高層鋼框架中心提升式附著升降腳手架應(yīng)用技術(shù)

厲天數(shù)

1. 同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院 上海 200092；2. 浙江城建建設(shè)集團(tuán)有限公司 杭州 310007

1 工程概況

山西某世紀(jì)廣場(chǎng)工程由A、B、C三幢樓組成，其中A樓為1幢30層五星級(jí)酒店、B樓為30層生態(tài)商務(wù)辦公樓，C樓為30層高級(jí)公寓式辦公樓，總建筑面積182 373 m2。其中A樓建筑高度為109.55 m，鋼框架-剪力墻核心筒結(jié)構(gòu)，柱子基礎(chǔ)頂至6層采用鋼骨柱，6層以上采用方鋼管混凝土柱，框架梁采用工字鋼梁，樓板采用非壓型鋼板混凝土現(xiàn)澆樓蓋。主體外框架鋼結(jié)構(gòu)采用整體電動(dòng)式升降腳手架（型號(hào)HFA-2001）作為施工防護(hù)，整體電動(dòng)升降腳手架掛結(jié)于主體結(jié)構(gòu)型鋼梁上，工程已竣工驗(yàn)收，整體電動(dòng)升降腳手架已安全拆除。

2 工藝特點(diǎn)

1）本工程設(shè)計(jì)了一種用于鋼框架結(jié)構(gòu)非壓型鋼板組合樓蓋結(jié)構(gòu)的中心提升式附著升降腳手架附著裝置，通過(guò)該附著裝置將中心提升式附著升降腳手架附著在結(jié)構(gòu)鋼梁上，經(jīng)設(shè)計(jì)復(fù)核，此附著方式滿足結(jié)構(gòu)鋼梁承載力和架體整體穩(wěn)定要求。該附著裝置不需采用穿過(guò)結(jié)構(gòu)樓板的抱箍式，不影響現(xiàn)澆樓板混凝土支模、鋼筋綁扎等下道工序，具有制作簡(jiǎn)單、安拆方便、安全可靠、可周轉(zhuǎn)使用等特點(diǎn)。

2）針對(duì)鋼框架非壓型鋼板組合樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一種防傾導(dǎo)向件固定裝置，該固定裝置將防傾覆導(dǎo)軌的支座固定在鋼梁上，不需在結(jié)構(gòu)上安裝預(yù)埋件和穿過(guò)樓板，不影響現(xiàn)澆樓板混凝土支模、鋼筋綁扎等下道工序，同樣具有制作簡(jiǎn)單，安拆方便、安全可靠、可周轉(zhuǎn)使用等特點(diǎn)。

3）針對(duì)鋼框架非壓型鋼板組合樓蓋結(jié)構(gòu)無(wú)處埋設(shè)連墻件預(yù)埋件的難題，設(shè)計(jì)了一種專用的連墻件，通過(guò)該連墻件將架體連接固定在鋼梁上，保證了架體整體穩(wěn)定性。

4）將斜拉桿與附著裝置連接，架體底部設(shè)置承重托架，通過(guò)斜拉桿將承重托架與鋼掛板相連接，保證了整體電動(dòng)升降腳手架的穩(wěn)定性。

3 工藝原理

3.1 構(gòu)造組成

中心提升式附著升降腳手架由附著支承機(jī)構(gòu)，架體系統(tǒng)，提升控制系統(tǒng)，防墜、導(dǎo)向防傾安全控制裝置，同步控制系統(tǒng)，電動(dòng)葫蘆組成。架體系統(tǒng)由豎向框架及水平桁架組成。提升控制系統(tǒng)主要由吊拉桿、升降鋼梁、荷載傳感器組成，電動(dòng)葫蘆為低速環(huán)鏈，額定起重質(zhì)量不少于7.5 t，升降速度不大于0.20 m/min，電控柜具有點(diǎn)控、群控、急停功能，配置過(guò)載、過(guò)流的安全保護(hù)裝置，具有短路及缺相漏電保護(hù)功能。防墜安全控制裝置由防墜拉桿、防墜桿、防墜落安全鎖組成，采用與同步控制系統(tǒng)監(jiān)控反饋聯(lián)動(dòng)[1,2]。導(dǎo)向防傾安全控制裝置由專用導(dǎo)軌和滑輪組成，導(dǎo)向防傾安全控制裝置與結(jié)構(gòu)固定支座由槽鋼及鋼板夾片組成，中心提升式附著升降腳手架構(gòu)造如圖1所示。

3.2 技術(shù)原理

圖1 中心提升式附著升降腳手架構(gòu)造示意

1）根據(jù)結(jié)構(gòu)外形，在鋼框架外落地腳手架上安裝承重托架、主框架、副框架、提升梁、上拉桿、電動(dòng)葫蘆、防墜裝置、防傾覆裝置、同步裝置等，并搭設(shè)上部架體，將特殊附著裝置——鋼掛板——安裝在鋼框架梁的下翼緣板上，通過(guò)斜拉桿將承重托架與鋼掛板相連接，并緊固上下端螺栓，以滿足架體的承載力要求，通過(guò)特殊導(dǎo)向防傾固定裝置固定在鋼框架梁的下翼緣板上，從而實(shí)現(xiàn)架體的整體提升。

2）根據(jù)高層、超高層建筑鋼框架非壓型鋼板組合樓蓋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，常規(guī)附著裝置無(wú)法固定在結(jié)構(gòu)鋼梁上，并且鋼梁不允許焊接、打孔等方式，本工程的附著裝置通過(guò)彎鉤單頭螺桿的彎鉤一端固定在結(jié)構(gòu)型鋼梁下翼緣上，另一端通過(guò)吊掛在結(jié)構(gòu)型鋼梁下翼緣上并且兩端已焊接U形掛板的連接板槽鋼預(yù)先設(shè)置的圓孔，用雙螺母與斜拉桿、耳板牢固地固定在結(jié)構(gòu)型鋼梁上，懸臂鋼梁與彎鉤單頭螺桿通過(guò)雙螺母連接固定在連接板槽鋼上，使懸臂鋼梁牢固地固定在結(jié)構(gòu)型鋼梁上，然后通過(guò)斜拉桿、升降梁把架體固定在附著裝置上，懸臂深支座安裝附著裝置方法如圖2所示，斜拉桿支座安裝附著裝置如圖3所示。

圖2 懸臂梁支座安裝附著裝置

3）中心提升式附著升降腳手架導(dǎo)向防傾安全控制裝置通過(guò)防傾導(dǎo)向件固定裝置將其固定在結(jié)構(gòu)鋼梁上，在槽鋼一端用2根短槽鋼焊接成水平放置的U字形卡件卡在結(jié)構(gòu)型鋼梁下翼緣上，槽鋼接近中間部位采用螺栓加墊片固定在結(jié)構(gòu)型鋼梁下翼緣上，使防傾導(dǎo)向件牢固地固定在結(jié)構(gòu)型鋼梁上（圖4）。

圖3 斜拉桿支座安裝附著裝置

圖4 防傾導(dǎo)向件固定裝置構(gòu)造

4 工藝操作要點(diǎn)

4.1 附著支承機(jī)構(gòu)及防傾覆導(dǎo)向件支座制作

4.1.1 附著支承機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、制作

附著支承機(jī)構(gòu)由彎鉤單頭螺桿、連接板槽鋼、U形掛板、結(jié)構(gòu)型鋼梁、雙螺母、加強(qiáng)側(cè)板、懸臂梁、斜拉桿、斜拉桿耳板組成。利用連接板槽鋼兩端與U形掛板焊接連接，U形掛板U形開口處掛在結(jié)構(gòu)型鋼梁下翼緣上，彎鉤單頭螺桿彎鉤端吊掛在結(jié)構(gòu)型鋼梁，另一端穿過(guò)連接板槽鋼預(yù)先設(shè)置的連接圓孔，連接板槽鋼開口方向腹板處襯加強(qiáng)側(cè)板，斜拉桿與耳板通過(guò)雙螺母與彎鉤單頭螺桿固定在連接板槽鋼上，懸臂鋼梁一端焊接鋼板并預(yù)先留設(shè)連接圓孔與彎鉤單頭螺桿通過(guò)雙螺母固定在連接板槽鋼上（圖5），加強(qiáng)側(cè)板與連接板槽鋼采用焊接連接[3]。

圖5 附著支承機(jī)構(gòu)制作大樣

4.1.2 防傾覆導(dǎo)向件固定支座設(shè)計(jì)、制作

防傾覆導(dǎo)向件由第一槽鋼1（6#槽鋼）、第二槽鋼2（6#槽鋼）、第三槽鋼3（6#槽鋼）、第一墊片5（100 mm×100 mm×10 mm）、第二墊片6（70 mm×100 mm×20 mm）、M27螺栓及配套螺母組成，主要利用第一槽鋼的尾部與第一槽鋼、第二槽鋼焊接成水平向U字形卡件。

4.2 架體附著支承機(jī)構(gòu)的安裝

1）附著支承機(jī)構(gòu)通過(guò)彎鉤單頭螺桿的彎鉤一端固定在結(jié)構(gòu)型鋼梁下翼緣上，另一端通過(guò)吊掛在結(jié)構(gòu)型鋼梁下翼緣上并且兩端已焊接U形掛板的連接板槽鋼預(yù)先設(shè)置的連接圓孔，用雙螺母與斜拉桿與耳板牢固地固定在結(jié)構(gòu)型鋼梁上，同樣，懸臂鋼梁與彎鉤單頭螺桿通過(guò)雙螺母連接固定在連接板槽鋼上，使懸臂鋼梁牢固地固定在結(jié)構(gòu)型鋼梁上，使附著升降腳手架拉結(jié)件固定在主體鋼梁下翼緣板上，依靠鋼梁來(lái)承受架體提升的豎向荷載和水平荷載（圖6）。

圖6 附著支承機(jī)構(gòu)

2）提升機(jī)構(gòu)由提升梁（8＃槽鋼對(duì)焊而成）、拉桿（M27長(zhǎng)螺栓，另一端焊接吊耳）、穿墻螺栓（M27）、承重葫蘆等組成，根據(jù)結(jié)構(gòu)情況，各提升設(shè)備附著點(diǎn)均固定在主體鋼梁下翼緣板上，螺桿安裝垂直度偏差控制在2%以內(nèi)，螺帽不少于2個(gè)。

4.3 電動(dòng)升降腳手架提升

電動(dòng)升降腳手架提升作業(yè)的升降動(dòng)態(tài)見(jiàn)圖7。

圖7 升降動(dòng)態(tài)

1）提升號(hào)令必須明確統(tǒng)一，聽到口令后，立即按動(dòng)“上升”按鈕。

2）各單元操作架負(fù)責(zé)人密切注意電動(dòng)葫蘆運(yùn)轉(zhuǎn)、提升速度及承重托架與鏈條拉接情況。

3）升降過(guò)程中，若出現(xiàn)異常情況，必須立即停止升降進(jìn)行檢查，徹底查明原因、消除故障后方能繼續(xù)升降。每一次異常情況均應(yīng)作詳細(xì)的書面記錄。

4）升降作業(yè)時(shí)間需選在下班時(shí)間進(jìn)行作業(yè)。

4.4 電動(dòng)升降腳手架提升后加固工作

將承重托架的2根下拉桿與建筑物連接，安裝好臨時(shí)拉結(jié)，并將架體底部防護(hù)到位。松開電動(dòng)葫蘆鏈條，松動(dòng)并脫開上部承重支架的斜拉桿及上部承重支架上的螺栓，用手拉葫蘆將整套提升設(shè)備升至下次提升所需位置[4]。整體腳手架交付施工使用時(shí)，必須安裝臨時(shí)連墻件，連墻件由彎鉤單頭螺桿、拉結(jié)掛板、U形掛板、結(jié)構(gòu)型鋼梁、雙螺母、墊片、鋼管連墻件、鋼管扣件、外腳手架內(nèi)立桿組成，主要利用拉結(jié)掛板設(shè)置拉結(jié)孔，拉結(jié)掛板一端與U形掛板焊接連接，U形掛板在U形開口處掛在結(jié)構(gòu)型鋼梁下翼緣上，彎鉤單頭螺桿彎鉤端吊掛在結(jié)構(gòu)型鋼梁，另一端穿過(guò)拉結(jié)掛板預(yù)先設(shè)置的拉結(jié)孔，彎鉤單頭螺桿穿過(guò)拉結(jié)孔后再伸入作為連墻桿φ48.3 mm×3.6 mm鋼管，鋼管與拉結(jié)掛板頂緊，并與外腳手架內(nèi)立桿通過(guò)鋼管扣件連接，鋼管外側(cè)端部用鋼板墊片與彎鉤單頭螺桿采用雙螺母進(jìn)行緊固（圖8）。

圖8 臨時(shí)拉結(jié)

5 實(shí)施效果

中心提升式附著升降腳手架通過(guò)特殊附著裝置附著于結(jié)構(gòu)鋼梁上，滿足了附著架自身質(zhì)量、架體承載力及穩(wěn)定性要求，有效地解決了高層建筑鋼框架非壓型鋼板組合樓蓋結(jié)構(gòu)施工的安全圍護(hù)問(wèn)題，具有節(jié)約鋼材、節(jié)約工期、節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)[5]。

該腳手架被廣泛應(yīng)用于高層及超高層建筑建筑鋼框架非壓型鋼板組合樓蓋結(jié)構(gòu)施工中，社會(huì)效益顯著；與懸挑腳手架成本相比節(jié)省費(fèi)用27.9萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。特殊附著裝置由工廠加工制作，并可以多次周轉(zhuǎn)使用，符合綠色節(jié)能、環(huán)保要求。