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高层施工升降平台在超高层中的应用

2015-01-04 kjb 761

 

 

杂志名称:城市建设理论研究》

刊登期号:2013年第6期
作者:王鹏

 

[摘  ] 在超高层建筑的主体施工中,高层施工升降平台以其机械化水平高、整体性强、安全快捷、一次作业多次使用等性能,与普通的钢管外架相比有明显的优势。本文以泉州浦西万达广场甲级写字楼为实例,详细介绍了高层施工升降平台的施工工艺及安全管理的注意事项,对类似工程有很好的借鉴作用。

[关键词] 超高层建筑,附着式升降脚手架,施工升降平台

 

1、工程概况

       泉州浦西万达广场位于泉州市丰泽区,工程规划总建筑面积约123.25万平方米,由大商业购物中心、五星级酒店、甲级写字楼、写字楼、商务酒店、室外步行街、住宅及底商组成。其中甲级写字楼总建筑面积172085.86㎡,有A、B两栋塔楼,地下室2层,地上45层,总高度186m,框架核心筒结构,外围护结构为玻璃幕墙。

        泉州浦西万达广场甲级写字楼从第4层开始使用折叠式高层施工升降平台做为外墙防护,升降平台架体结构脚手板步高为3.8米,共五层脚手板,脚手板步高与结构标准层层高一致,顶层为有利于待建层操作人员操作,顶层脚手板比待建楼层梁底低200-400mm,步高2.6米,高层施工升降平台架体总高16.5米,A、B塔各使用高层施工升降平台的周长为161.7米,爬升高度178.4米,各布置36个高层施工升降平台机位,分2组进行升降,平均跨度4.53m,最大跨度4.8m,使用高层施工升降平台架体折叠单元共76个,其中:2.4米折叠架48个,2.2米折叠架2个,1.8米折叠架26个。

2、折叠式高层施工升降平台特点

       折叠式高层施工升降平台是附着式升降脚手架的一种,其主要由折叠式钢结构组成的脚手架架体和升降系统等构成。其特征在于:

       1)改变了原附着式升降脚手架必须由主框架、水平支撑桁架和钢管扣件搭设的架体组成的传统做法。折叠式钢结构组成的脚手架是空间几何不可变体系的稳定结构,还包括定型钢脚手板、防护钢丝网、踢脚板、密封翻板等。

       2、架体结构全部在工厂制作,并在工厂内将其组装成折叠式结构,以便减小体积、利于堆放和运输,使用时在施工现场地面首先将折叠的脚手架单元快速打开并固定,再将多个已打开的标准折叠单元拼接为整体,同时将附墙固定装置、升降导向装置、升降设备等安装在折叠架内侧,然后整体吊装并于建筑连接结构就位,之后再接通电源,即可开始作业和升降。

       3)折叠式高层施工升降平台设有防坠、防倾覆装置,架体升降采用智能同步控制系统控制。本工程所采用的折叠式高层施工升降平台技术先进,含多项发明专利。

       4)可节约大量钢材,符合低碳节能环保、绿色施工的发展方向。

3、折叠式高层施工升降平台施工工艺

3.1 折叠式高层施工升降平台的预留预埋

       折叠式高层施工升降平台安装前需做好相应的预留预埋工作。主体施工时,需按照高层施工升降平台机位布置图预留相应安装孔,本升降架附墙固定导向座附墙螺栓采用M27螺杆,预留孔使用内孔32mm、壁厚大于2mm的PVC塑料管即可,并注意不要让混凝土流入管里,以防堵塞。穿墙螺杆孔洞预留位置尺寸,事先提供给操作班组,做好技术要求及交底,按要求预埋塑料管。提升上吊挂件采用M30螺杆,塑料管选择Φ35(内径)。在埋设时必须垂直于结构外表面,吊挂件附墙螺栓孔与导向件附墙螺栓孔相距400mm。注意预留孔中心到板底距离≥80mm;预留孔到梁底距离≥230mm,梁高小于450mm且配筋过小时应按特殊部位设计要求采用加强加固的技术措施;应保证每个机位每层的预留孔在同一垂线上,误差应控制在正负20mm以内,每个机位在同层的预留孔应基本在同一水平线上。

3.2 折叠式高层施工升降平台架体折叠单元的组装

       架体的组装按高层施工升降平台平面布置方案的布设图和分段吊装图的顺序逐段进行,组装具体要求为:从架体转角处端部开始,先在地面将架体折叠单元打开.并将脚手板与立杆用螺栓组件可靠连接好并拧紧,将挷实在折叠单元内的斜撑杆用螺栓组件将立杆和脚手板可靠连接并拧紧,将加强横杆靠外立杆处的二个螺栓全数安装并拧紧,使架体折叠单元构成可靠的空间承力桁架。

       在地面将已打开的高层施工升降平台单元按分段吊装要求将待吊装段的2到3个高层施工升降平台单元用螺栓组件连接好。

       在地面将导轨安装到高层施工升降平台内侧待安装处,装上导轨支架和上部卡座,然后在导轨下部待安装侧安装下吊点桁架,并将底层脚手板下吊点桁架相接处用手电钻钻2个直经13mm的孔,用螺栓组件对将下吊点桁架与底层脚手板固定好,再在导轨上部安装倒链挂座,将自动倒链电动葫芦主吊钩钩牢在下吊点桁架上,倒链端安装在倒链挂座上,拧动调节螺栓将链条适当张紧,将附墙导向座穿到导轨上并用扣件固定在导轨大约安装固定导向座的合适位置,最后在高层施工升降平台顶部脚手板上方约200mm处安装起吊吊钩。

3.3 折叠式高层施工升降平台架体折叠单元的吊装

       1)将塔吊小吊钩或吊车吊钩钩挂在安装架体折叠单元立杆上部孔内的四处U形螺栓吊环内。

       2)用塔吊或吊车起吊到平面布置图端部起点的机位处。

       3)校正架体折叠单元的两个方向的垂直度,同时应保证架体折叠单元内立杆内侧面距楼板外侧面戓墙面的距离为430±5mm,并保证架体折叠单元与楼板外侧面法向垂直。吊装到位校正好后立即安装下部二个附墙固定导向座,且在每个附墙固定导向座上平面处导轨上安装好二个定位承载扣件。

       4)检查附墙固定导向座已与建筑结构可靠连接,定位承载扣件已全部装好后,脱开塔吊吊钩,并将上部起吊吊钩拆除,准备下一吊的吊装。

       5)重复2条到4条的步骤,逐次进行其它高层施工升降平台吊装段的吊装。当新的吊装段而到待安装处时,应首先用导轴将待安装架段与已安装高层施工升降平台侧立杆的孔对齐连接好,一段每层脚手板间里外各连接二处,再按2条到4条的步骤进行安装。

       6)当吊装到平面布置图中连接板处时,用螺栓组件将连接板和外侧防护钢丝网与架体折叠单元牢固连接好后才吊装另一侧的架体架体折叠单元。

       7)当架体折叠单元吊装就位后,应将架体折叠单元的大小翻板均全部打开,实施底部密封和内侧防护。

       8)当吊装到端部或转角阳角处时,高层施工升降平台折叠单元对外的端部应在地面将端部封网用螺栓组件装在高层施工升降平台端部。

3.4 折叠式高层施工升降平台配电线路安装

       由于电动葫芦安装在高层施工升降平台底部,故配电线路按实际要求可铺设在第二层脚手板下部,配电线路的安装必须由专业电工按设计控制线路图安装,开关箱配置、保护接零、电缆敷设及防雷接地等按现行有关标准执行。

3.5 折叠式高层施工升降平台提升系

 


       智能提升系统由重力传感器、智能分机箱及由电动葫芦和上、下吊挂件、倒链装置组成,通过吊挂件固定在建筑结构上,形成独立的提升体系。

3.6 折叠式高层施工升降平台附墙固定导向座(转轮式防坠器)

       附墙导向座由固定导向件和可调动的导向滑套座组成,附墙固定导向座通过穿墙螺栓(M27螺栓)与结构砼固定,固定导向座可在水平方向微调,以适应预留孔垂线方向的误差,导向滑套座通过螺栓固定在导向件腰形槽上,可在前后方向调节与结构表面的距离,导向滑套座有两个滑套,导轨的“T”型翼缘的两根立杆插在导向滑套座中,两个滑套分别约束着导轨翼缘立杆,形成滑套连接。附墙固定导向座(转轮式防坠器)装置是一种用于高层施工升降平台、升降脚手架、升降机等高空坠落的转轮式防坠装置。目前,施工用升降脚手架、升降机等设备,在使用或升降运行过程中,有的无防坠安全装置,有的安全装置容易失效或成本较大,一旦发生意外,很容易造成高空坠落而发生重大人员和设备事故。本装置正是为了解决坠落事故的发生而设计的无能动全封闭免维修设备,防止施工现场工人装错而出再安全事故。本装置于工厂组装合格后组装于导座上,现场无需检查,防止了装错出现安全事故的可能。

       转轮式防坠装置应用“销齿传动”原理,将导座上的防坠转轮设计成类齿轮状结构,将导轨上的格栅式防坠杆设计成类似齿条的销型结构,通过防坠转轮和防坠杆的有机啮合传动,高层施工升降平台可缓慢上升或下降。当防坠转轮停止转动时,则导轨也就不能上下运动。

       导座上设置有滑槽,固定在结构上,导轨可沿导座的滑槽纵向滑动;高层施工升降平台在提升或下降过程中导座上的防坠转轮与导轨上的防坠杆啮合传动;当防坠转轮停止转动时,带有栅格式防坠杆的导轨就停止了运动。脚手架在缓慢提升时,导座上的防坠转轮与导轨上的防坠杆啮合缓慢正转;脚手架在缓慢下降时,导座上的防坠转轮与导轨上的防坠杆啮合缓慢反转。导座上的转轮式防坠器包括防坠转轮、转轮轴、轮轴座、滑键。防坠转轮与转轮轴配合的内圆柱面上开设有多个异型键槽;转轮轴固定在轮轴座上,轴上开设有径向滑槽,滑槽内设置有滑键,滑键工作时在防坠转轮的键槽外轮廓面作用下向上运动,在自身重力作用下复位向下。高层施工升降平台缓慢提升和缓慢下降时,导轨上的防坠杆与导座上的防坠转轮啮合传动,带动防坠转轮缓慢转动,滑键在防坠转轮的轮轴径向滑槽中相应地作缓慢的上下往复运动,防坠转轮可正常转动,高层施工升降平台正常提升或下降。当高层施工升降平台架体在升降过程中突然下坠时,导轨上的防坠杆带动防坠转轮反向转动,且转动速度突然加快,滑键的上下往复运动被破坏,滑键上端顶入防坠转轮键槽内,防坠转轮即刻自锁制动停止转动,防坠转轮上的外齿卡住导轨上与其啮合传动的防坠杆,防止高层施工升降平台继续坠落,从而起到防止架体坠落的作用。

      主要特点:结构简单,动作迅速,作用可靠;机械化自动动作,防坠距离短;主要动作部件密封安装,使用性能优越;自动适用性强,导轨外倾内翻在正常范围时防坠装置均运转灵活;单个机位上单点设置即可有效防坠,多点设置时互不干涉;与附墙导座一体 化设置,结构紧凑,体积较小。

      组成结构如图所示,导座2上的转轮式防坠器是由固定座20、防坠转轮21、转轮轴22、滑键23、定位销24、轮轴座25、调节器26等组成,通过螺栓副将其固定在剪力墙上,结构巧妙,简单合理,作用可靠。主要技术指标:单个转轮式防坠器的防坠荷载≥32 kN ;冲击荷载≥100 kN 。

      本装置结构简单、巧妙、机械全自动,全密封免维修,便于操作,当发生如转轮转动不灵活时,本装置在构件自重的作用下不失去安全防护功能、安全可靠性好。

3.7 高层施工升降平台施工电梯、塔吊附墙、物料平台处的处理

3.7.1人货电梯处的做法

一分彩        为方便施工人员进入高层施工升降平台,施工升降平台不与人货电梯相互干涉,高层施工升降平台在人货施工电梯处断开,高层施工升降平台与施工电梯井架间距在250mm左右,端部用钢网密封。或者采用人货电梯安装高度低与高层施工升降平台的办法处理。

一分彩 3.7.2塔吊附墙处的做法

一分彩        升降平台遇到塔吊附墙,采取留洞处理,将防护网临时拆除留洞,爬升时相应受影响的脚手板也临时拆除,爬升后再重新恢复。

3.7.3物料平台处的做法

       物料平台单独设置,不与升降平台任何部位及部件相连,荷载直接传递给主体结构。每栋塔楼每层设置4个,物料平台处升降平台同样采用留洞处理,爬升时物料平台相应上翻。

3.8 折叠式高层施工升降平台的升降

       高层施工升降平台在组装完成后要进行一次全面的检查。

一分彩        本高层施工升降平台的升降采用倒链电动葫芦升降,并配设专用电气控制线路,该电控专用线路设有漏电保护、错断相保护、过载保护、正、反转、单独升降、整体升降和接地保护,自动控制等装置,且有指示灯指示。线路绕建筑物一周架空布设在架体内。

       高层施工升降平台升降架提升程序:

3.8.1准备工作

一分彩        1)升降前应做好必须的准备工作,首先预紧提升链条,检查吊点、吊环、吊索情况,摆针式防坠器的情况,及密封板情况等,并对使用工具,架子配件进行自检,发现问题及时整改,整改合格后方可提升。

一分彩        2)上层需附着固定导向座的墙体结构的砼强度必须达到或超过10MPa方可进行升降,从上往下数的第二层结构砼强度达到15Mpa,第三层的砼强度达到20MPa。上层需附着预留孔或预埋螺帽件完好符合要求能满足及时固定导向座等。

       3)当每个机位的提升系统良好且固定可靠时,提升链条将张紧预定力,此时计算机将告知准备工作完成,可进行提升工作,否则应排除故障后重试。

3.8.2高层施工升降平台的提升

       经确认可以提升后,便可立即发出指令开始提升,提升时整栋楼的高层施工升降平台一齐提升,也可分组分区提升,当无故障报警自行停机时,可一次提升到位。

一分彩        当有故障时,应及时排除故障后再重新提升。提升过程中注意导轨垂直度,特别是顶部固定导向座应与其下的二个固定导向座同在一垂直面中并成一条直线,否则暂停提升进行调整。

       当提升到底部固定导向座离开导轨后,停止提升并将该固定导向座卸下移往顶部对正导轨处安装好,然后方可继续提升。

       提升快到位之前,应将所有定位用的固定扣件全数松掉。

       提升到位停机后,首先将密封板全数封闭好后再及时全数上好定位扣件,当部分扣件位置过高时,应在其下加上垫高件。定位扣件全数固定上紧后,便可进行卸荷工作。

3.8.3卸荷

一分彩        发出卸荷指令,提升链条将全部放松,连接在提升链条上的传(动)力倒链环链也随之放松,如定位装置连接可靠,则卸荷几秒内即可完成,否则,应重新固定再次卸荷 。卸荷完成后可取消传力钢丝绳与升降架的连接。

3.8.4倒链

一分彩        当取消传力倒链环链与升降架的连接后进行特殊构件的上移工作。所有机位可靠卸荷后,可进行倒链工作,倒链时电动葫芦电机反转,自动倒链系统将把传力倒链环链恢复到升降前的状态。上述几道程序完成后,即可关机、停机,一次升降便已完成,经再次复检后便可供下次继续使用。这样,整个一个完整的提升程序便已全面完成,再次升降时,只要重复上述的程序,架子便可进行新的一次升降。

4、结论

一分彩       折叠式高层施工升降平台实现了标准化、工具化、定型化。架体工厂化生产,施工现场展开装配,整体吊装就位,杜绝了同类脚手架搭设拆除过程中的高处作业。采用的转轮式防坠器技术先进,构造简单,结构紧凑体积小,承载力大,动作可靠,全封闭,使用寿命长,免维护,适合施工现场的各类环境使用,解决了此类脚手架防坠装置不可靠的问题。架体采用的一体化倒挂葫芦的提升装置,一次安装,降低了作业人员的劳动强度,实现了升降过程的机械化自动运行。折叠式高层施工升降平台技术先进,经济效益及现场应用效果良好,值得在超高层建筑的施工中推广使用。

 

参考文献:

      [1] 汤资源. 整体升降脚手架在高层建筑中的应用[J]. 广东土木与建筑.2001(12).

      [2] 崔文. 整体提升脚手架在施工中的应用[J]. 四川建筑科学研究.2005(04).

一分彩       [3] 胡曙海. 附着升降脚手架的工程应用研究[J]. 国外建材科技.2006(03).

      [4] 赵罗轩. 超高层建筑整体升降脚手架的施工[J]. 建筑施工. 2000(02).

作者简介:

     王鹏,男,1983年12月,中国建筑第二工程局有限公司深圳分公司,广东省深圳市深南东路2105号中建大厦22F,联系电话:13599901787,电子邮箱:215927359@qq.com

 

 

 

 

 

 

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