倾斜式施工升降机附着方法的研究

张亚鹏 徐冬 李燕雷 马凤臣 付宝良 王继权

摘 要：研发出一种电塔施工用的倾斜式施工升降机附墙附着技术，可以快速解决倾斜曲面附着定位难题，还能方便调整导轨架垂直度，同时提高导轨架整体稳定性能。

关键词：电塔；倾斜式施工升降机；附墙

中图分类号：TU61                                     文献标识码：A                                   文章编号：2096-6903（2022）10-0001-03

1 背景技术

施工升降机导轨架由标准节拼接而成，是施工升降机的运行轨道，通常由长度为1 508 mm的标准节通过M24高强度螺栓连接组成，螺栓拧紧力不小于700 N·m。标准节由钢管、角钢、钢管等焊接而成，其上装有齿条，齿条通过3个内六角螺钉紧固，齿条可拆换，方便维修时更换齿条。标准节表面可做喷漆处理或热镀锌处理，具有较高的防腐性能。标准节四根主弦杆下端焊有锥套，齿条下端设有定位销，以便标准节安装时准确定位。另外导轨架的顶部和底部装有行程限位碰块，其与吊笼上的上下限位开关相碰时，会使吊笼自动停车，一旦吊笼上极限限位开关碰触上下极限限位碰块，三相极限开关就会切断总电源使吊笼停车[1]。

附着装置是导轨架与建筑物之间的联接部件，附墙架的一端与标准节的框架角钢用U或V型螺栓或六角螺栓相连接；另一端与嵌入构筑物内的预埋件或其他连接件用螺栓连接，用以保持施工升降机导轨架及整体结构的稳定。另外，附着装置也为电缆导架提供了安装位置。附墙架长度可在一定范围内适当调节，安装时附墙架的仰、俯角度≤8°。导轨架通过附墙架与构筑物固定，附墙是施工升降机的重要组成部件，主要由联接座、支撑管、联接杆、大支架、小支架和连杆等组成（见图1），用来连接施工升降机的导轨架和建筑物，从而保证导轨架的稳定性。导轨架稳定性是施工升降机吊笼上下运行平顺的重要影响因素之一。

这种片式附墙结构的附着点基本固定，尤其是两支撑管2-1之间的开档尺寸B，其导轨架中心到附着点处的尺寸L也是固定不变或呈单向维度有限范围内变化，适用于垂直式导轨架或倾斜式导轨架但其附着面是平面的施工环境[2]。对于附着构筑物平面不断变化的工况是不适用的，因其调整的范围有限，不利于变截面附着。

在输电线路的电塔施工环境中，其导轨架附着的电塔主管是倾斜的圆柱曲面，并且整个主管的横截面呈下粗上细的变化，意味着每道附墙附着点开档尺寸B发生了变化。同时由于电塔主管的主轴是倾斜的，加上附墙附着面为曲面，对附着点位置的精准度要求很高。显然，片式结构的附墙已经不能满足使用需求。

若针对每道附墙的实际安装工况进行专项设计，则需要采集现场数据，每道附着可能都不一样，将会造成设计、制造上人力、物力资源浪费，也不便管理。

除此外，施工升降机还面临一种窘状，即在有限元优化分析下，在满足强度和刚度性能要求上，主体钢结构尤其是导轨架结构为达到精简目标，其横截面呈小型化趋势发展[3]。但因为空间需求，吊笼尺寸仍保持不变，因此吊笼相对导轨架的尺寸比值增大。在运行过程中，相比大截面导轨架的施工升降机，小截面的施工升降机的吊笼对导轨架的扭动幅度会大一些，从而降低了乘坐时的舒适感。因此在使用过程中对导轨架的稳定性有了更高的要求。

公司曾在2018年5月研发了一种具有上、中、下3层空间结构且拆卸轻便，可万向调节式的M型附墙装置（專利编号为ZL 2018 2 0784665.X），该附墙结构由4根两端可调的撑杆组成，每根撑杆两头分别设置了正反牙螺丝，撑杆中间设置有方便安装的工艺孔，工艺孔处的钢管表面还增加贴板进行了强度加强，方便撑杆在安装时进行长短的调节，安装拆卸方便，同时由于该附墙与标准节方框通过连杆连接，而连杆与标准节方框通过螺丝固定，此种结构的附墙对导轨架垂直度的调整是极为便利的，现场的使用也证明，该附墙结构对于导轨架垂直度的调整是不可或缺的。

该附墙结构可实现前后上下左右三维空间无极调整，便于导轨架垂直度调整，解决了曲面的附墙附着难题。M型附墙装置见图2 。

该结构主要原理：连接耳板1-2，连接座2-2，可调撑杆3-2，连杆4-2，连接耳板1-2与连接座2-2之间、连接座2-2与可调撑杆3-2之间、连接座2-2与连杆4-2之间均采用销轴铰接。

但是由于附墙两根连杆之间的B1距离尺寸小，在稳定导轨架方面，相对弱了一些。同时四件可调撑杆3-2，导致安装时比较繁琐，影响安装效率。

为此亟需开发一种既轻便装拆，解决电塔施工主管附墙的安装难题、导轨架垂直度方便调节，又能提高导轨架稳定性能的附墙附着方法。

2 新型附墙附着技术

为此，针对以上附墙结构的特点，综合电力铁塔的结构特点，研发了一种新的附墙布置方法，既能快速解决倾斜曲面施工升降机附墙附着定位难题，方便导轨架垂直度调节，同时又提高导轨架稳定性的新型附墙系统。

2.1 撑杆扣件式附墙

该方法在原调节撑杆式的M型附墙装置基础上，间隔布置一种撑杆扣件形式的附墙，撑杆扣件式附墙见图3。该附墙的结构主要有撑杆3-3、转向连接座2-3、双管扣件4-3组成。

在被附着的建筑物上设有连接耳板1-3；在撑杆3-3和连接耳板1-3之间安装转向连接座2-3，该转向连接座确保了撑杆在各角度方向上的调整；在撑杆3-3与导轨架5-3之间采用双管扣件4-3连接，双管扣件具有360度角度旋向功能可满足连接撑杆3-3和导轨架5-3立管之间不同角度的连接。

在此四撑杆的约束作用下，可确保前述两连杆B1尺寸过小而造成导轨架扭晃的稳定性得到很大的提升。此种四撑杆扣件型式的附墙系统直接附着在标准节的主管上，增大了与标准节方框的附着开档尺寸，对于提高整个导轨架的稳定性起到了决定性的作用。

2.2 附墙安装布置方案

具体安装方案如下，在导轨架基础底座调平后（确保正面的垂直度），将基础底座调到电塔施工所需的角度安装导轨架，在导轨架升高至第一道附墙位置，采用万向调节式的M型附墙装置，安装时只先安装2根侧可调撑杆3-2，M型附墙装置初装示意图见图4。

利用可调撑杆3-2可调长度的属性将导轨架调整到满足要求的垂直度和角度，暂不锁定可调撑杆3-2的长度。加高导轨架至第3道附墙高度，同理，只先安装2根侧可调撑杆3-2，同时调整导轨架所需的垂直度和角度。按此方法依次安装奇数道附墙，待所需高度满足后，整体微调导轨架至所需垂直度和角度，并锁定各可调撑杆3-2的长度。再安装每道附墙剩余的两根可调撑杆并锁定各长度，M型附墙装置图的可调撑杆见图2。

M型附墙装置安装完成后，在间隔位置即偶数道附墙位置处，安装撑杆扣件形式附墙，撑杆扣件式附墙见图3。其安装方案如下：先进行两侧撑杆的连接固定，撑杆扣件式附墙的安装步骤图见图5，再交叉安装内部两根撑杆。安装时，根据实际需要可调节撑杆与导轨架立管的相对位置，以避开可能存在干涉的部件。旋转座2-3的应用可确保撑杆进行上下角度调整，避开各杆件相互之间的干涉。

依此方案安装所有偶数道撑杆扣件式附墙。该附墙的设置，通过增大附墙与导轨架固定点之间的开档距离，提高了导轨架的抗扭性，增强了导轨架的整体稳定性，约束了导轨架两侧的扭晃空间，对提高导轨架的稳定性有着决定性的帮助。通过项目安装后的实际使用效果验证，由于导轨架整体稳定性得到了彻底的提高，吊笼运行时导轨架因受吊笼风载或偏载而导致的晃扭现象几乎没有，导轨架稳则吊笼稳。吊笼在运行过程中的扭晃得到了彻底的解决，整体运行时乘员的乘员体验得到了明显提高。

2.3 附墙安装效率的提高

根据铁塔组立實际工况，项目组通过优化施工方案，将导轨架的加节与附墙系统的安装准备工作同步进行，所有零部件以能地面安装绝不高空安装为原则，改变传统的安装方式，为了提高附墙的安装效率，在地面加节时，在导轨架上定位好附墙安装位置，并安装每种附墙形式所需连接的部件，如M型附墙装置，可预先安装好连杆4-2、旋转座2-2、可调撑杆3-2等；撑杆扣件式附墙，可预先安装上钢管扣件。通过高空与地面配合的安装方式，很大程度上避免了高空操作的不便和危险性，消除高空坠物发生概率，也极大程度地提高了附墙安装效率[4]，从而提高整机的安装效率。

3 结语

此次新型的附墙布置方案，利用调节撑杆式M型附墙快速解决电塔施工倾斜曲面附着定位难题，方便调节导轨架垂直度和角度，同时利用撑杆扣件式附墙约束导轨架两侧的扭晃空间，增高了导轨架的整体稳定性，对探索类似电塔施工时对倾斜曲面的附着技术有着重要的意义[5]。

参考文献

[1] 何懿翔，李世绍，黄俊鸣.可调角度倾斜式施工升降机研究[J].建筑机械，2022（4）：45-47.

[2] 隰桂吉.可调角度的倾斜施工升降机[J].建筑机械化，2017，38 （8）：39-40.

[3] 郭本信.关于施工升降机安装（维修）时的调整[J].低碳世界， 2020，10（4）：196-197.

[4] 李树强.浅析施工升降机技术发展方向[J].中国新技术新产品， 2020（9）：118-119.

[5] 戴小松，刘开扬，罗义生，等.悬挂式施工升降机在超深竖井中的应用[J].施工技术，2019，48（16）：98-101.