导座式升降脚手架在特殊结构施工中的应用

1、导座式升降脚手架在特殊结构施工中的应用山东临沂党校水景花园9#住宅楼，位于临沂市兰山区，北临滨河大道，西临临沂四中，总建筑面积50036.63m2。工程由A、B2个施工段组成，±0以上有21cm宽的沉降缝相间。建筑层数为地上三十二层（不含机房层），地下二层，建筑高度96.2m,标准层层高3m。建筑结构形式为剪力墙结构。由于建筑立面的特殊要求,该工程相应的结构设计比较独特:1-4层南侧为弧形阳台,北侧为方阳台,5-32层南北皆为弧形阳台和弧形飘带,包括空调板都放在飘带上。本工程没有上下贯通的大阳角, 弧形不仅有正圆弧而且有反圆弧。该工程结构立面的这些特点给结构施工防护设计和方案确定提出

2、了非常特殊的要求。1 主体结构施工防护架设计根据该工程结构楼层高、立面结构复杂、地理位置重要等特点，经过详细的技术实力对比和实地考察，最终选用“导座式升降脚手架”做为主体结构施工防护用架。1.1 升降架平面布置 为较好的适应结构变化和施工流水段要求，该工程共布置23组82榀架。A座使用升降架周长186m，布置12组43榀升降架，从第5层开始安装和使用。B座使用升降架周长为178m，布置11组39榀升降架，从第5层开始安装使用。平面布置时充分考虑了结构复杂因素。如图1所示。1.2升降架立面设计 根据结构层高，架体设计步高1.9m、架体宽度1.20m。架体高度19m，如图2所示。架体上部悬臂高度架

3、体高度的2/5，架体设置剪刀撑，相邻剪刀撑间距为3.6m，外排剪刀撑搭设至顶。1.3提升架连接 架体最底部采用定型水平支承框架，提升机构采用电动葫芦吊挂在架体离导轨主框架约350mm的双管吊点处。水平支承框架穿过导轨主框架下部，与导轨主框架兜挂连接。根据施工流水段及结构外形合理设置提升单元，每个提升单元采用电动控制整体提升。1.4附墙承传力、提升动力构件附墙固定导向座将承传力构件与导向和防坠装置联合成一体，每个机位处不少于3个附墙导向座，用M27穿墙螺栓固定在建筑结构上。提升动力构件使用型号为HP-7.5t的电动葫芦。15安全防坠装置升降脚手架使用摆针式防坠装置，该装置是以速度变化为信号的机械

4、自动卡阻式防坠器，适用于格构轨道的升降脚手架。如图3所示。其工作原理为：当导向座固定，导轨件可向上运动而不断顺利通过导座；当导轨件慢速下降时，摆针完成一次上下摆动恢复到初始状态后，紧接着另一个连接杆才又进入摆针摆动的范围内；而当导轨件快速下降或坠落时，摆针还未完成一次左右摆动恢复初始状态前，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，摆针的上端在连接件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，当故障排除后，将导轨件向上提升约5cm高度，摆针将弹回到初始状态，此时整个装置又恢复到正常工作状态。1.6安全防护操作层外侧搭设2道1.2m高防

5、护栏杆；架体底部和外侧挂满密目式安全网封严；每步架均满铺竹胶板并设180mm高挡脚板；在架体最底部和中间相应部位与结构之间用多层板制作翻板铺严，翻板为活动构件，升降时翻开，静止施工作业时盖好。1.7 电气控制单元由于本工程结构外立面的特殊性，为最大限度减少人为因素对升降脚手架操控的影响，提高升降架安全使用性能。本工程所使用的导座式升降架在电控单元上采用具有如下功能的技术：升降过载、失载自动声光报警、停机，直至故障排除，方可进行上一操作；挂钩荷载自动检测，达到设定荷载后自动指示，保证电动葫芦初始荷载一致；集中操控，多点无线停机。1.8 结构特殊部位升降架设计方案1.8.1 柱附着设计在该工程有一

6、半导轨主框架需附着在主框架柱上。因此截面较大且柱内有加强型钢骨架，不允许采用常用的横向预埋钢管后穿螺栓固定方式，而预埋螺栓又加大柱混凝土定型钢模板施工难度。借鉴钢筋直螺纹套筒连接，采用预埋套筒的方法予以解决：套筒长度100mm,外径38mm，内丝为M27，底部焊80mm×80mm×10mm钢板，角焊缝高度6mm(见图4)。埋设高度为梁底下300450mm所对应的导轨主框架位置。通过分析，受力最不利位置为套筒与钢板的焊缝和混凝土锚固部位。经过计算，套筒与钢板的焊缝6mm即可满足受力要求，主框架柱混凝土达到C10强度即可满足锚固要求。1.8.2板附着设计 由于花格框架部位两主框

7、架柱间跨度大（8.49m9.75m）,而次框架柱、梁又不允许受力。为保证升降架的跨度及跨度与架高乘积符合相关标准，采取在相邻两主框架间增加1组槽钢挑型架固定组件。如图所示。该附着点的设置只是增强两柱间升降架架体的稳定性，同时协同固定在柱上的固定导向座承载架体的垂直荷载，外挑216最大跨度L=1550mm，槽钢与结构板采用2根M27螺栓固定，并通过支架或垫板将槽钢架起，避免次框架梁受力。经计算，槽钢、螺栓受力满足要求。1.83结构倾斜立面处升降架设计本工程部分立面结构每层内缩或外扩最大120mm, 倾斜度约1.2°。对结构逐层内倾部位的导轨主框架可组成向内倾斜的架体，对结构逐层外倾部位

8、的导轨主框架设计成上小下大的形状，使升降架外立面为垂直状态，降低升降架外倾覆力，增加架体的整体安全系数。如图所示。另外，将内倾或外倾架体设计为每2榀1组，组间距300mm（以适应结构变化处尺寸调整的要求），从而有效减少2榀架之间的差异，合理减弱升降架横向刚度以适应结构变化的需要，由于倾斜度不大，所以不会影响到升降架的使用。同时该部位的升降架在附着点上采取可调式固定导向座与多档式三角铁件组合以调整上下附着点间的结构偏差。在结构外立面折线处，由于架体倾斜，两组架体间距每层均不相同，在升降架处于使用工况时，将组与组之间用长度不等的短钢管连接起来，并封闭严密；爬升工况时，拆除连接钢管，分别爬升，爬升完

9、成后恢复连接。1.9 配合现场施工要求的特殊设计1.9.1 塔吊附臂处升降架处理根据塔吊附着方案，部分塔吊附着在升降架范围内，升降架导轨主框架应让开附着点并采取以下措施：在塔吊附臂处的跨中采用短钢管连接，且用4根钢丝绳分别斜拉到该跨中的4根立杆与相邻的导轨上。当升降架通过塔吊附臂时，每次只能拆除一步架（包括剪刀撑），当升降架通过一步架后，立即恢复已拆架体（包括剪刀撑），恢复好后马上拆通过方向上的下一步架，升降完毕后再恢复架体。施工时特别要求注意：在塔吊附臂处的一跨架体上，必须在内外排架体搭设之字形斜撑；当拆除最底部架体时，必须将该处架体垃圾清理干净，操作人员必须系好安全带。1.9.2 升降架空

10、中解体 本工程升降加架只供结构施工使用，外装修施工使用吊篮。因此，升降架需在结构施工完、塔吊拆除以前在空中解体拆除。 空中解体具体做法：将升降架按现场情况分组，每23榀导轨一组；先拆除外用电梯部位升降架，再按顺序拆除其它架体；升降架解体前保留架体导轨、主框架、剪刀撑、架体底部密封板，导轨主框架与结构必须保证2个导向座连接，其它杆件、材料可拆除后就近传递至楼层内； 升降架解体时用塔吊吊住两轨道顶部，松开附墙螺杆后，将整片架体吊至地面平放后解体拆除；整个解体过程中上下统一指挥，设置警戒围挡，施工人员应严格遵守有关安全规定，严禁上下交叉作业。2 导座式升降脚手架的应用要求1） 花格框架处部分升降脚手

11、架的导向座采用预埋套筒的方法与主框架柱进行连接，在埋设时要求套筒垂直于结构外表面，且在柱混凝土强度100MPa时方可附着导向座。2） 花格框架处另一部分升降脚手架的导向座采用次梁上槽钢挑型架固定组件的方法与主体结构连接，由于次梁不能受力，需通过支座把槽钢挑型架垫起，确保过次梁上表面。3） 结构倾斜外立面折线处，由于两组架体间距每层均不相同，架体每爬升一次，组与组之间均需用长度不等的短钢管重新连接起来。要求在爬升工况时，应确保连接钢管已拆除，爬升完成后应及时恢复连接，并封闭严密。4） 导座式升降脚手架每个提升单元采用电动控制整体提升，配电线路的安装必须由专业电工按设计要求进行，并执行现行有关标准

12、。升降脚手架升降时的最大用电量约为10KW，施工现场需提供充足的电源，避免在升降过程中由于电量不足而影响升降作业。5） 导向座与主框架柱上的附着点采用预埋套筒固定连接，与其它结构附着点采用先预埋塑料管，再使用穿墙螺杆固定连接。主体结构施工时，应按要求做好套筒、固定螺栓和穿墙螺杆预留孔洞预埋。6） 为防架子升降过程和使用中发生意外，架子升降前应检查摆针式防坠器的摆针是否灵活、摆针弹簧是否正常、倒链的吊挂点是否牢固等，取得升降许可证后方可使用。使用过程中，应经常对架体、配件等承重构件进行检查，如出现严重锈蚀、焊缝异常等情况，应及时处理。7） 架体底层封板必须铺设严密，且应用平网及密目安全网兜底；翻

13、板必须将离墙空隙封严，防止物料坠落。8） 升降架在升降及使用阶段，严禁拆除下列部件：防坠、防倾装置；双管吊点上抗滑扣件及导座上的定位扣件；主节点处的纵、横向水平杆。9） 架体使用时，二步架使用时荷载应<3KN/m2,三步架同时使用时荷载<2KN/m2，严禁超载使用，荷载应尽量分布均匀，避免过于集中。10） 遇五级（含五级）以上大风和大雨、大雪、浓雾和雷雨等恶劣天气时，禁止进行升降和拆卸作业。并应预先对架体采取加固措施。夜间禁止作业。3 主体结构施工防护架使用效果由于在施工前针对工程结构特点对升降脚手架进行了认真细致的深化设计，施工过程中导座式升降脚手架的使用非常顺利，对保证结构施工

14、安全手工期起到了重要的作用。1） 导座式升降脚手架使用过程中充分体现了其简单、安全、灵活的特点；承传力结构简捷、明晰、可靠；导向座无需调整预留孔和主体结构误差；防坠装置多重设置且结构简单、直观、可靠；劳动强度低，移动部件小巧、轻便。2） 升降架爬升过程采用先进的电动机械控制技术，爬升规范且速度快，每流水段架体爬升全过程4h即可行完成，不占用塔吊的吊次，既满足了结构施工防护的需要，又保证了结构按每层6d的进度施工。3） 升降架可提供操作层下4层的满挂密目网防护，对新浇混凝土的冬季防风，夏季防晒起到了很大作用，有利于结构混凝土后期强度的增长。 4） 升降架不但可提供操作层的防护，也可提供顶板模板拆除时的楼层全高防护，比通常使用的1.2m高的防护栏杆安全、效果好。5） 对比其它形式的升降脚手架，导座式升降脚手架导轨使用的是“T”形桁架式构件（见图），导轨刚度大，在使用过程中基本上没有塑性变形，保证了升降架在升降过程中的质量和安全，更主要的是导轨与其它构件一道形成空间框架，提高了升降架的整体刚度。6） 工程立面倾斜结构是升降架设计和使用中的重点，通过现场实际使用，证明对特殊结构要求设计的升降架是安全、合理可行的。7） 工程花格框架柱预埋套筒附着导向座和次梁上槽钢挑型架固定组件均是针对该工程设计的升降架附着连接方法，以前没有用过，通过现场实际使用，证明设计安全、有效。8）