XHR-01型导轨式爬架施工技术

韩 艳

我国在土木工程建设中不断地发展新的施工工艺和施工设备,附着升降脚手架便是一例。附着升降脚手架又称为爬架,它是从传统的建筑周转材料概念发展而来的一种成套建筑施工设备,是外脚手架的延伸和发展。导轨式爬架是爬架中的一种类别,它由爬升机构、动力及控制系统和安全防坠装置等组成。XHR-01型导轨式爬架适用于框架或剪力墙结构的超高层、高层建筑,特别是一些结构复杂的建筑。工程实践证明其性能优良、安全可靠、运行平稳、经济实用,能够加快工程施工进度。

1 工作原理

导轨式爬架分为爬升机构、桁架系统、架体部分、脚手板及密目安全网、大眼网及铁丝等。在建筑结构四周分布爬升机构,附着装置安装于结构,架体利用导轮组攀附安装于附着装置的导轨外侧,提升电动葫芦通过提升挂座安装在导轨上,提升钢丝绳悬吊住提升滑轮组件,这样,可以实现架体依靠导轮组沿导轨的上下相对运动,从而实现导轨式爬架的升降运动。

2 爬升机构安装方法

1)将提升滑轮组件摆放就位,提升滑轮组件应与建筑物外墙切线方向平行,并且按平面尺寸要求控制内立杆离墙距离;提升滑轮组件中心应对准按爬架平面图要求预留两孔的中心,偏差小于±10 mm,离墙距离偏差小于±20 mm。2)第一步水平桁架的安装是整套爬架安装质量的关键一步,须严格控制水平度、垂直度和离墙距离。第二步以上采用钢管、扣件式脚手架搭设,所用材料质量要符合有关脚手架材料质量规定。不允许使用明显弯曲、压扁、严重锈蚀等缺陷的钢管。3)相邻立杆接头要错开,以保证支架整体刚度。立杆轴向最大偏差小于20 mm。不同横杆两端高度差不允许超过5 mm,相邻提升点处横杆累计高差不超过10 mm。已安装的支架超过允许偏差时,应调整合格后才能安装下一部架体。支架安装应与结构施工保持同步,支架始终高出施工楼面1.2 m～1.5 m。在安装完毕前,支架应与每层建筑物建立临时附墙卸荷。4)在每个提升点处和转角处向两侧搭设剪刀撑,倾角45°～60°。剪刀撑水平投影应封闭,外排剪刀撑搭至架顶,内排剪刀撑从提升点处向中间搭设,高度应达到上导轮处。剪刀撑两端除用旋转扣件与脚手架立杆或横杆扣紧外,在其中部还必须有扣接点,扣接点处至少三个扣件。支架搭设同时,按要求铺设脚手板、挡脚板、安全网。5)在第一步竖向主框架设计位置安装第一、二个导轮组。在支架搭设完三层楼高后,在对应的竖向框架接点上按立面设计图要求安装上部三个导轮组。6)安装第一根导轨,最上部三个导轮组的下边安装提升挂座。安装斜拉钢丝绳,一端安装在支架上,另一端与花篮螺栓连接,然后将花篮螺栓用销轴安装在连墙挂板上。

3 工程实例

焦作市广播电视数字技术中心工程位于焦作市龙源湖公园内,是一座集广播、电视节目交换、传播等功能为一体的综合大厦;工程主体为框筒结构,局部为剪支结构,标准层层高为3.5 m,总高度为101 m。总建筑面积为31 000 m2;合理使用年限为50年。本工程是河南省文化厅确定的“河南省文化基础设施”十大重点项目之一及省、市科技示范、节能示范工程,是焦作地区标志性建筑之一,由中铁十五局集团第二工程有限公司总承包施工。

3.1 安装流程

搭设操作平台→摆放提升滑轮组件→安装第一根导轨→组装第一步竖向框架和水平承力桁架→随施工进度顺序搭设支架并安装第二、三、四、五根导轨→铺设操作层脚手板,用密目安全网封闭架体→安装斜拉钢丝绳、限位锁、提升挂座及钢丝绳,挂电动葫芦并预紧→检查验收,进行第一次提升→在提升滑轮组件下方扣搭吊篮→进行升(降)循环。

3.2 导轮组的计算

导轮安装及受力情况如图1所示,强度校核过程如下:

1)单个导轮的荷载组合。

单个导轮所承受的最不利荷载组合:

其中,γ0为结构重要性系数,γ0=0.9;KJZ为荷载变化系数,KJZ=0.83;γG为恒载分项系数,γG=1.2;γQ为活载分项系数,γQ=1.4。

2)导轮组焊接钢管的校核。

3)焊缝强度校核。

其中,hf为焊脚高度;Lw为焊缝长度。

4)导轮轴强度校核。

3.3 重点技术措施

1)斜拉钢丝绳的正确安装。斜拉钢丝绳是爬架提升到位且在使用时承受架体全部荷载的构件之一,其安装使用必须按照如下要求:斜拉钢丝绳应直线传递荷载,禁止两根钢丝绳互相缠绕;同一爬架提升机构处的四根斜拉钢丝绳应调节花篮螺栓保证同时绷紧受力。绳卡安装应保证足够的间距并安装为同一方向。禁止斜拉钢丝绳存在受力不均、互相缠绕、绳卡安装不正确等现象;斜拉钢丝绳在爬架提升到位之后马上安装。

2)可调拉杆的安装。导轨安装必须做到垂直且无左右方向的扭曲。操作时,先将导轨摆放垂直,之后调整可调拉杆合适的长度,再上螺栓固定。禁止安装好可调拉杆后,再旋转调整可调拉杆,这样会对导轨产生不利内应力,产生扭转和弯曲变形。可调拉杆安装角度应控制在90°～135°之间。

3)吊篮布置。为了安全拆卸及安装最底下一附着点处的导轨、可调拉杆、连墙挂板及穿墙螺栓,在每一提升点处的架体下面搭设一个吊篮。其高度为3 200 mm;宽度为900 mm。利用钢管、扣件搭设,吊篮至少与架体两道大横杆扣接。吊篮底部铺设木脚手板;除面向导轨的一面外其余三面应封闭密目安全网。提升点处底面架体留有上、下吊篮的洞口,能够上下一个人即可。

4)剪刀撑的搭设。搭设内、外排剪刀撑时,外排剪刀撑从架体底部一直搭设至顶,斜杆角度45°～60°,斜杆间距不超过 4根立杆;内排剪刀撑从架体底部搭设到最上边的导轮组;剪刀撑与剪刀撑之间一定要相互平行,接头处不得少于三个旋转扣件且采用搭接方式。

5)塔吊和施工电梯的处理措施。施工电梯在主体施工阶段跟架体同步,搭设架体时提前预留出来,卸料平台始终搭设到架体顶部。塔吊附臂处采用短杆连接,在经过附臂时,在保证安全的基础上拆除部分架体,让附臂正好通过架体,附臂经过后杆件复原。

4 结语

结合一工程实例,本文介绍了一种新型施工设备——XHR-01型导轨式爬架的施工原理、安装方法、拆除方法和施工注意事项等,说明了导轨式爬架具有性能优良、安全可靠、运行平稳、经济实用等优点,建议在施工中多采用该施工设备,从而在保证质量的同时,加快施工进程。

[1]江 涛.导轨式爬架受力分析及安全计算[J].建筑安全,2007(7):20-21.

[2]强阿梅.导轨式爬架在高层建筑中的应用[J].山西建筑,2002,28(2):26-27.

[3]刘 毅.导轨式液压爬架在工程中的应用[J].山东机械,2001(2):10-12.