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            超高層導軌式爬架網安全施工技術

            發布日期:2017-05-17 16:54:29 總瀏覽:

            摘要:調度通訊樓工程采用桁架導軌式爬架施工技術。桁架導軌式爬架由架體、升降承力結構、防傾防墜裝置和動力控制系統四部分構成。通過桁架導軌式爬架安裝、防護、升降、拆除技術的應用,保證了工程質量,取得了預想中的經濟效益及社會效益。

            1 工程概況
            調度通訊樓工程緊鄰黃河,是甘肅省重點工程,國家電網重點工程,建筑面積90 691 m2,建筑高度188 m,是甘肅省**高樓,蘭州市新地標建筑。其外墻飾面為玻璃幕墻和石材幕墻。本文主要敘述的是超高層桁架導軌式爬架施工方法及安全防護施工技術的應用。

            2 施工特點與難點
            (1) 本工程第4~37層的層高基本一致, 因此可將4~37層視為標準層。
            (2) 本工程工期較緊,且對施工質量、安全、進度等要求格外嚴格, 作為施工外防護及外操作平臺的外架形式選擇是重中之重。如何在保證施工安全的情況下,抓好施工質量,加快施工進度是本工程外架施工方案難點。
            (3) 根據施工安排,鋼結構與混凝土結構施工錯開,先行施工鋼結構,鋼結構施工與混凝土施工工作面不在同一平面,鋼結構施工在上,混凝土施工在下,因鋼結構施工焊縫為坡口熔透焊縫, 焊渣對下層混凝土施工安全及普通防護用密目網的防火要求是工程重點。

            3 桁架導軌式爬架綜合施工技術及方法
            桁架導軌式爬架由架體、升降承力結構、防傾防墜裝置和動力控制系統四部分構成。架體部分,提升點處設置豎向主框架, 豎向主框架底部由水平支承桁架相連;動力控制系統采用單軌吊車,并固定在架體上同時升降,避免頻繁摘掛。經綜合分析本工程特點與難點,桁架導軌式爬架是*適合本工程的外架形式。

            3.1 桁架導軌式爬架的設計及平面布置
            3.1.1 設計要求
            桁架導軌式爬架自第4層頂開始搭設, 逐層提升,爬架使用為6~37層。正立面因有斜柱,自第9層頂以下1.3m處開始搭設。結構施工時提升需滿足上層扎筋立模、下層拆模、周轉材料的施工防護及操作需要;結構施工到第37層后,可高處拆除。

            3.1.2 立面設計及材料選擇
            (1) 升降點處爬架架體立面為定型加工的主框架。爬架總高19.8m,步高1.8m,架寬0.9m,共鋪設5層木腳手板。架體高度為操作層下4層,操作層上一層加1.8m安全防護。

            (2) 動力系統固定在主框架上, 吊點橫梁設置在第三步架上,以保證足夠提升高度。
            (3) 主框架外搭防護鋼管架。
            (4) 鋼結構坡口熔透焊縫,焊接時焊渣掉落,防火方面需注意,鑒于以上原因,爬架外防護密目安全網改為全鋼絲網(圖1)。
            埋點位置預埋件構件示意

            3.1.3 預埋點位置及預埋構件設計
            (1) 穿墻螺栓尺寸為M30,雙螺母。
            (2) 穿墻螺栓預留孔從7層頂板梁上開始設置。
            (3) 內套鋼管為1層用量,應周轉使用(圖2)。

            3.1.4 爬架與塔式起重機關系
            (1) 在塔式起重機扶壁之間不設爬架底座,搭設鋼管架, 架體與塔式起重機兩側底座上鋼管架采用搭接連接,滿鋪腳手板。
            (2) 爬架架體在升降過程中若遇塔式起重機附墻桿阻擋,只需將相應位置處鋼管架桿件暫時拆除,拆除后側面口用鋼絲網封閉,并做安全標示,通過后立即恢復鋼管架即可。

            3.1.5 爬架與施工電梯關系
            在主體結構施工時,施工電梯始終在爬架下面;主體結構施工到第37層后,施工電梯處的爬架拆除。

            3.2 桁架導軌式爬架的安裝與拆除
            爬架安裝流程: 提升底座及主框架安裝→主框架外防護鋼管架搭設→升降承力結構安裝→動力及控制系統安裝。
            3.2.1 提升底座及主框架安裝
            在組裝平臺上組裝桁架導軌式爬架。組裝平臺外立檐距爬架內排立桿300 mm,外立檐設1.5 m高防護攔桿,穩固且能承受3 kN/m2的均布荷載(圖3)。
            安裝平臺搭設示意
            3.2.2 主框架外防護鋼管架搭設
            3.2.2.1 基本尺寸及注意事項
            (1) 立桿縱距不大于1.50 m,大橫桿步距1.50 m,架寬0.9m。
            (2) 相鄰大橫桿接頭應布置在不同立桿縱距內。
            (3) *下一步大橫桿和小橫桿使用雙排桿,以保證架體整體剛度。
            (4) 相鄰立桿接頭不得在同一步架內。
            (5) 腳手架每搭設二步, 應與樓內樓板預留鋼環或和框架柱拉結,確保腳手架穩定。

            3.2.2.2 腳手架外立面滿搭剪刀撐
            搭設剪刀撐時,應從架體底部搭設至頂部,斜桿角度為45°~60°,斜桿間距不超過4根立桿且不應大于6m,剪刀撐與剪刀撐之間要相互平行; 剪刀撐斜桿接長宜采用搭接,搭接長度不小于1 000 mm,采用3個旋轉扣件,端部扣件蓋板邊緣至桿端距離不應小于100mm。

            3.2.2.3 腳手板及擋腳板搭設
            (1) 腳手架底層滿鋪腳手板,以上共鋪設3層木腳手板。腳手板采用木腳手板(50mm厚)。
            (2) 結構施工時,腳手板操作層3層;利用竹笆腳手板時,可逐步鋪設。
            (3) 作業層腳手板應滿鋪,并保證鋪設牢固、離墻距離200~300mm。
            (4) 腳手板鋪設可采用對接或搭接鋪設。對接鋪設時,接頭處須設兩根橫向水平桿,腳手板外伸長度不得大于150 mm, 兩塊腳手板外伸長度之和不應大于300 mm;搭接鋪設時,接頭須支在橫向水平桿上,搭接長度應大于200 mm,其伸出橫向水平桿的長度應不小于100mm(圖4,5)。

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            (5) 作業層端部腳手板探頭板長度不得超過150mm,并用16號鐵絲與橫向水平桿綁扎牢固。拐角、斜道平臺口處的腳手板應與橫向水平桿連接可靠,防止滑動。

            (6) 爬架底層腳手板宜采用木腳手板鋪設,其縫隙小于5mm。
            (7) 在操作層外排架處,利用木板、膠合板等搭設擋腳板,其高度以150~200 mm為宜。擋腳板設置于外排架安全網外側,擋腳板應垂直于腳手板、高度一致,對接縫設置于立桿處,利用10號鐵絲與立桿固定。

            3.2.2.4 翻板制作
            在爬架*底層和中間內排架與墻體之間制作安裝兩道翻板。翻板采用膠合板制作,利用標準件或自制加工的鉸鏈連接。制作翻板時,要依照建筑結構外形,分塊制作,遇機位時,制作凹槽。翻板應連續設置,拼縫及腳手板和建筑物的間隙應小于10 mm, 翻板水平夾角應控制在30°~60°。翻板制作安裝時間可設在爬架第1次提升后。

            3.2.2.5 架體斷片端頭防護搭設
            腳手板層搭接活動排板, 爬架使用工況下利用鋼筋固定,搭接長度大于300 mm。操作層斷片處,距離0.6m和1.2 m高處搭設兩道防護欄桿,防護欄桿及小橫桿距建筑物端應小于200 mm;若保留通道,提升到位后馬上封閉。斷片處鋪設密目安全網。

            3.2.2.6 爬梯搭設
            爬梯設置在爬架提升跨度較小的跨內。利用鋼管扣件搭設,搭設角度在30°~50°。爬梯須兩側搭設扶手桿,臺階封閉。各流水段設1個,并做好防護。

            3.2.3 升降承力結構安裝
            (1) 在腳手架搭設1層高度時,開始安裝升降承力系統。
            (2) 安裝斜拉鋼絲繩:將第1根橫梁用穿墻螺栓安裝在墻上,然后安裝斜拉鋼絲繩。每套爬升機構安裝4根斜拉鋼絲繩,安裝于爬架第1個橫梁和第2個橫梁上。左右主框架內外立桿各拉結兩根斜拉鋼絲繩, 一端裝于花籃螺栓(M24型)上,花籃螺栓利用銷軸(覫20×70)裝于橫梁上且花籃螺栓中心長度調整適中; 斜拉鋼絲繩另一端纏繞于主框架上,禁止纏繞在棱角上,利用繩卡固定斜拉鋼絲繩兩端或斜拉鋼絲繩與花籃螺栓預先編插連接(表1)。安裝時繩卡方向為同一方向U形頭在鋼絲繩副繩頭一端。
            繩卡規格及數量

            (3) 在結構施工上升1層時,安裝第2根橫梁。
            (4) 在**根橫梁與第2根橫梁之間安裝豎拉桿和斜拉桿。
            (5) 安裝導軌,使其位于橫梁上的導輪之間。
            (6) 隨結構施工上升,安裝第3根橫梁。
            (7) 在第2根橫梁與第3根橫梁之間安裝豎拉桿和斜拉桿。

            3.2.4 提升鋼絲繩安裝
            提升鋼絲繩從底座內大滑輪穿過, 將鋼絲繩嵌入大滑輪槽中并保證大滑輪轉動, 一端掛于**根橫梁上,另一端穿過底座內大滑輪掛于單軌吊車下吊鉤上,注意單軌吊車下吊鉤位置與單軌吊車上吊鉤之間的垂直距離應滿足提升一標準層的距離需要。

            安裝應注意,葫蘆要嚴格按設計位置懸掛,避免腳手架升降時葫蘆刮到橫梁,并在葫蘆上設置硬防護,以防止混凝土的污染和重物砸損。

            3.2.5 動力及控制系統安裝
            (1) 在葫蘆懸掛處的同層腳手架上,在總電源附近向外,在平臺上搭設一個1.8m×1.2m封閉的控制間,要求能防風防雨將電控柜放置在控制間內, 按流水段分別設置。
            (2) 將單軌吊車安裝在提升吊點上。
            (3) 將每個單軌吊車分別與控制柜連線。要求統一布線、固定,并應符合電控柜及單軌吊車有關技術規范和要求及安全操作規程。
            (4) 電器系統要有效接地。
            (5) 所有葫蘆接通電源后,必須保持正反轉一致。

            3.3 爬架的升降
            爬架升降如圖6所示。
            爬架升降程序示意
            3.3.1 爬架升降流程
            (1) 將葫蘆掛好并進行預緊,預緊單軌吊車,按提升點逐個預緊。
            (2) 進行升降前的檢查,并填寫爬架升降前檢查記錄表。
            (3) 除操作人員外,其他人員不得在腳手架上滯留。建筑物周圍20 m內嚴禁站人,并設專人監護。
            (4) 松開斜拉鋼絲繩,解除腳手架與建筑物之間的約束。
            (5) 各提升點要速度均勻,行程一致,速度不得大于9 cm/min。

            (6) 加強升降過程中檢查,主要內容有以下幾點:
            1) 升降是否同步, 當相鄰兩點行程高差大于30mm時,應停止升降,通過點控將架子調平;
            2) 支架是否出現明顯變形,若變形明顯,應停止升降,找出原因,進行處理;
            3) 檢查葫蘆運行是否正常,鏈條是否翻鏈、扭曲;
            4) 是否有影響升降的障礙物(升降前檢查時就應該排除掉)。

            3.3.2 **次提升爬架的步驟
            (1) 爬架操作人員各就各位,由架子班長發布指令提升爬架。
            (2) 爬架提升起100 mm后,停止提升,對爬架進行檢查,確認安全無誤后,將斜拉鋼絲繩拆除,并且放置好,由架子班長發布指令繼續提升爬架。
            (3) 在爬架提升過程中,爬架操作人員要巡視爬架的提升情況,發現異常情況應及時吹口哨示警。
            (4) 電控柜操作人員聽到口哨聲立即切斷電源,停止提升爬架,并通知架子班長,等查明原因后,由架子班長重新發布提升爬架的指令。
            (5) 爬架提升高度為樓層高,提升到位后,班長發布停止提升指令。
            (6) 爬架提升到位后,首先安裝斜拉鋼絲繩,并將每根斜拉鋼絲繩預緊均勻。
            (7) 斜拉鋼絲繩安裝好后,再安裝腳手架上端懸臂處與建筑物的拉結。將翻板放下,并固定好底座處架體與結構支撐。
            (8) 將單軌吊車的鏈條往下放,為下次提升準備。注意在單軌吊車放鏈條時,防止誤操作。
            (9) 進行升降后的檢查,并填寫爬架升降后加固檢查記錄表。

            (10) 在下列情況下禁止進行升降作業: 1) 下雨、下雪、五級(含五級)以上大風等不良氣候條件下;
            2) 視線不良時;3) 分工、任務不明確時。

            3.4 爬架使用的注意事項
            (1) 爬架安裝完畢,由施工總承包單位、分包單位、爬架單位共同進行驗收,驗收合格方可使用。
            (2) 爬架升降作業時禁止非爬架操作人員上架施工, 爬架升降作業完畢, 經管理人員按規定檢查同意后,方能允許非爬架操作人員上架施工。
            (3) 爬架按立面設計自身高度搭設完畢后,不能在爬架上任意加高或擴展搭設架體及廣告宣傳牌,如需要須進行專項方案設計。
            (4) 爬架不允許超載使用或承受集中荷載。使用工況下爬架允許3個操作層同時施工,但按所有操作層垂直投影面積計算,每m2荷載*大6kN。爬架不得施加集中荷載,不得施加移動荷載。
            (5) 所有與爬架有牽連的其他設施(如物料平臺等), 在使用時應由建筑結構獨立承擔其引起的荷載,禁止荷載直接傳遞于爬架上。
            (6) 禁止大模板放置于爬架上。外墻模板不得以爬架作為加固支撐。
            (7) 爬架使用時任何人不能隨意拆除爬架構件及桿件,爬架爬升機構專用構件不得任意用其他材料代用。
            (8) 爬架使用過程中禁止以下違章作業:利用爬架吊運物料、在爬架上推車、在爬架上拉結吊裝纜繩(索)、任意拆除結構件或松動連接件、拆除或移動爬架上的安全防護措施、塔式起重機等起吊物料時禁止碰撞或者扯動爬架架體、禁止向爬架操作層腳手板上傾倒施工渣土、禁止用爬架支頂模板。

            (9) 爬架使用過程中,應每月進行一次檢查,當預計停工一個月以上或遇五級以上大風時, 應全面檢查并采取加固措施。
            (10) 爬架使用過程中對螺栓連接件、升降動力設備、防傾防墜裝置、電控設備等應進行使用過程中維護保養。包括可調拉桿均需涂機油或黃油再用彩條布包封;澆筑后清除導輪組、橫梁、底座上的混凝土等雜物;單軌吊車表面利用帆布或者塑料布包封, 葫蘆鏈條定期涂潤滑油;電控柜應具有防雨、防潮、接地、避雷、防曬、烘烤等措施。

            (11) 雨、雪、大風天氣后,檢查爬架是否正常。
            (12) 每次提升爬架后,履行交接檢查手續。
            (13) 爬架提升后,及時進行臨邊防護。
            (14) 經常對架體進行建筑垃圾的清理工作。

            3.5 桁架導軌式爬架高處拆除
            3.5.1 拆除順序原則
            (1) 先拆上后拆下、嚴禁上下同時拆。
            (2) 先拆外側后拆內側、嚴禁內外同時拆。
            (3) 先拆鋼管后拆爬架升降設備。
            (4) 先拆兩提升點中間后拆提升點。
            (5) 架體拆完后再拆除斜拉鋼絲繩。

            3.5.2 桁架導軌式爬架高處拆除
            (1) 拆第3節主框架以上范圍內腳手板、安全網、橫桿、立桿、剪刀撐。
            (2) 拆除第3節主框架;隨后拆除*上1根橫梁及與之相連的豎拉桿、斜拉桿、斜拉鋼絲繩。
            (3) 拆第2節主框架高度范圍內腳手板、安全網、橫桿、立桿、剪刀撐;隨后拆除*下1根橫梁及與之相連的制動軌、豎拉桿、斜拉桿;并在水平支承框架上層內外側、下層內外側用通長鋼管加固,在中間橫梁的上下處與第二主框架用鋼管加固好,以防吊裝時脫落。為分段(*多兩個提升點)拆除起吊作準備。
            (4) 在塔式起重機吊住水平桁架時,松開中間橫梁與建筑結構連接的穿墻螺栓,用塔式起重機分段(*多兩個提升點)吊至地面拆除。

            3.6 效益分析
            在使用桁架導軌式爬架后的施工中, 加快了施工進度,縮短了工期,實現了在2個月時間內完成9層結構施工。流水施工嚴密,因爬架的提升簡單易行,施工時爬架根據流水段的劃分分段提升, 對工程的流水施工無耽擱。因防護密目網改為鋼絲網,有效防止了鋼結構焊渣掉落的火災隱患。經濟方面外爬架因其先進性,與傳統超高層建筑外架施工相比節省了人工與材料倒運及安裝拆除工序。爬架的普及提高了整體建筑施工水平,特別適用于超高層建筑,操作簡便、安全、快捷。針對現有超高層建筑基本都涉及鋼結構或型鋼混凝土結構,普通密目安全網防火性能差,改密目防護網為鋼絲網,是本工程一亮點,完全克服了鋼結構焊接焊渣火災隱患這一問題, 同時還克服了傳統超高層建筑外架施工的缺點, 安全性及穩定性通過計算亦能滿足施工要求,值得推廣。

            4 結語
            本工程通過桁架導軌式爬架的使用及安全防護的變更,保證了工程質量,加快了工程進度,在安全防火防護方面取得了預想中的效果, 并取得了預期的經濟效益及社會效益。


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