D型导轨式爬升架施工技术

厦门***大厦导轨式爬架施工技术厦门***大厦工程位于厦门市，员当湖畔，是一栋集商场、写字楼为一体的超高层综合写字楼。该工程结构形式为框架-筒体结构。占地5800m2，总建筑面积70000m2，地下三层，地上46层。建筑总高度178.1m。1-5层为裙楼，5-40层为标准层，标准层层高为3.3m，标准层每层建筑面积为1100m2。8层以下外架采用普通钢管落地架，8-40层外架采用了北京星河机器人有限公司生产的专利产品DP-00型导轨式爬升架，本文主要叙述爬架的方案设计及应用情况。爬架构造导轨式爬架是目前我国唯一一项列入国家重大新产品推广项目的爬架类建筑产品，由于其结构独特、适应性强、安全性能好可满足高层建筑施工需要，经济效益较好，特别是防坠装置的使用，为导轨式爬架提供了安全保障。导轨式爬架主要包括支架、爬升机构、动力机构和安全防坠装置四大部分。其中防坠装置是导轨式爬架的最关键部件。它的作用是在动力失效发生意外时传感装置带动制动装置进入自锁状态，迅速锁住支架，防止支架坠落。它是导轨式爬架正常运行的安全保障。方案设计1）平面设计布置，见附图一共设计29个提升点，采用手动提升方式，共分六片：A片：1-5点，B片：6-10点，C片：11-15点，D片：16-20点，E片：21-25点，F片：26-29点。穿墙螺栓预留孔采用预埋Ф48×3.5钢管，预埋点位于板面下30cm处的梁及剪力墙上，爬架各点离墙距离均为500mm，以便幕墙装修。附图1：***大厦导轨式爬架平面布置图2)立面设计布置。见附图二爬架高度：外排架高15m，内排架高13.5m。爬架提升点处内排架采用碗扣式脚手架立杆，立杆组合为架体，其余部分采用扣件式钢管脚手架搭设，架宽0.9m。爬架步高1.8m，外挂密目安全网，架体底部的两步横杠采用双排杠。操作平台搭设位置，离8层顶板楼面下2m。爬架使用范围9-40层。附图2：导轨式爬架立面布置示意图3)结构强度验算：支架的基本尺寸：连墙件（附墙点）三步四跨，步距=1.8m，立杠横距=0.9m，柱距=1.8m。小横杠计算：其计算简图如下：qk=2.33KN/mq=3.16KN/m0.3m0.9m0.3m0.9m2m恒载：包括脚手板、踢脚板、安全网和小横杠自重。g=(0.35+0.14+0.05)×0.9+0.04=0.53(KN/m)活荷载：即施工荷载q′=2KN/m2×0.9m=1.8KN/m均布荷载标准值qk=g+q′=0.53+1.8=2.33(KN/m)均布荷载设计值q=1.2g+1.4q′=1.2×0.53+1.4×1.8=3.16(KN/m)强度计算：按外伸梁形式计算，因L>a弯距Mmax===3.16\*Arabic3.16×0.92/8(1-0.32/0.92)2=0.253(KNm)Φ48×3.5钢管，截面抵抗弯矩W=5.08cm3则σ=M/W=253×103/5.08×103=49.8N/mm2<f=215N/mm2变形计算：ω==3.16×300×9003/24×206×103×121900[-1+4(1/3)2+3(1/3)3]=-0.51(mm)＜l/150=6(mm)故小横杆安全B、大横杆计算按三跨连续梁计算，计算简图如下：F.FKF.FKF.FKF.FKF.FKF.FKF.FK0.9m0.9m0.9m0.9m0.9m0.9m3×1.8=5.4m图中FK.F是小横杆向大横杆传递的集中力。Fk=0.5qk(lb+a)=0.5×2.33×1.2=1.396(KN)F=0.5q(lb+a)=0.5×3.16×1.2=1.896KN①强度计算：M=0.175Fl=0.175×1.896×1.8=0.597KNmσ=M/W=0.597×103×103/5.08×103=117.5N/mm2<f=215N/mm2②变形计算：ω=1.146×=1.146×1.189×18003×103/100×206×103×121900=5.05mm<l/150=12mm.故大横杠安全。C、脚手架整体稳定性计算：脚手架整体稳定性计算可转化为立杠强度计算，对半封闭的脚手架，其计算公式为：N/фA+MW/W≤fc式中：N—第一步距内立杠轴心压力标准值，其值为：N=1.2NGK+1.4NQK=1.2（NGK1+NGK2+NGK3）+1.4NQKNGK1—脚手架结构自重所产生的轴心压力标准值NGK1=Hd×gk=15m×0.134KN/m=2.01KNHd—脚手架搭设高度，gK—一个柱距范围内每米高脚手架结构自重所产生的轴力标准值。NGK2—脚手板和挡脚板自重所产生的轴心压力标准值。NGK2=0.5L（Lb+0.3）×3QP=0.5×1.8×（0.9+0.3）×3×（0.35+0.14）=1.588KNNGK3—电闸箱、控制箱重量所产生的轴心压力标准值。NGK3=GK3/2=1.0KNNQK---施工均布荷载所产生轴心压力标准值，NQK=0.5LLb×3QK=0.5×1.8×0.9×3×2=4.86KN.N=1.2（2.01+1.588+1.0）+1.4×4.86=12.32KNФ—轴心压杠稳定系数。λ=µh/i=1.7×1800/15.8=194.i为立杆回转半径。µ--立杠长度计算系数，按三步三跨附墙考虑。µ=1.7。Φ48×3.5钢管，截面面积A=4.89cm2Mw=1.4qwkh2/10.qwk—风荷载标准值。qwk=wk×l=0.17×1.8=0.306KN/m.Mw=1.4×0.306×1.82/10=0.139KNm∴N/ФA+MW/W=12.32×103/0.191×4.89×102+0.139×103×103/5.08×103=131.9+27.4=159.3(N/mm2)<fc=205N/mm2.故安全三、导轨式爬架的搭设3.1在爬架安装前先搭设一安装平台，平台应能承受10KN/m2荷载，平台水平度控制在±20mm之内，平台宽度1500mm，平台内缘离墙距离300mm，平台外缘应设有防护栏及踢脚板。按平面布置图将滑轮组件摆放就位。滑轮平面方向应与建筑物外墙切线方向平行。滑轮组件对准预留孔，偏差小于20mm，离墙距离偏差小于±10mm。立杆纵距1800mm，横距900mm，立杆轴向最大偏差应控制在20mm以内，与导轨相连的立杆采用碗扣式脚手架。大横杆距1800mm，上下横杆接头布置在不同立杆纵距内。为保证架体整体刚度，最下一步架大横杆和小横杆应采用双排杆。小横杆贴近立杆布置，搭于大横杠之上，外侧伸出立杠100mm，内侧伸出立杠100-350mm，内侧悬臂端应满铺脚手板，以确保安全。在每个提升点处和平面出现折角处向两侧搭设剪刀撑，倾角为45-60°，剪刀撑水平投影封闭。外侧剪刀撑搭设至架顶，内排剪刀撑下端抵提升滑轮组侧面，上端从提升点处向中间搭设，高度达到上导轮处，不要与导轨干涉以免架体在提升过程中与导轨相碰。3.2爬升机构和动力及控制系统的安装爬升机构由导轨组件和导轮组件组成，导轮组件由挂座、可调拉杠、导轮限位锁等部件组成，沿建筑物外沿均匀布置，通过可调拉杠将挂座固定在楼面上，可将支架荷载及施工荷载均匀传到建筑物上。安装程序为：首先在提升点内排立杆处安装滑轮组件（在组装支架时已安装完毕）。再在滑轮组件以上相邻两个碗扣处各安装一个导轮组。安装挂板和可调拉杠，将导轨插入导轮组和滑轮组件导轮中，导轮底部低于楼面距离500mm。扶直导轨，调节可调拉杆长度，将两者相连紧固。在支架搭完两层楼后，在对应碗扣位置上安装上部三个导轮组。在上部三个导轮组最下一个导轮组之下的导轨上安装提升挂座。其位置尽量靠上，以保证有足够的提升距离。安装提升钢丝绳（6×37Φ19.5），将钢丝绳从滑轮组件上穿过，钢丝绳两端折叠后用Y20绳卡卡紧，上挂葫芦吊钩，每侧用4个绳卡，间距120mm，安装斜拉钢丝绳（6×19Φ15），斜拉钢丝绳挂在挂板上，其左、右耳朵上各挂一根，下端分别与下一层楼面处的内外排架拉结，共设置4根。3.3安全防坠即停装置的安装。安全防坠即停装置附设于滑轮组件上，位于支架内立杆底部。将防坠装置启动拨叉钢丝绳套，防误锁装置绳套及摆杆分别安装在提升钢丝绳和提升机构上，然后将拉簧分别锁在两根钢丝绳上。四、导轨式爬架的升降本工程采用了手动分片提升方式，手动葫芦提升荷载为5.5吨，为确保安全，我们组织了一个专业爬架队伍，工作人员均经专业培训和详细的技术交底。其中工长和技术人员各一名，负责整个爬升过程的指挥和技术指导。报数员一名，负责报标准尺孔编号，巡视员一名，负责观察爬架升降过程中各部件有无异常状态，其余均为操作升降架子工，每个提升点一人。4.1升降前准备工作检查所有碗扣联接点上、下碗扣是否拧紧，扣件是否紧固。检查所有螺纹连接处螺母是否拧紧。检查所有障碍物是否拆除，约束是否解除。检查导轨是否垂直检查可调拉杆上旋转把手位置是否正确，是否与导轨相碰。4.3确认系统正常、障碍物清除后，取下限位锁。操作人员按分工就位，在现场指挥人员的统一指挥下，进行提升操作。要按口令同时拉动，各提升点要速度均匀，行程一致。4.4加强提升过程中的检查不断检查架子高度变化，保持升降同步性，当行程高差大于50mm时，应停止升降，通过点控对架子进行调平。检查支架是否明显变形，检查葫芦运转是否正常，链条有无翻链，扭曲现象，检查支架与爬升机构相对运动中，是否有刮碰现象。4.5架子提升到位后，将限位锁安装至合适位置，锁夹与限位锁之间间隙用木楔楔紧。挂好斜拉钢丝绳，调节花蓝螺栓，使钢丝绳收紧吃力。4.6向上周转导轨，葫芦为下一次提升作业做好准备。4.7下降操作将提升钢丝绳预紧，检查安全防坠即停装置缓冲系统是否灵敏，操作葫芦人员站好自己的位置，先将葫芦链调整到上升方向。此时由指挥人员发口令提升架体100mm，完成以上工作后，就可以在指挥人员的指挥下，下降架体，程序与提升操作相同。五、注意事项5.1操作人员一定要服从总指挥的指挥，升降前应搞清拉链运动方向，严禁出现反方向运动。5.2安装平台水平误差应小于20mm，平台宽度应大于爬架宽度300mm，平台承载力≧10KN/m2。5.3事先应制定好爬升方式和方案，确定预埋平面位置及其相应轴线位置尺寸，位置偏差应≦20mm。5.4施工荷载不允许超过规定荷载，在静态状态下，允许有三个操作层同时施工，每层最大施工允许荷载2KN/m2。5.5爬架提升一层后，最下面一根导轨已漏出架外，拆卸时应