面上，然后拆散架体，将架体材料分类堆放，设置隔离线做防护，并明确位置设置告知牌，待进行二次组装。上述位置拆除架体后，爬架邻边防护及时恢复完善，建筑结构的窗洞及时做临边防护，设置明显的安全警示标志，进一步加强现场施工人员的安全意识，如图8所示。

图8 架体部分拆除后的防护

在悬挑平台搭设验收合格后，爬架将利用搭设的悬挑平台作为外架（防护架）兼作抄平架进行二次组装架体，随建筑结构浇筑进度逐层安装，直至架体全部安装完毕，继而与原有架体整体提升防护建筑结构，且爬升防护至屋面层。

（2）1~2号住宅塔楼由于结构47层存在外突，而48层内缩。以内缩点作为分界线，将爬架架体分为若干段。若48层没有收缩且能附着机位的位置，将继续采用爬架防护，按照防护示意，架体比建筑结构高出不低于1.5 m，符合相关的规范要求；在结构收缩位置，爬架继续防护47层，并采取相应的临时拉结措施来加强结构稳定性（图9）。

图9  47层爬架防护剖面示意

（3）8号高层办公楼结构15层为避难层，结构西南面及东北面大区域出现结构架空；结构25层为避难层，结构西北面及东南面大区域出现结构架空，此处机位在架空区域无结构附着，故此机位处设置特制立柱辅助爬架顺利提升，独立钢立柱为6 m，使用L125×125×14角钢做主龙骨、L60×60×6角钢@600 mm做缀板和20 mm钢板做埋件板，钢立柱采用全焊接形式，焊缝高度为6 mm。钢立柱斜拉杆采用102×10 mm钢拉杆进行拉设，拉设至结构梁上，水平拉杆采用8号槽钢和10 mm钢板焊接，如图10所示。

图10 钢立柱示意

特制钢立柱锚固在结构边梁上，钢立柱两边分别与结构和架体进行斜拉加固。钢立柱与水平附墙结合使用，竖向最大压力为28.87 kN，斜拉杆最大拉力65.86 kN，主要在避难层使用。

4 结束语

复杂外立面的高层建筑爬架前期方案深化工作尤为重要，且应用较为复杂，其涉及施工环节也较多。通过对施工升降机、塔式起重机附着、支座优化、结构变化等部位爬架深化，大幅降低了应用过程中的技术间歇时间，保证了实际施工的操作安全，提高了爬架应用过程的整体效率。