导座式附着升降脚手架施工技术

'导座式附着升降脚手架施工技术中建一局集团第二建筑有限公司崔高宇刘洋［摘要］附着式升降脚手架是现代高层建筑施工中较为安全且具有良好经济性的新一代建筑施工工具式脚手架。具有安全可靠、技术先进、方便快捷等特点。架体的搭设为低空组装、高空使用，且一次组装，整个工程受用。架体的提升采用了先进的微电脑技术综合控制，使得升降架简单易操作。架体的安全防护设施先进，具有实时荷载显示，过、失载保护，遥控升降，声光报警及故障机位指示功能。多方面的显著优势使其在高层建筑领域中广泛应用，成为高层施工的得力助手。本文将从升降架体系、平立面布置、架体组装、配电线路安装、升降架的升降、安全防护、技术经济指标方面阐述导座式升降脚手架在高层建筑施工中的应用。［关键词］架体主结构；升降系统；防坠系统；电气控制系统；固定导向座一、工程概况北京京皖世纪大酒店工程位于北京市经济技术开发区28号街区28C1地块内，为五星级豪华商务及会议型酒店。建筑面积61775m2，其中地下建筑面积19095m2，地上建筑面积42680m2。地下3层，地上25层。建筑总高度96.65m，首层层高5.50m，二、三层层高5.00m，标准层层高3.30m，25层会所层层高4.5m。首层至三层为裙楼，4层至25层为标准层。建筑平面布局为矩形，标准层轴网尺寸为75.6m×18.8m。本工程主体结构施工分三个流水段（Ⅰ至Ⅲ段）组织流水施工。外围护脚手架采用导座式附着升降脚手架（以下简称升降脚手架），共布置4组38榀主框架，编号为1-38。组装时第1-9榀、25-38榀主框架从首层楼板结构标高上返2米位置开始组装，第10-24榀主框架从四层楼板标高上返0.5米位置开始组装。Ⅰ段1组，主框架编号为1-14号；Ⅱ段2组，主框架编号为15-20号、33-38号；Ⅲ段1组，主框架编号为21-32号。升降脚手架按流水施工进度，分段进行提升，详见下图（升降脚手架平面布置图）。二、升降脚手架架体构成升降脚手架系统构成：架体主结构、升降系统、防坠系统、架体、架体防护、电气控制系统。架体主结构：由导轨主框架、水平支承桁架构成。导轨主框架为整体式结构，现场施工时直接安装不需另行组装。升降系统：由连接螺栓、上吊点、电动葫芦、下吊点构成。防坠系统：每个附墙点均设有独立的摆针式防坠系统，防坠系统采用不坠落理念设计（当导向座固定，主框架导轨件在导向座的约束下，向下慢速运动时，导轨件的连接杆进入导向座中并与摆针底部的接触推挤后，摆针将发生顺时针方向转动，当连接杆向下运动越过摆针的底部后，摆针在复位弹簧的弹力作用下瞬间内弹回复位，完成一次摆动。当主框架导轨件快速下降或坠落时，摆针还未完成一次上下摆动恢复状态前，此时另一个连接杆已进入摆针摆动的范围内，使摆针无法弹回，摆针的上端在连接杆推压下顺时针转动一定角度后，最终将阻挡住连接杆向下通过，即导轨被卡住，起到了防下坠的目的），每榀主框架有四个独立附墙点，即有四套防坠装置，大大增加安全性，详见下图（防坠系统构造图）。 架体：使用建筑工程通用f48钢管搭设的外双排脚手架，架体内外排间距900mm，距墙间距为400mm。架体防护：随架体搭设同步完成的安全防护措施，包括有底部密封板、翻板、立网、水平兜网、护身栏杆等构成。电气控制系统：由总控箱、分控箱、遥控系统构成。本升降脚手架的升降采用电动葫芦升降，并配设专用电气控制线路。该控制系统设有漏电保护、错断相保护、失载保护、正、反转、单独升降、整体升降和接地保护等装置，且有指示灯指示。线路绕建筑物一周布设在架体内。三、升降脚手架布置（一）平面布置原则(1)按架体全高与支承跨度的乘积不应大于110m2的要求，直线布置的架体支承跨度不应大于6.1m；折线或曲线布置的架体支承跨度不应大于5.4m（指两榀相邻主框架沿架体中心线水平投影距离）；(2)架体分组端部水平悬挑长度不得大于1/2水平支承跨度和3m。(3)架体外皮宜尽量布置成大平面，避免出现多处拐角，以方便剪刀撑搭设，增强架体整体性。(4)主框架布点应尽量避开飘窗板、空调板、框架柱等部位，如架体需下降用于装修施工，还必须避开烟、风道位置。(5)根据塔吊布设位置及塔吊附臂水平及垂直位置，若附臂安装时穿过架体内部，则主框架布点需错开附臂位置。(6)如装修使用架体，则需考虑施工电梯位置的留设，电梯位置处架体在装修阶段拆除后，两侧端部悬挑需满足要求。（二）平面布置本工程外围周长（架体内皮）为195m，共布置4组38榀主框架，主框架平均间距5.13m，最大间距6.1m，出现在13与14号、19与20号间。（三）架体分组为配合结构的流水施工，升降架按流水段分布，将架体进行合理分组，保证分组与流水段对应，以不出现“同组不同流水段”的情况为原则，分组缝与流水段分段相适应，分组缝可适当由先施工流水段向后施工段跨过流水分段处，以利于施工防护。同时架体分组时兼顾工作量均衡，即分组后各组间架体榀数基本均等，避免出现榀数过多和过少现象。架体分组处，分组缝两侧立杆间净距以250mm为宜，间距不宜过大和过小，大横杆在分组处搭设时全部齐头断开，外侧剪刀撑亦在此处断开。分组缝一侧的外密目网可延伸到另一侧，提升前解开，提升到位后，恢复绑好，并在分组缝处用一米短管将分组缝两侧的立杆连接起来，增强整体性。在铺设操作面的各层脚手板上，分组缝处设组间翻板，提升前将翻板翻起，升降到位后将翻板恢复。（四）立面布置(1)定型主框架按步距1.9m设计，其总高为7步（14m长），搭设完成后的架体覆盖5层，搭设9步架，顶部为满足防护高度另加0.9米防护栏杆，架体全高18m，架体宽度均为0.90m（内外排立杆中心距）。(2)剪刀撑与每根立杆用扣件扣牢，相邻剪刀撑间距为三根立杆间距，即5.4m，剪刀撑与水平夹角应在45°～60°之间。外排剪刀撑搭设至顶。 （五）升降脚手架立面、剖面图四、升降脚手架施工工艺（一）升降架的组装1.组装程序当主体施工到标准层后，开始组装架体，架体组装工艺流程如下：搭设找平架→安装水平支承桁架→安装主框架→随主体施工搭设架体→铺设走道板→搭设安全网及剪刀撑→安装导向座→安装电气控制系统→系统调试→组装验收。2.搭设找平架施工至标准层后，搭设用于支承升降脚手架的找平架（临时外双排架），找平架在双排外脚手架上搭设，需要注意的是，升降架内外排距结构外皮距离分别为400mm和1300mm，临时双排脚手架内外排立杆与水平支承桁架须错开一定位置，如下图：3.组装水平支承桁架搭设完找平架后，即开始组装水平支承桁架（因其主要由A型桁架和B型桁架组成，因此俗称AB片），支承桁架与拟建结构之间的距离严格按设计要求控制好（含标准层主体结构外模板的支模空间），控制在设计要求范围内。组装时应按主体施工的先后顺序，尽量做到同时从两处以上的拐角开始组装。水平支承桁架一般由标准节连接而成，在折转处、分组处等水平支承桁架布设困难时，可用钢管搭接。在找平架上找好距离后，从两端拉线，在每根找平架短管上划出AB片位置，组装一般从角部开始，先安装B片，再逐个安装A片，并临时固定。组装A片时，要使成型后A片中间的斜肋杆连成“之”字型，如下图： 内、外侧支承桁架连接到一定长度后，组装小横杆连结内、外支承桁架。小横杆伸出架体外侧10cm。对于转角部位不符合水平桁架模数的，采用短钢管帮接，短钢管与水平桁架上下弦杆搭接不小于1000mm，用三个旋转扣件连接。如下图：组装前应明确塔吊附臂的具体位置，注意组装水平支承桁架时，在有塔吊附臂的地方断开，并用短钢管连接。4.吊装主框架主框架要避开大模板的穿墙螺栓孔，避免主框架影响穿墙栓安装和拆卸。尽量将主框架布于AB片立杆处，可少装一根立杆，减轻架体自重，使架体外排立杆间距一致美观，方便布设剪刀撑。当水平支承桁架组装一部分后，随后吊装导轨主框架。确定主框架位置后在AB片上划线标示，距主框架中心60mm处先搭设一根连接小横杆，利用塔吊将主框架吊装入位，起吊时要合理选择吊点，以能垂直升降。入位后将主框架底部横杆与连接小横杆用4个转扣锁紧，主框架两侧用两根6m管打两个斜撑固定主框架，初步吊直后锁紧斜撑。导轨主框架吊装、固定后，把固定导向座套在导轨上移至将要安装的位置，临时固定，并校正导轨主框架两个方面的垂直度，在结构顶板上预留拉结吊环，安装临时拉结，垂直度≤30mm，顶部晃动≤50mm。5.预留螺杆孔升降脚手架与结构连接螺杆有两种形式，导向座附着采用M27螺杆，吊挂件附着采用M30螺杆，吊挂件附着螺栓孔与导向座附着螺栓孔相距350mm，主体施工的同时，及时做好穿墙螺杆预留孔洞的预埋工作。梁上下预埋时，根据梁高不同保证预埋孔到梁底部满足300mm距离即可。下预埋时应将预埋管与就近钢筋绑扎牢固，防止浇筑砼时预埋管走位。穿墙螺杆孔洞预留位置，以现场竖立的主框架位置为准，埋管前应吊线确定预埋管的位置。6.组装架体随着主体工程的施工进度，安装固定导向座，逐跨组装立杆、大、小横杆、铺脚手板，挂安全网，先搭设二步（或三步）架体供主体施工使用。架体搭设随着主体的上升而逐步向上搭设，始终保证超过操作层一步架。架体搭设采用f48×3.5mm钢管，立杆纵距1800mm，立杆横距900mm，步距1900mm，立杆应与底部支承框架的立杆对接，在每个接点内侧处须用短钢管和不少于六个旋转扣件予以加固。立杆接头须采用对接，对接扣件应交错布置，两个相邻立杆接头不应设在同步同跨内，两相邻立杆接头在高度方向错开的距离不小于500mm，各接头中心距主节点的距离不大于步距的1/3。组与组之间的间距为250mm，在每一作业层架体外侧必须设置防护栏杆（高度1000mm）和挡脚板（高度180mm）。（1）组装顺序：立杆→大横杆→小横杆→剪刀撑→脚手板→踢脚板→安全网→底层密封板；（2）立杆垂直度≤50mm；（3）大横杆水平度≤20mm。7.安装固定导向座当主体混凝土结构脱模后，混凝土强度不低于10MPa时，将固定导向座从导轨的临时固定处，移到穿墙螺杆处，安装f27穿墙螺杆，穿墙螺杆两侧各用一个垫片加两个螺母紧固，垫片不小于80×80×8，拧紧所有螺母后，两侧外露丝扣均不得少于3扣。 固定导向座背板必须满贴结构混凝土面，并立即在导轨上固定2个扣件并打紧，同时检查防坠摆针的灵活性、可靠性。导向座固定螺杆拧紧后，背板满贴结构，与结构间形成较大的摩阻力，且导向座与主框架的固定连接点比螺杆位置低，受力后导向座所受偏心扭转力比摩阻力很，因此导向座可稳固地与结构连接。8.安装配电线路配电线路的安装必须由专业电工按设计安装。架体的第三步架为电气安装操作层。在每组架体端头配置一台主控箱，每榀主框架的双管吊点处配置一台分控箱，每个电箱需有防雨、防砸、防污染措施（或配置专用电箱保护箱壳）。安装电缆线，规格采用YC-4×4mm2，单台电动葫芦电机额定功率为0.4KW、额定电流为1.95A，此工程最大组所需电动葫芦为14台，总功率为0.4×14=5.6KW，总电流为：1.95×14=27.3A。电缆线沿架体周长穿f25mmPVC管敷设，电缆线压线时应与电箱内接线颜色相配一致，并在组与组交接部位富余8米，以方便架体提升时使用。电动葫芦型号一致，且相序相同，每次提升时葫芦链条预紧，架体提升时分控箱打开置于同一功能“顺”，主控箱遥控整体送电，以保证架体同步提升。（二）升降脚手架的升降1.升降脚手架升降工艺准备工作→升（降）架前检查→上吊点悬挂葫芦→葫芦预紧→松开导向座上的固定扣件→升（降）架→过程监控→临时停架→取下下（上）导向座→安装上（下）导向座→提升（下降）到位→安装导向座上的固定扣件→松开葫芦→恢复组间连接及安全防护→检查验收2.准备工作升降前应做好必要的准备工作，检查架体节点附着情况，吊钩、吊环、吊索及构件焊缝情况，摆针式防坠器的工作情况，弹簧是否失效等，并对使用工具，架子配件进行自检，发现问题及时整改，整改合格后使用。上层需附着固定导向座的墙体结构的混凝土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用于固定吊挂件的结构混凝土强度达到20MPa。3.固定吊挂件吊挂件采用一根M30螺栓固定在结构混凝土上，混凝土强度等级不低于20MPa，螺栓从梁外侧穿入，内侧加一个垫片两个螺母固定，螺母拧紧后保证螺栓伸出螺母端面至少3个丝扣。固定方法如下图：将吊挂件固定好后，电动葫芦固定于吊挂件上，通过吊索或吊环将架体勾挂住，并张紧链条，使每个葫芦的受力情况基本一致。4.架体的升降（1）架体在提升时，在每榀导轨主框架最上一个导向座旁固定好吊挂件、挂好葫芦、链条的另一端应挂在架体的吊点位置，全部工作完成后，所有葫芦同步提升，提升约500mm高度后拆掉轨道卡，继续提升到一定高度后，拆下最下面的导向座，并装在最上面。继续提升，当达到要求高度后，进行调平，两榀导轨承力架高差应控制在10mm内，每组架中最大高差应控制在30mm内，满足上述要求后，应立即盖好翻板，安好扣件，使用中所有扣件必须全数上齐。（2）架体在下降阶段下降前，首先应挂好葫芦，然后将链条张紧，其后方可松掉所有扣件，慢速下降架子，当导轨脱出上部的固定导向座后，应立即拆除该固定导向座，将其安装于导轨下面导向座对应位置的建筑结构上。当下降一层楼高度后，立即安装扣件。（3）架子升降时，必须卸除架体上的荷载，人员必须撤离。（4）同时升降的升降架必须做到同步升降，当不同步时应对不同步的升降架进行单独升或降来予以调整。（5）升降脚手架分组提升时应在组与组之间搭设拦杆，并用安全网密封，防止坠人掉物。5.同步升降升降脚手架升降时，保证同步升降，是保证使用效果的重要环节，为保证架体的同步升降，采取如下措施：（1）升降动力装置采用升降速度偏差较小的环链电动葫芦。 电动葫芦的传力部分为链条形式，传力清晰明确，不会出现运行过程中打滑等现象。电动葫芦一次提升行程8m，起重量7.5t，吊钩速度为14cm/min，功率为500W。（2）采用遥控信号自动控制电动葫芦同时启动和关闭，确保每台葫芦的行程距离相等。（3）架体布置时，各榀主框架尽量调整其负载范围均衡，避免各榀间重量变化过大，负载不均。（4）各榀的下吊点均设置荷载探测装置，实时监控各点的负载变化情况，出现异常时，在最短时间内自动切断电源并报警指示，保障各点同步运行。五、安全防护附着式升降脚手架的安全防护分为六个部分：作业面防护、底部翻板、护身栏杆、架体与结构间隙防护、挡脚板、组间防护。（一）作业面防护升降脚手架共覆盖5层高度，底部密封板与楼面同高，架体顶部出施工层楼面高度为1.5m，满足防护高度要求。（二）底部翻板防护底部翻板设在底部密封脚手板与结构楼板间的缝隙处，翻板采用多层板与密封板用合页连接，翻板在安装时必须压在密封板上，不得与密封板采用对接形式。翻板宽度不小于300mm，安装后扣在楼板上的宽度不小于100mm，端部略微抬起。扣在墙上时，翻板的抬起角度以45°－60°为宜。每次混凝土浇筑后，及时检查底部密封板有无混凝土堆积，发现混凝土堆积及时在混凝土初凝前清理干净，防止混凝土将翻板筑死无法翻动。架体升降时，将翻板翻起，用铅丝临时固定在立杆上，不影响架体的升降。（三）护身栏杆外立杆内侧每步中部设一道护身栏杆，内侧立杆在铺设作业面的各步搭设护身栏杆，未铺设作业面的位置可不设。（四）架体与结构间隙防护架体内立杆与结构间空隙宽度为400mm，轨道处为200mm，在作业面的部位铺装时，将小横杆内挑至距结构约150mm，铺装后的作业面距结构150mm－200mm。架体底部间隙采用翻板封闭；顶部作业面下间隙张设安全网。（五）挡脚板作业层的各步均须安装挡脚板，挡脚板高度180mm，挡脚板用多层板制作，两块挡脚板间搭接不少于100mm，用钉子钉牢，挡脚板用铅丝与立杆绑牢。为使架体外观醒目、整洁，第1、3、5、7、9步铺装的挡脚板设在外侧密目网外侧，并刷红白警戒色，其余各步装设挡脚板的设在密目网内侧。（六）组间防护搭设架体时组间缝隙控制在250mm至300mm，提升到位后的正常使用阶段，用短管将分组缝两侧的立杆用扣件连接起来，每步设一道短管，再用密目网立挂将分组缝封严。提升前，将封挂的密目网和连接短管解开，提升到位后再恢复。架体相邻的两组，在前一组提升后，下一组（未提升的组）的分组端头底部、前一组的分组顶部作业面在分组缝的两侧侧面均出现临空，对下一组的分组端头底部临空部位，中部加设护身栏杆，内侧挂密目网；前一组的作业面部位，侧面临空处加设护身栏杆。六、技术经济分析升降脚手架系在挑、挂脚手架的基础上增加升降功能形成，并发展起来的具有较高技术含量的高层建筑施工脚手架。它依靠自身设施实现升降功能，其架面的操作条件，安全性能也优于其他各式脚手架。当建筑物的高度在80m以上时，其经济性则更为显著，较大幅度的降低了工程成本。与传统的落地式双排脚手架比较：其材料一次性投入大大减少，提高了材料的利用率；操作简单迅速，劳动力投入少，劳动强度低；使用过程中不占用塔吊，加快施工进度。与其它型式的升降脚手架比较：其操作极为简便，误操作可能性小，容易管理；使用中，每一榀主框架均有四个独立附着点，其中任何一点失效，架子不会坠落或倾翻，升降过程中有不少于三个独立的附着点，使其安全性能大大提高；升降指令遥控操作，可实现架体不上人升降，最大限度地保证了人员安全；防坠装置多重设置，多重防护，灵活、直观、可靠；具有无级调整预留孔主体结构误差的功能，适应性好；架体侧向受力好，不会发生连锁反应。'