超高建筑施工整体提升式防护屏蔽架的技术分析

超高建筑施工整体提升式防护屏蔽架的技术分析

沈育波

身份证件号码： 33048319861024**** 浙江桐乡 314500

摘要：为了应对超高层建设阶段脚手架体系密封性不足、适应性偏差、不能实现顺利升降或者升降操作过程极为繁琐等现实问题，本课题开发了一种新型整体提升式防护屏蔽架平台，进行模块化的结构层设计与测算分析，并对其具体应用方法展开较详细严重，该种施工工具能较好的满足超高建筑施工的现实需求，有一定推广与普及价值。

关键词：超高层建筑；脚手架；防护屏蔽层；施工技术

引言

现如今，人们给予高层及超高层建筑施工情况较高重视，外部脚手架是高层建筑施工阶段的常用机具之一。架手架工程和建筑施工过程安全、质量、进度及成本控制情况密切相关。在超高层建筑内，因高度的约束，传统的外脚手架应用时暴露出搭设难度大、危险系数高、材料耗用量多及周转缓慢等不足。整体脚手架是近些年新开发出的一种施工平台体系，在超高层建筑施工领域表现出较高适用性，其中带有屏蔽功能的整体提升式脚手架，能使建筑施工的密闭性与安稳性得到更大保障。

1. 整体提升式防护屏蔽架平台

本文规划设计出了一种新型防护屏蔽架平台体系，为使本平台系统在工程建设中有较高的实用性，完善了“平台系统—子系统—构件”结构层级。本结构体系把构件设定为平台系统的基础功功能与结构单元。不同构件之间紧凑衔接，组合成为一体，最后促成了具有特殊功能的子系统。不同子系统之间在功能与结构方面建设衔接关系，共同构成了屏蔽架平台系统。整个平台使用了模块化设计办法，能够依照超高层建筑临界样态与规格尺寸，拼装一副或者数副平台架体，进而增强自身对多样化结构样态与超高结构变形提出的要求，图1是本平台结构体系结构图^[1]。

图1 平台结构体系结构图

2、结构设计

2.1工况计算及荷载分析

具体是参照平台体系的具体化施工操作流程，全面分析工程建设中的各种现实问题，把计算工况细化为施工、提升及大风停工工况，本文主要分析如上这三种施工工况下的结构。

当整体防护屏蔽架处于作业状态下，底部承重拉结承受着纵向荷载，水平荷载以水平拉结为载体传送至结构内。而在提升工况下，提升钢丝绳承受着纵向荷载，在防倾斜装置的协助下水平荷载被传送至结构内。大风停工工况下，依靠底部承重拉结装置承受着纵向荷载，基于水平拉结将水平荷载传送至结构。其中，顶部踏步层和结构两者之间构建了可靠关联性，拉结钢管和永久结构的固定情况一定要符合工程设计强度要求，各层都需要增设抱箍位点。

参照现行的规范与标准要求，该平台体系主要包括恒载、活载、风荷载三种类型的荷载。

恒载基本上是各个子系统构件以及安固在架体上方的他类设施、装备的自体重量；活载主要由工人、建设材料及各种施工机具重量构成。在测算过程中给予平台安全性较高重视，依照顶层施作情景测算各层荷载，于施工、提升工况下各层活载对应值分别是3kN/m²、0.5kN/m²，而在大风停工工况则无需考虑施工活载。依照外脚手架施工操作过程对安全提出的要求，在高空风压低于6级风压时，本课题规划设计出的屏蔽架能够正常运作爬升，依照风压为7级时对其进行测算检验;大风停工工况下，依照12级台风风压对其进行复查审核。钢丝网板是该屏蔽系统屏蔽构件的主体，其开孔率＞70%，透风性优良，通常取挡风系数为0.5进行设计测算，为使平台体系运作安稳性得到更大保障，本文取挡风系数0.8去分析结构。般取0.5进行设计计算，为偏安全考虑，本研究取0.8进行结构分析，严格依照相关规范要求组合荷载效应。

2.2屏蔽架体结构的有限元分析

依照于设计出的屏蔽架体结构与材料，建设相对应的有限元模型（见图2）^[2]。

图2 有限元模型

在施工、提升与停工工况中，屏蔽架体结构的最大应力比依次是0.72. 0.68. 0.74。综合分析，以上3种工况的最大应力比都集中出现于水平连系杆件上方。架体构造变形量最大值依次是11.3mm、10.9mm、8.8mm，都处于脚手架中间部位最上方。承重或者提升系统的最大纵向反力依次是58.4kN、45.5kN、39.4kN;水平附着拉结的水平反力最大值依次对应18.1kN、17.5kN、21.8kN。以上检测出的各项指标均和现实施工设计要求相吻合。

2.3验算部分构件单体

针对架体和建筑体之间衔接的拉结钢梁，其需承受着来自承重系统传送的纵向荷载与防倾系统传递的水平荷载，受力模式见图3^[3]。

图3 拉结钢梁受力图

在计算纵向、水平荷载时均要取最大值，进而获得其对应的支座反力F₁、F₂的最大值，分别是26.0kN、85.8kN。钢梁的最大应力、变形分别是126MPa、1.038mm，以上指标的检测值均符合现实应用需求。参照如上的主要测算结果，可以确定整体屏蔽架的结构设计符合施工安全性、稳定性指标要求，在多种施工状况下表现出较高适用性。

3、具体施工技术方法

3.1拼装拆除时

屏蔽架拼装过程中遵循着“拉结在前，拼装在后；下方在前，上部在后”的原则。在正式拼装前，指派技术人员将拉结钢梁精准的安装在相应的结构层上，随后方可以步入至架体吊装工序中。具体是按照从下方到上方的次序吊装架体，在第1节架体吊装效果达标以后，参照设计图纸衔接承重系统，使纵向荷载传递的有效性得到一定保障。按照一定次序吊装上部架体过程中，工人要实时做好和

拉结钢梁的水平衔接操作，并且力争尽早构建出并及时形成防坠系统。从宏观层面上分析，拆除便是系统拼装的逆向过程，“先装后拆、后装先拆、从上到下、有序施作”是拆除遵照的整体原则。具体施工实践中，不管是拼装还是拆除，严禁架体中存有堆载、可移动式装置及工人。在即为特殊的环境下，明确要求不可开展拆除作业。

3.2施工时

在该阶段中，准许工人可以在架体各个层面上开展各项正常的施工操作，理论上要求防护屏蔽架不可以出现堆载情况。如果突然遭遇大风等恶劣环境条件，则要组织工人及时衔接全部的拉结部位，借此方式提升其方位的稳固性。在极为特殊的工况下暂停施工活动，同时对架体上方各个可移动装置进行加固处理。

3.3提升时

通过规范化检测确定第2、3、4施工层结构强度养护到设计水平，要开展第5施工层施工活动时，预示着就可以进行提升作业。在提升过程推进时，要先合理的衔接提升系统内的各个构件。先稳固连接提升钢丝绳预提升吊绳，确保由下方环绕过提升滑轮组以后，将其连接到第3施工层拉结钢梁的上方，检验防坠系统的安稳性及运转过程是否正常推进，通过检验后将第2施工层拉结钢梁安置的承重系统构件松开，断离第1施工层的连接健。在同步提升控制装置的准确调控下，利用提升吊机完成提升吊绳的回收任务，驱动防护屏蔽架体朝向上方运作过程。在确认每次向上提升1层以后，二次衔接承重系统构件，松开提升钢丝绳，结束提升作业。

结束语：

当下，我国超高建筑结构形式朝着多样化方向发展，建筑施工质量要求更加繁多，挑战更为严峻。为弥补传统脚手架体系应用阶段密封性差、整体性与适应能力偏低等问题。本文基于模块化的结构层级设计、数值仿真模拟等过程，设计出一种新型的整体提升式防护屏蔽架，并对其施工技术方法进行分析，证实了其敏捷性、安全性、低成本性，有推广价值。

参考文献：

[1]朱钦. 扭曲缩放超高层建筑外防护架设计及安装施工技术关键技术[J]. 百科论坛电子杂志, 2019, 000(005):135-136.

[2]刘光明. 超高层建筑附着式提升脚手架的管理与控制[J]. 建材发展导向, 2019,41(1):206-207.

[3]佳 史. 狭小空间超高双向倾斜门式刚架体系施工技术[J]. 建筑技术研究, 2020, 3(2):123-124.