高層施工升降平臺在超高層中的應用

2015-01-04 kjb 742

 

 

雜志名稱:城市建設理論研究》

刊登期號:2013年第6期
作者:王鵬

 

[摘  ] 在超高層建筑的主體施工中,高層施工升降平臺以其機械化水平高、整體性強、安全快捷、一次作業多次使用等性能,與普通的鋼管外架相比有明顯的優勢。本文以泉州浦西萬達廣場甲級寫字樓為實例,詳細介紹了高層施工升降平臺的施工工藝及安全管理的注意事項,對類似工程有很好的借鑒作用。

[關鍵詞] 超高層建筑,附著式升降腳手架,施工升降平臺

 

1、工程概況

       泉州浦西萬達廣場位于泉州市豐澤區,工程規劃總建筑面積約123.25萬平方米,由大商業購物中心、五星級酒店、甲級寫字樓、寫字樓、商務酒店、室外步行街、住宅及底商組成。其中甲級寫字樓總建筑面積172085.86㎡,有A、B兩棟塔樓,地下室2層,地上45層,總高度186m,框架核心筒結構,外圍護結構為玻璃幕墻。

        泉州浦西萬達廣場甲級寫字樓從第4層開始使用折疊式高層施工升降平臺做為外墻防護,升降平臺架體結構腳手板步高為3.8米,共五層腳手板,腳手板步高與結構標準層層高一致,頂層為有利于待建層操作人員操作,頂層腳手板比待建樓層梁底低200-400mm,步高2.6米,高層施工升降平臺架體總高16.5米,A、B塔各使用高層施工升降平臺的周長為161.7米,爬升高度178.4米,各布置36個高層施工升降平臺機位,分2組進行升降,平均跨度4.53m,最大跨度4.8m,使用高層施工升降平臺架體折疊單元共76個,其中:2.4米折疊架48個,2.2米折疊架2個,1.8米折疊架26個。

2、折疊式高層施工升降平臺特點

       折疊式高層施工升降平臺是附著式升降腳手架的一種,其主要由折疊式鋼結構組成的腳手架架體和升降系統等構成。其特征在于:

       1)改變了原附著式升降腳手架必須由主框架、水平支撐桁架和鋼管扣件搭設的架體組成的傳統做法。折疊式鋼結構組成的腳手架是空間幾何不可變體系的穩定結構,還包括定型鋼腳手板、防護鋼絲網、踢腳板、密封翻板等。

       2、架體結構全部在工廠制作,并在工廠內將其組裝成折疊式結構,以便減小體積、利于堆放和運輸,使用時在施工現場地面首先將折疊的腳手架單元快速打開并固定,再將多個已打開的標準折疊單元拼接為整體,同時將附墻固定裝置、升降導向裝置、升降設備等安裝在折疊架內側,然后整體吊裝并于建筑連接結構就位,之后再接通電源,即可開始作業和升降。

       3)折疊式高層施工升降平臺設有防墜、防傾覆裝置,架體升降采用智能同步控制系統控制。本工程所采用的折疊式高層施工升降平臺技術先進,含多項發明專利。

       4)可節約大量鋼材,符合低碳節能環保、綠色施工的發展方向。

3、折疊式高層施工升降平臺施工工藝

3.1 折疊式高層施工升降平臺的預留預埋

       折疊式高層施工升降平臺安裝前需做好相應的預留預埋工作。主體施工時,需按照高層施工升降平臺機位布置圖預留相應安裝孔,本升降架附墻固定導向座附墻螺栓采用M27螺桿,預留孔使用內孔32mm、壁厚大于2mm的PVC塑料管即可,并注意不要讓混凝土流入管里,以防堵塞。穿墻螺桿孔洞預留位置尺寸,事先提供給操作班組,做好技術要求及交底,按要求預埋塑料管。提升上吊掛件采用M30螺桿,塑料管選擇Φ35(內徑)。在埋設時必須垂直于結構外表面,吊掛件附墻螺栓孔與導向件附墻螺栓孔相距400mm。注意預留孔中心到板底距離≥80mm;預留孔到梁底距離≥230mm,梁高小于450mm且配筋過小時應按特殊部位設計要求采用加強加固的技術措施;應保證每個機位每層的預留孔在同一垂線上,誤差應控制在正負20mm以內,每個機位在同層的預留孔應基本在同一水平線上。

3.2 折疊式高層施工升降平臺架體折疊單元的組裝

       架體的組裝按高層施工升降平臺平面布置方案的布設圖和分段吊裝圖的順序逐段進行,組裝具體要求為:從架體轉角處端部開始,先在地面將架體折疊單元打開.并將腳手板與立桿用螺栓組件可靠連接好并擰緊,將挷實在折疊單元內的斜撐桿用螺栓組件將立桿和腳手板可靠連接并擰緊,將加強橫桿靠外立桿處的二個螺栓全數安裝并擰緊,使架體折疊單元構成可靠的空間承力桁架。

       在地面將已打開的高層施工升降平臺單元按分段吊裝要求將待吊裝段的2到3個高層施工升降平臺單元用螺栓組件連接好。

       在地面將導軌安裝到高層施工升降平臺內側待安裝處,裝上導軌支架和上部卡座,然后在導軌下部待安裝側安裝下吊點桁架,并將底層腳手板下吊點桁架相接處用手電鉆鉆2個直經13mm的孔,用螺栓組件對將下吊點桁架與底層腳手板固定好,再在導軌上部安裝倒鏈掛座,將自動倒鏈電動葫蘆主吊鉤鉤牢在下吊點桁架上,倒鏈端安裝在倒鏈掛座上,擰動調節螺栓將鏈條適當張緊,將附墻導向座穿到導軌上并用扣件固定在導軌大約安裝固定導向座的合適位置,最后在高層施工升降平臺頂部腳手板上方約200mm處安裝起吊吊鉤。

3.3 折疊式高層施工升降平臺架體折疊單元的吊裝

       1)將塔吊小吊鉤或吊車吊鉤鉤掛在安裝架體折疊單元立桿上部孔內的四處U形螺栓吊環內。

       2)用塔吊或吊車起吊到平面布置圖端部起點的機位處。

       3)校正架體折疊單元的兩個方向的垂直度,同時應保證架體折疊單元內立桿內側面距樓板外側面戓墻面的距離為430±5mm,并保證架體折疊單元與樓板外側面法向垂直。吊裝到位校正好后立即安裝下部二個附墻固定導向座,且在每個附墻固定導向座上平面處導軌上安裝好二個定位承載扣件。

       4)檢查附墻固定導向座已與建筑結構可靠連接,定位承載扣件已全部裝好后,脫開塔吊吊鉤,并將上部起吊吊鉤拆除,準備下一吊的吊裝。

       5)重復2條到4條的步驟,逐次進行其它高層施工升降平臺吊裝段的吊裝。當新的吊裝段而到待安裝處時,應首先用導軸將待安裝架段與已安裝高層施工升降平臺側立桿的孔對齊連接好,一段每層腳手板間里外各連接二處,再按2條到4條的步驟進行安裝。

       6)當吊裝到平面布置圖中連接板處時,用螺栓組件將連接板和外側防護鋼絲網與架體折疊單元牢固連接好后才吊裝另一側的架體架體折疊單元。

       7)當架體折疊單元吊裝就位后,應將架體折疊單元的大小翻板均全部打開,實施底部密封和內側防護。

       8)當吊裝到端部或轉角陽角處時,高層施工升降平臺折疊單元對外的端部應在地面將端部封網用螺栓組件裝在高層施工升降平臺端部。

3.4 折疊式高層施工升降平臺配電線路安裝

       由于電動葫蘆安裝在高層施工升降平臺底部,故配電線路按實際要求可鋪設在第二層腳手板下部,配電線路的安裝必須由專業電工按設計控制線路圖安裝,開關箱配置、?;そ恿?、電纜敷設及防雷接地等按現行有關標準執行。

3.5 折疊式高層施工升降平臺提升系

 


       智能提升系統由重力傳感器、智能分機箱及由電動葫蘆和上、下吊掛件、倒鏈裝置組成,通過吊掛件固定在建筑結構上,形成獨立的提升體系。

3.6 折疊式高層施工升降平臺附墻固定導向座(轉輪式防墜器)

       附墻導向座由固定導向件和可調動的導向滑套座組成,附墻固定導向座通過穿墻螺栓(M27螺栓)與結構砼固定,固定導向座可在水平方向微調,以適應預留孔垂線方向的誤差,導向滑套座通過螺栓固定在導向件腰形槽上,可在前后方向調節與結構表面的距離,導向滑套座有兩個滑套,導軌的“T”型翼緣的兩根立桿插在導向滑套座中,兩個滑套分別約束著導軌翼緣立桿,形成滑套連接。附墻固定導向座(轉輪式防墜器)裝置是一種用于高層施工升降平臺、升降腳手架、升降機等高空墜落的轉輪式防墜裝置。目前,施工用升降腳手架、升降機等設備,在使用或升降運行過程中,有的無防墜安全裝置,有的安全裝置容易失效或成本較大,一旦發生意外,很容易造成高空墜落而發生重大人員和設備事故。本裝置正是為了解決墜落事故的發生而設計的無能動全封閉免維修設備,防止施工現場工人裝錯而出再安全事故。本裝置于工廠組裝合格后組裝于導座上,現場無需檢查,防止了裝錯出現安全事故的可能。

       轉輪式防墜裝置應用“銷齒傳動”原理,將導座上的防墜轉輪設計成類齒輪狀結構,將導軌上的格柵式防墜桿設計成類似齒條的銷型結構,通過防墜轉輪和防墜桿的有機嚙合傳動,高層施工升降平臺可緩慢上升或下降。當防墜轉輪停止轉動時,則導軌也就不能上下運動。

       導座上設置有滑槽,固定在結構上,導軌可沿導座的滑槽縱向滑動;高層施工升降平臺在提升或下降過程中導座上的防墜轉輪與導軌上的防墜桿嚙合傳動;當防墜轉輪停止轉動時,帶有柵格式防墜桿的導軌就停止了運動。腳手架在緩慢提升時,導座上的防墜轉輪與導軌上的防墜桿嚙合緩慢正轉;腳手架在緩慢下降時,導座上的防墜轉輪與導軌上的防墜桿嚙合緩慢反轉。導座上的轉輪式防墜器包括防墜轉輪、轉輪軸、輪軸座、滑鍵。防墜轉輪與轉輪軸配合的內圓柱面上開設有多個異型鍵槽;轉輪軸固定在輪軸座上,軸上開設有徑向滑槽,滑槽內設置有滑鍵,滑鍵工作時在防墜轉輪的鍵槽外輪廓面作用下向上運動,在自身重力作用下復位向下。高層施工升降平臺緩慢提升和緩慢下降時,導軌上的防墜桿與導座上的防墜轉輪嚙合傳動,帶動防墜轉輪緩慢轉動,滑鍵在防墜轉輪的輪軸徑向滑槽中相應地作緩慢的上下往復運動,防墜轉輪可正常轉動,高層施工升降平臺正常提升或下降。當高層施工升降平臺架體在升降過程中突然下墜時,導軌上的防墜桿帶動防墜轉輪反向轉動,且轉動速度突然加快,滑鍵的上下往復運動被破壞,滑鍵上端頂入防墜轉輪鍵槽內,防墜轉輪即刻自鎖制動停止轉動,防墜轉輪上的外齒卡住導軌上與其嚙合傳動的防墜桿,防止高層施工升降平臺繼續墜落,從而起到防止架體墜落的作用。

      主要特點:結構簡單,動作迅速,作用可靠;機械化自動動作,防墜距離短;主要動作部件密封安裝,使用性能優越;自動適用性強,導軌外傾內翻在正常范圍時防墜裝置均運轉靈活;單個機位上單點設置即可有效防墜,多點設置時互不干涉;與附墻導座一體 化設置,結構緊湊,體積較小。

      組成結構如圖所示,導座2上的轉輪式防墜器是由固定座20、防墜轉輪21、轉輪軸22、滑鍵23、定位銷24、輪軸座25、調節器26等組成,通過螺栓副將其固定在剪力墻上,結構巧妙,簡單合理,作用可靠。主要技術指標:單個轉輪式防墜器的防墜荷載≥32 kN ;沖擊荷載≥100 kN 。

      本裝置結構簡單、巧妙、機械全自動,全密封免維修,便于操作,當發生如轉輪轉動不靈活時,本裝置在構件自重的作用下不失去安全防護功能、安全可靠性好。

3.7 高層施工升降平臺施工電梯、塔吊附墻、物料平臺處的處理

3.7.1人貨電梯處的做法

       為方便施工人員進入高層施工升降平臺,施工升降平臺不與人貨電梯相互干涉,高層施工升降平臺在人貨施工電梯處斷開,高層施工升降平臺與施工電梯井架間距在250mm左右,端部用鋼網密封?;蛘卟捎萌嘶醯縑蒞滄案叨鵲陀敫卟閌┕ど燈教ǖ陌旆ù?。

3.7.2塔吊附墻處的做法

       升降平臺遇到塔吊附墻,采取留洞處理,將防護網臨時拆除留洞,爬升時相應受影響的腳手板也臨時拆除,爬升后再重新恢復。

3.7.3物料平臺處的做法

       物料平臺單獨設置,不與升降平臺任何部位及部件相連,荷載直接傳遞給主體結構。每棟塔樓每層設置4個,物料平臺處升降平臺同樣采用留洞處理,爬升時物料平臺相應上翻。

3.8 折疊式高層施工升降平臺的升降

       高層施工升降平臺在組裝完成后要進行一次全面的檢查。

       本高層施工升降平臺的升降采用倒鏈電動葫蘆升降,并配設專用電氣控制線路,該電控專用線路設有漏電?;?、錯斷相?;?、過載?;?、正、反轉、單獨升降、整體升降和接地?;?自動控制等裝置,且有指示燈指示。線路繞建筑物一周架空布設在架體內。

       高層施工升降平臺升降架提升程序:

3.8.1準備工作

       1)升降前應做好必須的準備工作,首先預緊提升鏈條,檢查吊點、吊環、吊索情況,擺針式防墜器的情況,及密封板情況等,并對使用工具,架子配件進行自檢,發現問題及時整改,整改合格后方可提升。

       2)上層需附著固定導向座的墻體結構的砼強度必須達到或超過10MPa方可進行升降,從上往下數的第二層結構砼強度達到15Mpa,第三層的砼強度達到20MPa。上層需附著預留孔或預埋螺帽件完好符合要求能滿足及時固定導向座等。

       3)當每個機位的提升系統良好且固定可靠時,提升鏈條將張緊預定力,此時計算機將告知準備工作完成,可進行提升工作,否則應排除故障后重試。

3.8.2高層施工升降平臺的提升

       經確認可以提升后,便可立即發出指令開始提升,提升時整棟樓的高層施工升降平臺一齊提升,也可分組分區提升,當無故障報警自行?;?,可一次提升到位。

       當有故障時,應及時排除故障后再重新提升。提升過程中注意導軌垂直度,特別是頂部固定導向座應與其下的二個固定導向座同在一垂直面中并成一條直線,否則暫停提升進行調整。

       當提升到底部固定導向座離開導軌后,停止提升并將該固定導向座卸下移往頂部對正導軌處安裝好,然后方可繼續提升。

       提升快到位之前,應將所有定位用的固定扣件全數松掉。

       提升到位?;?,首先將密封板全數封閉好后再及時全數上好定位扣件,當部分扣件位置過高時,應在其下加上墊高件。定位扣件全數固定上緊后,便可進行卸荷工作。

3.8.3卸荷

       發出卸荷指令,提升鏈條將全部放松,連接在提升鏈條上的傳(動)力倒鏈環鏈也隨之放松,如定位裝置連接可靠,則卸荷幾秒內即可完成,否則,應重新固定再次卸荷 。卸荷完成后可取消傳力鋼絲繩與升降架的連接。

3.8.4倒鏈

       當取消傳力倒鏈環鏈與升降架的連接后進行特殊構件的上移工作。所有機位可靠卸荷后,可進行倒鏈工作,倒鏈時電動葫蘆電機反轉,自動倒鏈系統將把傳力倒鏈環鏈恢復到升降前的狀態。上述幾道程序完成后,即可關機、?;?,一次升降便已完成,經再次復檢后便可供下次繼續使用。這樣,整個一個完整的提升程序便已全面完成,再次升降時,只要重復上述的程序,架子便可進行新的一次升降。

4、結論

      折疊式高層施工升降平臺實現了標準化、工具化、定型化。架體工廠化生產,施工現場展開裝配,整體吊裝就位,杜絕了同類腳手架搭設拆除過程中的高處作業。采用的轉輪式防墜器技術先進,構造簡單,結構緊湊體積小,承載力大,動作可靠,全封閉,使用壽命長,免維護,適合施工現場的各類環境使用,解決了此類腳手架防墜裝置不可靠的問題。架體采用的一體化倒掛葫蘆的提升裝置,一次安裝,降低了作業人員的勞動強度,實現了升降過程的機械化自動運行。折疊式高層施工升降平臺技術先進,經濟效益及現場應用效果良好,值得在超高層建筑的施工中推廣使用。

 

參考文獻:

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      [3] 胡曙海. 附著升降腳手架的工程應用研究[J]. 國外建材科技.2006(03).

      [4] 趙羅軒. 超高層建筑整體升降腳手架的施工[J]. 建筑施工. 2000(02).

作者簡介:

     王鵬,男,1983年12月,中國建筑第二工程局有限公司深圳分公司,廣東省深圳市深南東路2105號中建大廈22F,聯系電話:13599901787,電子郵箱:[email protected]

 

 

 

 

 

 

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