高层建筑整体电动爬架施工技术

　　摘要：爬架技术比常规施工的标准要求高很多，就很难满足和实现，这对保证工程质量和该技术的推广应用带来了困难。本文结合实际工程，介绍了整体电动爬架施工技术在高层建筑中的应用，并详细介绍了施工工艺及质量控制措施。
　　关键词：高层建筑、整体电动爬架、施工工艺
　　
　　1工程概况
　　广州全球通大厦为多功能商住办公楼，高34层，地下室2层，裙楼4层，5～31层为办公楼，32～34层为屋顶机房，大厦的外架从塔楼的第五层开始，采用整体电动升降爬架。爬架由钢管扣件搭设的四层半高封闭式的外脚手架系统，承力桁架、承力拉杆和连接螺栓组成的承力系统，以及电动葫芦、总控制台组成的电控升降系统这三大部分构成。爬架使用26个电动葫芦作升降设备，间距4000～7000mm，最小间距位于平面转角部位，最大部位位于提升字架处。爬架总高18.6m，由13步架组成，每步架步距1.4m，可同时满足4个标准层结构施工及外装修操作要求；最顶一步架高出作业层一步架，以满足结构施工的安全防护要求。
　　2模板升降原理
　　整体爬架工艺原理就是利用挂在与结构相连的构件上的电动葫芦将外架整体逐层提升，整个外架好似高层建筑的整圈活动吊篮。脚手架搭设4层半高，架体最下一步为整个架体的承力桁架，承力桁架承受上部架体传下的全部荷载，并将受力传给底部的承力托。当爬架处于固定状态时，承力托通过斜拉杆与穿墙螺杆把受力传给建筑结构；当爬架处于提升状态时，承力托通过电动葫芦、承力钢梁、提升拉杆与穿墙螺杆把受力传给建筑结构。电动葫芦悬挂在提升钢梁上，而提升钢梁则用提升拉杆和穿墙连接螺栓固定在建筑物上，电动葫芦整体提升承力托，带动爬架上升，导向轮和导向杆起着防止外架倾斜和起着垂直升降导向作用。承力拉杆中间设置有调节螺杆，调整承力拉杆长度。承力拉杆和提升拉杆采用A3圆钢，直径分别为Φ25～Φ32。穿墙螺栓M25用45号钢，承力架采用14号工字钢。
　　如图1（a）所示，在各项准备工作全部就绪，在检查合格的前提下，启动电动葫芦，让葫芦链条处于受力状态；松动并脱开下部承力拉杆、承力托和临时固定件，使爬架仅由上部导向杆、下部导向轮及提升葫芦与建筑物相连接。电控柜操作人员按“上升”按钮，全部电动葫芦同时起动，牵动整体外架以100mm/min的速度在导向杆的约束下提升（如图1（b））。提升到位后，立即将承力拉杆、承力托和临时固定件与建筑物埋件或穿墙螺栓作可靠固定，同时用钢管扣件将外架与建筑物内支撑拉接稳固。用手动葫芦挂于外架顶部与提升系统相对应的加强部位，手动提升悬桃的提升钢梁、提升拉杆、电动葫芦、导向杆等上移一层相应固定，等待下一次提升。（如图1（c））。
　　爬架下降，除按动电控柜操作台“下降”按钮外，其他准备工作、实施步骤及操作要求与上升相同。
　　
　　（a）提升前                                                           （b）提升中                                  （c）提升后
　　图1爬架爬升顺序图
　　3爬架施工
　　3.1安装前的准备工作
　　（1）按平面图先确定承力托及电动葫芦挑梁安装的位置和个数，在相应位置上的混凝土墙或梁内预埋螺栓或预留穿墙螺栓的孔眼。各层的螺栓位置要求上下相一致，误差不超过+10㎜。
　　（2）加工制作型钢承力托、挑梁、斜拉杆。准备电动葫芦、钢丝绳、脚手管、扣件、安全网、木板等材料。
　　（3）因整体爬升脚手架的高度为4个标准层层高，而建筑物的裙楼层高往往与标准层高不一致，所以一般在建筑物主体施工到裙楼顶时才开始安装、搭设爬升脚手架。此时要先在裙楼顶架处用钢管找平，搭设爬架的操作平台，作为安装爬升架子承力托和搭设爬升架子的操作面。
　　（4）要求技术人员必须熟悉爬架的设计图及安装方法，掌握技术要领及外架搭设作业的具体要求，并组织爬架全体操作人员进行详细的技术交底和示范安装，做到操作人员人人心中有数。按照整体爬架设计图对所订购和加工的材料进行清理，包括对购件数量、配件的质量全面检查，质量符合要求的，在现场分类堆放。详细阅读有关电动葫芦和中心控制柜的使用说明书，掌握提升系统工作原理和运行程序，并在地面上对电动葫芦通电检测，符合要求的进行逐台编号，并按设计要求与中心控制柜全部连接通电进行系统检验，确认同步性达到设计要求。
　　3.2整体爬架的安装
　　3.2.1脚手架安装
　　先塔基础架，采用普通钢管搭设基础架到裙房顶部(如无裙房则至二层顶)。基础架架体与普通外架要求无异，只是架项应符合爬架安装底面的平直要求。
　　在基础架顶安装承力托，承力托内侧用φ25～30㎜的螺栓与混凝土边梁固定，承力托外侧用斜拉杆与上层边梁拉结固定，用斜拉杆中部的花篮螺栓将承力托调平。
　　在承力托上面搭设架子，先竖承力托上的立杆，然后搭设最下一步的承力桁架，桁架下弦管的接头如用接头扣件连接，架子受荷后接头处会拔开，故须用帮焊钢筋连接。搭设时承力桁架上下弦管中间起拱3cm。承力桁架内的各杆件宜用双管。
　　在比承力托高2层的相同位置安装工字钢挑梁，挑梁与混凝土边梁的连接方法与承力托相同。电动葫芦挂在挑梁下。将电动葫芦的吊钩挂在承力托的花篮提梁上。
　　在架体上铺板，每个层高满铺一层，宜用厚约30㎜的轻质木板。架体外面满挂小眼网，小眼网应从架体底部兜满。位于电动葫芦挑梁处2个单元架子搭接处的里排横杆应使用短管，提升时暂时拆除有妨碍的几根，待挑梁通过后再重新连接。
　　安装时注意将立杆的接头位置错开(纵方向及内外立杆均要错开)，第一层可用3m和6m的立杆错开布置。
　　斜撑和连接撑以及局部加强杆按设计要求安装。脚手架内设上人马道，为作业人员上下结构施工层提供方便。搭设独立受料平台，通过钢管斜撑和钢丝绳传力到结构物上，整体爬架升降时，可附在外架上随之升降。采用扣件钢管在架体外搭设外悬挑操作间，用于安放中心控制柜，要求该操作间能防雨防晒。
　　3.2.2提升系统安装
　　在每层混凝土墙或梁上预留工字钢承力架、提升拉杆和承力拉杆所需的Φ40螺栓孔。在模板拆除后清理孔洞，保证穿墙螺栓顺利穿过，依次安装带铁件的穿墙螺栓，固定好承拉钢支座。提升拉杆钢支座处墙或梁混凝土强度应达15～20MPa。
　　固定好工字钢承力架、提升拉杆、承力拉杆，安装上吊架、导向杆和支座，再安装异形间横杆和临时固定件。
　　挂上电动葫芦，电动葫芦编号与中心控制柜单动按钮编号必须对应一致；电动葫芦与爬架位编号也应对应一致。电动葫芦的链条应与地面垂直，不许有翻链、扭曲等现象，清除链条上的污物，保持清洁，涂少量机油润滑，并对电动葫芦加设雨罩。
　　将中心控制柜安装在外悬挑操作间，并按设计要求连接电控系统，电动葫芦的电机与控制柜间采用四相1m㎡的电缆线连接，控制柜电源线用五相16m㎡的电缆线，要求长度要留够至整体外架升到最高点。
　　3.3整体爬架升降程序
　　（1）检查电动葫芦是否挂妥，挑梁是否安装牢固。点动葫芦，拉紧链条检查葫芦，使全部葫芦处于同一高度的正常受力待运行状态。
　　（2）撤出架体上所有活荷载和施工荷载。松开架体与建筑物的固定拉结点（此时滑动拉结点仍起作用）。松开承力托与建筑物相连的螺栓和斜拉杆，观察架子的稳定状态。检查爬架与建筑物之间有无非正常碰撞或接触，这时，爬架仅由电动葫芦、导向杆、导向轮和提升钢梁与建筑物连接或接触。
　　（3）整体爬架工作人员各就各位，总指挥发出上升命令，由中心控制室开动电动葫芦，使整体外架以100mm／min的速度上升，注意观察脚手架的上升情况，如有倾斜或各葫芦链条上升高度不一致时，立即发出信号停止提升，对不同步的个别葫芦点动处理，保持同一个水平标高后再继续同步提升。联络方式可采用吹哨，也可采用对讲机。
　　（4）整体爬架提升到位后，立即将承力拉杆和承力托与建筑物预埋件或穿墙拉杆可靠固定，同时，用钢管扣件将外架与建筑物内支撑拉结稳固，导向件也向上移一层并相应固定。
　　（5）整体爬架就位后，逐个检查并确认每个承力拉杆处于均匀受力状态，导向件固定妥当。放松电动葫芦，用备用手链葫芦将较重的设备提升到上一层就位固定，等待下一次提升。平时，电动葫芦链条呈松驰状态。
　　（6）整体爬架下降，除按电动控制柜操作“下降”按钮外，其它准备工作。实际步骤和操作要求与上升相同，但往上移动一层均改为向下移动一层。
　　（7）每次升降后，专人填写升降作业记录，完整记录升降过程中设备、架体的情况，运行过程有无异常现象、安全情况等。
　　（8）外架降至底层使用完毕后，先拆除提升装置，再自上而下逐步拆除外架，操作程序与安装恰好相反。
　　（9）塔吊、上人电梯布置在外架外侧，不中断整体外架，但设备的附墙臂在爬架升降时相互交叉。在升降时，拆除受影响的外架横杆，上下错位设加强杆件，待升降完成后再恢复，保持外架的整体刚度。上料井字架一般采用靠墙布置，整体外架在此处中断，并作封闭处理。
　　3.4爬架质量要求
　　爬架立杆垂直度应控制在1/400以内，每面架横杆水平高度差小于50mm，外架延长方向平直偏差不大于20mm。穿墙(或梁)预留孔，应按整体爬架设计平面、立面位置准确预留。孔洞的水平距离误差应控制在4mm以内。内立杆安装距离墙面的距离误差不大于20mm。
　　需加工的构件，穿墙螺栓、工字钢、角钢、钢板均采用普通热轧钢。加工的关键是焊接质量。各焊缝均为满焊，焊缝厚度在6mm以上，焊接后用焊缝角尺进行检查，不符合要求的要进行补焊，焊缝中若夹有焊渣或气泡要打掉重焊。关键部件焊缝必须经探伤检查和荷载试验合格后方能使用。
　　在外架安装过程中，随安装高度增加，须采取临时设施，将外架与建筑物稳固连接，同时在外架与建筑物之间安装好稳固导向装置，各导向件与导向件之间距离应保持一致。
　　3.5爬架安全注意事项
　　（1）爬架提升(或下降)时，建筑物周围15m范围内严禁站人，并设专人监护，升降过程中，外架上除中心控制柜操作人员外，不得有其它人员，严禁施工人员及材料上架。
　　（2）升降过程中，必须安排足够数量的工作人员，观察每个电动葫芦的工作状况及外架与建筑物之间情况，如发现电动葫芦不同步或不工作，以及其它故障，必须发出信号停机。
　　（3）爬架升降之前必须将架内所有杂物(包括小石子、木屑等建筑材料)清理干净，防止运行中震动掉下伤人。
　　（4）设置防下坠保险装置，采用5t手动葫芦吊在建筑物上，挂钩与电动葫芦同时拴住吊架，在电动葫芦升降时同时收链或放链，防止电动葫芦失效下坠，起到保险作用。
　　（5）升降间歇(完成一层提升或下降)，安监人员应检查电源线、电动葫芦、中心控制柜绝缘、漏电和机械磨损等状况，及时保养维修或更换有故障的零部件，并调试呈良好性能状态，同时，应检查外架碗扣、扣件和爬架系统的各种构件，连接有无松动、变形和失效，发现异常应及时维修、更换，确保整体外架每个节点连接可靠，作业安全。
　　（6）对于中心控制柜，非专业技术人员不得随便拆卸或更换元器件，调整电路。若不能正常运行，应请制造厂家派人检修。
　　（7）中心控制柜应有可靠防雷接地措施，其与电动葫芦的连线应和外架有可靠绝缘，控制柜操作室设灭火器，控制柜操作人员须由正式持证电工担任，随身携带电工工具，离开操作台前分必先切断电源，并锁好控制柜门。
　　（8）夜间能见度差或遇不良天气，五级风及以上气候禁止升降爬架。
　　（9）电动葫芦和控制柜卸下后应妥善保管，做到防雨、防晒、防潮、防污染，再次使用前应重新全面检查。
　　
　　参考文献：
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