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摘要:随着经济的发展,大量的人群涌入城市,城市的负荷逐渐加大。为解决大量人群的衣食住行,高层建筑开始在城市中流行。高层建筑对土地利用率高,在有限的地面面积里可以解决大量人群的住房工作要求。在进行高层建筑的设计时,不仅要满足人们对房屋数量的要求,更要保障高层建筑设计的质量。爬升式脚手架作为一种悬挑结构,在其使用的构成中,从一定程度上满足了高层建筑高空作业的要求,保证了高层建筑物建造的质量。本文从脚手架爬升的基本原理着手,对爬升式脚手架使用中的技术要点进行探讨。希望能为新型爬升式脚手架的使用技术和高层建筑的施工管理与新工艺技术发展作出有益的探讨。
关键词:爬升式;脚手架;安装和提升;安全防护;特殊部位
1 爬升式脚手架用于高层建筑的施工与传统架体相比具有以下特点:
1.改变了传统外悬挑脚手架搭设到顶的施工习惯,仅组装3-5层,利用升降机构实现整体或分片升降,大量节约了架体材料和成本。爬升式脚手架的结构满足以较高的速度,同步平衡完成脚手架的整体提升或降层的要求。
2. 与传统爬架相比,由于走道板和外立面防护网均采用钢质材料模块化拼装,具有防火绝火的安全优势,彻底杜绝了高空架體发生火灾的隐患。
3.爬升式脚手架具有在地面快速组拼成模块、实现模块化吊装拆除的优点,满足不同高度和不同类型的施工作业,在使用的过程中只需按照施工的要求调试爬升式脚手架的高度,无需搬运或拆卸,不但可以加快防护进度,而且避免了高空搭拆的安全危险。
4.爬升式脚手架各系统部件单元设计充分考虑到施工现场安全要点和人性化作业需求,具有在平台上作业行走无障碍、走道步高与楼层板面标高一致的特点,改善了作业人员的操作和安全环境。
本文以东莞市亿佳商业中心为范例,详细探讨爬升式脚手架在使用过程中的技术要点和施工操作要点。东莞市亿佳商业中心标准层大部分外形沿高度方向相对统一,适合爬架防护,爬架提升满足结构主体施工防护。
2 爬升式脚手架的基本原理
2.1 爬升式脚手架的基本原理
对爬升式脚手架的基本原理的概述,可以通过举例的方式进行说明。假设某开发商欲建设楼层数量为二十五层,总高度为一百米的高层建筑。不考虑该地的地质地貌情况和气候条件。在建设的过程中单纯地依靠爬升式脚手架的升高与降低对高层建筑进行施工。在具体的施工过程中,若要对此高层建筑的的第十层外墙进行瓷砖贴合。由于该建筑物高度较高,且是对建筑物的外墙进行细致的施工,其施工难度较大,这就需要用到安全与稳定兼具的爬升式脚手架。在具体的施工过程中,可以将爬架结构的主要框架中的用于固定支撑体系的钢挑梁通过穿墙螺栓固定于第九层以及第八层的混凝土墙体中,利用第九层和第八层的混凝土墙体的支撑力量稳定爬升式脚手架,为工人在施工中提供平衡稳定的施工条件。当第十层的施工工程完结后,可以将第八层的穿墙螺栓移至第十层,将整个爬架结构向高层提升一层。由此类推,在高层建筑的整个施工过程中,对上一层的施工可以借助高层建筑施工楼层以下两层墙体的固定力和平衡力达到施工的目的。
2.2 爬升式脚手架的基本结构
爬升式脚手架由两个部分构成,第一部分为爬架结构。爬架结构是爬升式脚手架的主要构成部分,包括爬升式脚手架的主要框架,即纵向结构和横向结构;爬升式脚手架的支撑框架,即对脚手架的主要框架起固定或稳定作用的结构部分;爬升式脚手架的附着支承结构,即用于填充脚手架横向结构的材料;爬升式脚手架的升降系统、架体系统和安全防护系统等等。这三个系统是保证爬升式脚手架正常工作不可缺少的部分。第二部分为爬升设备。爬升设备是对爬架结构起调节和控制作用的部分,是爬升式脚手架的技术构成部分。
3 爬升式脚手架的机位布置和主要工艺参数
东莞市亿佳商业中心项目1#-5#楼爬架各设置25个机位,分两片;1-11号机位为第一片,12-25号机位为第二片;爬架均从第3层(标高11.65米)开始组装,1#、2#楼爬架提升防护至33层(标高101米),3#、4#、5#楼爬架提升防护至26层(标高81.4米),然后高空拆除。
3.1 爬架平台的主要工艺参数
4 爬升式脚手架的安装和提升
4.1安装步骤为:
搭设平台架并做水平调整→铺设龙骨板→安装下节导轨、竖龙骨、辅助竖龙骨→加辅助支撑杆及斜拉杆→水平钢性拉结→安装第二道龙骨板→安装第一道安全立网→安装第一道附墙件并卸荷→安装中节导轨、竖龙骨、辅助竖龙骨→连续组拼架体直到安装完2层各组架为止→连续组拼架体直到安装完3层各组架为止→连续组拼架体直到安装完4层各组架为止→铺设电源线→安装提升设备(进入运行阶段)
4.2爬架平台提升步骤
架体提升前,总包方必须先做好主体结构的临边防护措施,否则架子不予提升,具体临边防护措施必须编制可实施性方案,必须严格按照实施方案进行提升作业。具体提升步骤:
A:现场指挥重新发布提升脚手架的指令。
B:脚手架提升高度为一个楼层高,提升到位后,现场指挥发布停止提升指令。
C:脚手架提升到位后,首先将翻板放下,并且固定好。
D:安装支顶器,支顶器必须拧紧顶实。
E:将电动葫芦松链,把提升挂座拆下,安装到上层相应位置并把提升钢丝绳挂好。注意在电动葫芦松链时,防止发生误操作(即应按下降按钮)。
F:爬架组装完毕后验收合格要试提升,一切正常方可正式提升。
4.3爬架平台提升流程图
5 爬升式脚手架在使用过程中的技术要点探讨
5.1爬升式脚手架施工安全防护技术要点管理
爬升式脚手架的安全防护体系是爬升式脚手架爬架结构的重要组成部分,它是维护施工工人安全的重要构件。爬升式脚手架的安全防护体系包括两个方面的内容。 5.1.1第一个方面为防坠体系
防坠体系是爬升式脚手架安全防护体系的主体,主要用于防止爬升式脚手架在升降的过程中,由于施工工人对脚手架的平衡性把握不准造成的坠落事件的发生。防坠体系的技术要点為:用穿墙螺栓将钢丝绳的一端固定在墙上作拉固点,另一端固定在脚手架的承力架的吊环中,当爬升式脚手架提升时,拉固点设在脚手架承力架的上方一层,借助上层墙壁的拉力将脚手架向上提升。当爬升式脚手架下降时,拉固点设立在与脚手架相平衡的位置,控制脚手架的平衡性。此外,为安全起见,爬升式脚手架在使用之前,应对各个部分进行检验,确保脚手架的各部分无质量问题。爬升式脚手架在使用的过程中,施工人员应对脚手架的拉固点进行精细的定位与检验,确保万无一失。
5.1.2第二个方面为防倾装置
防倾装置是保持爬升式脚手架垂直平衡的主要装置。它主要通过在与脚手架平行的位置设置拉固点,防止施工人员在施工的过程中,由于施工动作的开展而出现脚手架左右晃动,进而发生倾斜危及施工人员人身安全的行为。该装置的技术要点为:防倾装置的安装应与建筑物的实际情况相符合,即防倾装置在安装的过程中应严格考虑建筑物的外观,将脚手架的布置与建筑物的外观准确吻合,防止出现漏洞或架体重心偏移。
5.2 特殊部位脚手架的应用技术要点
用于高层建筑外部的爬升式脚手架的安装与升降是爬升式脚手架施工中最容易的一环,这其中只要做好爬升式脚手架升降过程中的拉固点的固定工作,防止脚手架发生倾斜或者钢绳突然断裂的情况。但是高层建筑的施工是一项极其复杂的工程,爬升式脚手架应用的范围除建筑物外部各楼层的施工外,还包括电梯、塔吊、架体不同步、飘窗和阳台等等,且这些部位在安装脚手架上有一定的难度,因而技术含量较高。
5.2.1 爬升式脚手架在电梯施工中的技术要点
电梯安装的位置十分狭小且较为密闭。在如此的环境中施工时,由于视野的封闭爬升式脚手架无法从底层一直连续至顶层。考虑到这种情况,爬升式脚手架应进行爬架隔断处理。爬架隔断处理是指在布置爬升式脚手架的过程中将脚手架布置成专门负责几个楼层施工的状态。当固定的几个楼层施工完成后,将脚手架布置于另一处施工地。布置地点与布置地点之间不连续。这样做的好处是:第一,可以解决爬升式脚手架在高层建筑电梯施工过程中的视野封闭问题,便于脚手架的操作;第二,可以节约脚手架使用的施工材料。从底层一直连续至顶层的爬升式脚手架其钢管和固定装置的使用数量明显多于爬架隔断处理的钢管和固定装置的数量;第三,降低施工难度。爬架隔断处理的爬升式脚手架在高层建筑的施工过程中,其施工难度相当于在低层建筑中施工。该项目施工电梯穿过爬架两层半,爬架和施工电梯位置关系如下图所示:
5.2.2 爬升式脚手架在塔吊附墙处理的技术要点
塔吊附墙不能与提升机构及竖向龙骨发生干扰。在塔吊附墙处,采用特质的活动龙骨板,活动龙骨板一端采用合页焊接在固定龙骨板端头角钢上,两者之间采用活动板连接角钢连接,当附墙和龙骨板抵触时,活动板连接角钢松开活动龙骨板边的螺栓,把活动龙骨板翻转上去,翻转上去前在龙骨板上下(避开附墙)增加临时横龙骨,架体通过附墙后恢复活动龙骨板,安装好转角连接角钢。此处的防护网也采用可活动式的在现场用合页连接,当附墙和防护网相抵触时,两片防护网打开,架体通过附墙后恢复防护网。提升时应设专人看守,确保提升安全和支架整体性。
5.2.3架体分片提升,架体不同步的处理措施技术要点
由于架体分片提升,先提升的一片架体的底部比后提升的另外一片架体的底部高出一个楼层的高度,因此,在爬架准备提升前,先在后提升的另外一片架体的侧面增加防护网防护,等架体提升同步后,再把防护网拆除。
5.2.4爬升式脚手架在飘窗和阳台处的施工技术要点
由于飘窗和阳台的承重能力有限,在安装爬升式脚手架的过程中应采取特殊的安装方式。这一特殊的安装方式具体包括以下几个方面:第一,在进行飘窗和阳台的施工过程中,需要设置两种导轨类型,第一种为标准型的导轨,这类导轨主要用于规定爬升式脚手架的线路;第二种为专门设计处理的导轨,这类导轨主要用于防止爬升式脚手架在施工的过程中由于重力偏离而导致的坠架或倾斜事故的发生。第二,爬升式脚手架的安装流程应严格按照安全标准进行安装。首先要搭建安装爬升式脚手架的施工平台,该平台是脚手架安装的起始点,主要负责脚手架施工设备的安放与调配;其次安装导轨,导轨的安装应根据实际情况确定导轨的数量;再次,铺设操作层脚手板。操作层脚手板是施工工人施工的平台;最后,固定并检验各类拉固点,确保爬升式脚手架在升降过程中的安全性。
6 结束语
本文是对爬升式脚手架使用技术要点进行详细探讨,文章从爬升式脚手架的构造和基本原理着手,重点介绍了爬升式脚手架的安全防护体系和在电梯、塔吊、架体不同步、飘窗和阳台等特殊部位的施工技术,希望随着爬升式脚手架工艺技术的日渐成熟和推广使用,必将成为一项能显著提升高层建筑的施工管理效率和安全可靠性的新技术。
参考文献:
[1]覃朝明.论爬升式脚手架在高层建筑应用的重点与难点[J].建材与装饰,2013,(16)
[2]李辉.爬升式脚手架在高层建筑中的应用[J].辽宁建材,2007,(11)
[3]牛顿.浅谈爬升式脚手架的应用技术[J].科技视界 ,2013,(30)
[4]李宪滨.爬升式外墙脚手架施工安全防护技术管理[J].建筑·建材·装饰,2010,11(1)
[5]张明星.导轨框架式爬升脚手架施工技术[J].建筑技术,2011,42(1)
关键词:爬升式;脚手架;安装和提升;安全防护;特殊部位
1 爬升式脚手架用于高层建筑的施工与传统架体相比具有以下特点:
1.改变了传统外悬挑脚手架搭设到顶的施工习惯,仅组装3-5层,利用升降机构实现整体或分片升降,大量节约了架体材料和成本。爬升式脚手架的结构满足以较高的速度,同步平衡完成脚手架的整体提升或降层的要求。
2. 与传统爬架相比,由于走道板和外立面防护网均采用钢质材料模块化拼装,具有防火绝火的安全优势,彻底杜绝了高空架體发生火灾的隐患。
3.爬升式脚手架具有在地面快速组拼成模块、实现模块化吊装拆除的优点,满足不同高度和不同类型的施工作业,在使用的过程中只需按照施工的要求调试爬升式脚手架的高度,无需搬运或拆卸,不但可以加快防护进度,而且避免了高空搭拆的安全危险。
4.爬升式脚手架各系统部件单元设计充分考虑到施工现场安全要点和人性化作业需求,具有在平台上作业行走无障碍、走道步高与楼层板面标高一致的特点,改善了作业人员的操作和安全环境。
本文以东莞市亿佳商业中心为范例,详细探讨爬升式脚手架在使用过程中的技术要点和施工操作要点。东莞市亿佳商业中心标准层大部分外形沿高度方向相对统一,适合爬架防护,爬架提升满足结构主体施工防护。
2 爬升式脚手架的基本原理
2.1 爬升式脚手架的基本原理
对爬升式脚手架的基本原理的概述,可以通过举例的方式进行说明。假设某开发商欲建设楼层数量为二十五层,总高度为一百米的高层建筑。不考虑该地的地质地貌情况和气候条件。在建设的过程中单纯地依靠爬升式脚手架的升高与降低对高层建筑进行施工。在具体的施工过程中,若要对此高层建筑的的第十层外墙进行瓷砖贴合。由于该建筑物高度较高,且是对建筑物的外墙进行细致的施工,其施工难度较大,这就需要用到安全与稳定兼具的爬升式脚手架。在具体的施工过程中,可以将爬架结构的主要框架中的用于固定支撑体系的钢挑梁通过穿墙螺栓固定于第九层以及第八层的混凝土墙体中,利用第九层和第八层的混凝土墙体的支撑力量稳定爬升式脚手架,为工人在施工中提供平衡稳定的施工条件。当第十层的施工工程完结后,可以将第八层的穿墙螺栓移至第十层,将整个爬架结构向高层提升一层。由此类推,在高层建筑的整个施工过程中,对上一层的施工可以借助高层建筑施工楼层以下两层墙体的固定力和平衡力达到施工的目的。
2.2 爬升式脚手架的基本结构
爬升式脚手架由两个部分构成,第一部分为爬架结构。爬架结构是爬升式脚手架的主要构成部分,包括爬升式脚手架的主要框架,即纵向结构和横向结构;爬升式脚手架的支撑框架,即对脚手架的主要框架起固定或稳定作用的结构部分;爬升式脚手架的附着支承结构,即用于填充脚手架横向结构的材料;爬升式脚手架的升降系统、架体系统和安全防护系统等等。这三个系统是保证爬升式脚手架正常工作不可缺少的部分。第二部分为爬升设备。爬升设备是对爬架结构起调节和控制作用的部分,是爬升式脚手架的技术构成部分。
3 爬升式脚手架的机位布置和主要工艺参数
东莞市亿佳商业中心项目1#-5#楼爬架各设置25个机位,分两片;1-11号机位为第一片,12-25号机位为第二片;爬架均从第3层(标高11.65米)开始组装,1#、2#楼爬架提升防护至33层(标高101米),3#、4#、5#楼爬架提升防护至26层(标高81.4米),然后高空拆除。
3.1 爬架平台的主要工艺参数
4 爬升式脚手架的安装和提升
4.1安装步骤为:
搭设平台架并做水平调整→铺设龙骨板→安装下节导轨、竖龙骨、辅助竖龙骨→加辅助支撑杆及斜拉杆→水平钢性拉结→安装第二道龙骨板→安装第一道安全立网→安装第一道附墙件并卸荷→安装中节导轨、竖龙骨、辅助竖龙骨→连续组拼架体直到安装完2层各组架为止→连续组拼架体直到安装完3层各组架为止→连续组拼架体直到安装完4层各组架为止→铺设电源线→安装提升设备(进入运行阶段)
4.2爬架平台提升步骤
架体提升前,总包方必须先做好主体结构的临边防护措施,否则架子不予提升,具体临边防护措施必须编制可实施性方案,必须严格按照实施方案进行提升作业。具体提升步骤:
A:现场指挥重新发布提升脚手架的指令。
B:脚手架提升高度为一个楼层高,提升到位后,现场指挥发布停止提升指令。
C:脚手架提升到位后,首先将翻板放下,并且固定好。
D:安装支顶器,支顶器必须拧紧顶实。
E:将电动葫芦松链,把提升挂座拆下,安装到上层相应位置并把提升钢丝绳挂好。注意在电动葫芦松链时,防止发生误操作(即应按下降按钮)。
F:爬架组装完毕后验收合格要试提升,一切正常方可正式提升。
4.3爬架平台提升流程图
5 爬升式脚手架在使用过程中的技术要点探讨
5.1爬升式脚手架施工安全防护技术要点管理
爬升式脚手架的安全防护体系是爬升式脚手架爬架结构的重要组成部分,它是维护施工工人安全的重要构件。爬升式脚手架的安全防护体系包括两个方面的内容。 5.1.1第一个方面为防坠体系
防坠体系是爬升式脚手架安全防护体系的主体,主要用于防止爬升式脚手架在升降的过程中,由于施工工人对脚手架的平衡性把握不准造成的坠落事件的发生。防坠体系的技术要点為:用穿墙螺栓将钢丝绳的一端固定在墙上作拉固点,另一端固定在脚手架的承力架的吊环中,当爬升式脚手架提升时,拉固点设在脚手架承力架的上方一层,借助上层墙壁的拉力将脚手架向上提升。当爬升式脚手架下降时,拉固点设立在与脚手架相平衡的位置,控制脚手架的平衡性。此外,为安全起见,爬升式脚手架在使用之前,应对各个部分进行检验,确保脚手架的各部分无质量问题。爬升式脚手架在使用的过程中,施工人员应对脚手架的拉固点进行精细的定位与检验,确保万无一失。
5.1.2第二个方面为防倾装置
防倾装置是保持爬升式脚手架垂直平衡的主要装置。它主要通过在与脚手架平行的位置设置拉固点,防止施工人员在施工的过程中,由于施工动作的开展而出现脚手架左右晃动,进而发生倾斜危及施工人员人身安全的行为。该装置的技术要点为:防倾装置的安装应与建筑物的实际情况相符合,即防倾装置在安装的过程中应严格考虑建筑物的外观,将脚手架的布置与建筑物的外观准确吻合,防止出现漏洞或架体重心偏移。
5.2 特殊部位脚手架的应用技术要点
用于高层建筑外部的爬升式脚手架的安装与升降是爬升式脚手架施工中最容易的一环,这其中只要做好爬升式脚手架升降过程中的拉固点的固定工作,防止脚手架发生倾斜或者钢绳突然断裂的情况。但是高层建筑的施工是一项极其复杂的工程,爬升式脚手架应用的范围除建筑物外部各楼层的施工外,还包括电梯、塔吊、架体不同步、飘窗和阳台等等,且这些部位在安装脚手架上有一定的难度,因而技术含量较高。
5.2.1 爬升式脚手架在电梯施工中的技术要点
电梯安装的位置十分狭小且较为密闭。在如此的环境中施工时,由于视野的封闭爬升式脚手架无法从底层一直连续至顶层。考虑到这种情况,爬升式脚手架应进行爬架隔断处理。爬架隔断处理是指在布置爬升式脚手架的过程中将脚手架布置成专门负责几个楼层施工的状态。当固定的几个楼层施工完成后,将脚手架布置于另一处施工地。布置地点与布置地点之间不连续。这样做的好处是:第一,可以解决爬升式脚手架在高层建筑电梯施工过程中的视野封闭问题,便于脚手架的操作;第二,可以节约脚手架使用的施工材料。从底层一直连续至顶层的爬升式脚手架其钢管和固定装置的使用数量明显多于爬架隔断处理的钢管和固定装置的数量;第三,降低施工难度。爬架隔断处理的爬升式脚手架在高层建筑的施工过程中,其施工难度相当于在低层建筑中施工。该项目施工电梯穿过爬架两层半,爬架和施工电梯位置关系如下图所示:
5.2.2 爬升式脚手架在塔吊附墙处理的技术要点
塔吊附墙不能与提升机构及竖向龙骨发生干扰。在塔吊附墙处,采用特质的活动龙骨板,活动龙骨板一端采用合页焊接在固定龙骨板端头角钢上,两者之间采用活动板连接角钢连接,当附墙和龙骨板抵触时,活动板连接角钢松开活动龙骨板边的螺栓,把活动龙骨板翻转上去,翻转上去前在龙骨板上下(避开附墙)增加临时横龙骨,架体通过附墙后恢复活动龙骨板,安装好转角连接角钢。此处的防护网也采用可活动式的在现场用合页连接,当附墙和防护网相抵触时,两片防护网打开,架体通过附墙后恢复防护网。提升时应设专人看守,确保提升安全和支架整体性。
5.2.3架体分片提升,架体不同步的处理措施技术要点
由于架体分片提升,先提升的一片架体的底部比后提升的另外一片架体的底部高出一个楼层的高度,因此,在爬架准备提升前,先在后提升的另外一片架体的侧面增加防护网防护,等架体提升同步后,再把防护网拆除。
5.2.4爬升式脚手架在飘窗和阳台处的施工技术要点
由于飘窗和阳台的承重能力有限,在安装爬升式脚手架的过程中应采取特殊的安装方式。这一特殊的安装方式具体包括以下几个方面:第一,在进行飘窗和阳台的施工过程中,需要设置两种导轨类型,第一种为标准型的导轨,这类导轨主要用于规定爬升式脚手架的线路;第二种为专门设计处理的导轨,这类导轨主要用于防止爬升式脚手架在施工的过程中由于重力偏离而导致的坠架或倾斜事故的发生。第二,爬升式脚手架的安装流程应严格按照安全标准进行安装。首先要搭建安装爬升式脚手架的施工平台,该平台是脚手架安装的起始点,主要负责脚手架施工设备的安放与调配;其次安装导轨,导轨的安装应根据实际情况确定导轨的数量;再次,铺设操作层脚手板。操作层脚手板是施工工人施工的平台;最后,固定并检验各类拉固点,确保爬升式脚手架在升降过程中的安全性。
6 结束语
本文是对爬升式脚手架使用技术要点进行详细探讨,文章从爬升式脚手架的构造和基本原理着手,重点介绍了爬升式脚手架的安全防护体系和在电梯、塔吊、架体不同步、飘窗和阳台等特殊部位的施工技术,希望随着爬升式脚手架工艺技术的日渐成熟和推广使用,必将成为一项能显著提升高层建筑的施工管理效率和安全可靠性的新技术。
参考文献:
[1]覃朝明.论爬升式脚手架在高层建筑应用的重点与难点[J].建材与装饰,2013,(16)
[2]李辉.爬升式脚手架在高层建筑中的应用[J].辽宁建材,2007,(11)
[3]牛顿.浅谈爬升式脚手架的应用技术[J].科技视界 ,2013,(30)
[4]李宪滨.爬升式外墙脚手架施工安全防护技术管理[J].建筑·建材·装饰,2010,11(1)
[5]张明星.导轨框架式爬升脚手架施工技术[J].建筑技术,2011,42(1)