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超高层导轨式爬架网安全施工技术

安平县艾斯欧架网厂 发布于 2年前 (07-31) 分类:施工方案 阅读(1466)

摘要:调度通讯楼工程采用桁架导轨式爬架施工技术。桁架导轨式爬架由架体、升降承力结构、防倾防坠装置和动力控制系统四部分构成。通过桁架导轨式爬架安装、防护、升降、拆除技术的应用,保证了工程质量,取得了预想中的经济效益及社会效益。

1 工程概况
调度通讯楼工程紧邻黄河,是甘肃省重点工程,国家电网重点工程,建筑面积90 691 m2,建筑高度188 m,是甘肃省第一高楼,兰州市新地标建筑。其外墙饰面为玻璃幕墙和石材幕墙。本文主要叙述的是超高层桁架导轨式爬架施工方法及安全防护施工技术的应用。

2 施工特点与难点
(1) 本工程第4~37层的层高基本一致, 因此可将4~37层视为标准层。
(2) 本工程工期较紧,且对施工质量、安全、进度等要求格外严格, 作为施工外防护及外操作平台的外架形式选择是重中之重。如何在保证施工安全的情况下,抓好施工质量,加快施工进度是本工程外架施工方案难点。
(3) 根据施工安排,钢结构与混凝土结构施工错开,先行施工钢结构,钢结构施工与混凝土施工工作面不在同一平面,钢结构施工在上,混凝土施工在下,因钢结构施工焊缝为坡口熔透焊缝, 焊渣对下层混凝土施工安全及普通防护用密目网的防火要求是工程重点。

3 桁架导轨式爬架综合施工技术及方法
桁架导轨式爬架由架体、升降承力结构、防倾防坠装置和动力控制系统四部分构成。架体部分,提升点处设置竖向主框架, 竖向主框架底部由水平支承桁架相连;动力控制系统采用单轨吊车,并固定在架体上同时升降,避免频繁摘挂。经综合分析本工程特点与难点,桁架导轨式爬架是最适合本工程的外架形式。

3.1 桁架导轨式爬架的设计及平面布置
3.1.1 设计要求
桁架导轨式爬架自第4层顶开始搭设, 逐层提升,爬架使用为6~37层。正立面因有斜柱,自第9层顶以下1.3m处开始搭设。结构施工时提升需满足上层扎筋立模、下层拆模、周转材料的施工防护及操作需要;结构施工到第37层后,可高处拆除。

3.1.2 立面设计及材料选择
(1) 升降点处爬架架体立面为定型加工的主框架。爬架总高19.8m,步高1.8m,架宽0.9m,共铺设5层木脚手板。架体高度为操作层下4层,操作层上一层加1.8m安全防护。

(2) 动力系统固定在主框架上, 吊点横梁设置在第三步架上,以保证足够提升高度。
(3) 主框架外搭防护钢管架。
(4) 钢结构坡口熔透焊缝,焊接时焊渣掉落,防火方面需注意,鉴于以上原因,爬架外防护密目安全网改为全钢丝网(图1)。
埋点位置预埋件构件示意

3.1.3 预埋点位置及预埋构件设计
(1) 穿墙螺栓尺寸为M30,双螺母。
(2) 穿墙螺栓预留孔从7层顶板梁上开始设置。
(3) 内套钢管为1层用量,应周转使用(图2)。

3.1.4 爬架与塔式起重机关系
(1) 在塔式起重机扶壁之间不设爬架底座,搭设钢管架, 架体与塔式起重机两侧底座上钢管架采用搭接连接,满铺脚手板。
(2) 爬架架体在升降过程中若遇塔式起重机附墙杆阻挡,只需将相应位置处钢管架杆件暂时拆除,拆除后侧面口用钢丝网封闭,并做安全标示,通过后立即恢复钢管架即可。

3.1.5 爬架与施工电梯关系
在主体结构施工时,施工电梯始终在爬架下面;主体结构施工到第37层后,施工电梯处的爬架拆除。

3.2 桁架导轨式爬架的安装与拆除
爬架安装流程: 提升底座及主框架安装→主框架外防护钢管架搭设→升降承力结构安装→动力及控制系统安装。
3.2.1 提升底座及主框架安装
在组装平台上组装桁架导轨式爬架。组装平台外立檐距爬架内排立杆300 mm,外立檐设1.5 m高防护拦杆,稳固且能承受3 kN/m2的均布荷载(图3)。
安装平台搭设示意
3.2.2 主框架外防护钢管架搭设
3.2.2.1 基本尺寸及注意事项
(1) 立杆纵距不大于1.50 m,大横杆步距1.50 m,架宽0.9m。
(2) 相邻大横杆接头应布置在不同立杆纵距内。
(3) 最下一步大横杆和小横杆使用双排杆,以保证架体整体刚度。
(4) 相邻立杆接头不得在同一步架内。
(5) 脚手架每搭设二步, 应与楼内楼板预留钢环或和框架柱拉结,确保脚手架稳定。

3.2.2.2 脚手架外立面满搭剪刀撑
搭设剪刀撑时,应从架体底部搭设至顶部,斜杆角度为45°~60°,斜杆间距不超过4根立杆且不应大于6m,剪刀撑与剪刀撑之间要相互平行; 剪刀撑斜杆接长宜采用搭接,搭接长度不小于1 000 mm,采用3个旋转扣件,端部扣件盖板边缘至杆端距离不应小于100mm。

3.2.2.3 脚手板及挡脚板搭设
(1) 脚手架底层满铺脚手板,以上共铺设3层木脚手板。脚手板采用木脚手板(50mm厚)。
(2) 结构施工时,脚手板操作层3层;利用竹笆脚手板时,可逐步铺设。
(3) 作业层脚手板应满铺,并保证铺设牢固、离墙距离200~300mm。
(4) 脚手板铺设可采用对接或搭接铺设。对接铺设时,接头处须设两根横向水平杆,脚手板外伸长度不得大于150 mm, 两块脚手板外伸长度之和不应大于300 mm;搭接铺设时,接头须支在横向水平杆上,搭接长度应大于200 mm,其伸出横向水平杆的长度应不小于100mm(图4,5)。

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(5) 作业层端部脚手板探头板长度不得超过150mm,并用16号铁丝与横向水平杆绑扎牢固。拐角、斜道平台口处的脚手板应与横向水平杆连接可靠,防止滑动。

(6) 爬架底层脚手板宜采用木脚手板铺设,其缝隙小于5mm。
(7) 在操作层外排架处,利用木板、胶合板等搭设挡脚板,其高度以150~200 mm为宜。挡脚板设置于外排架安全网外侧,挡脚板应垂直于脚手板、高度一致,对接缝设置于立杆处,利用10号铁丝与立杆固定。

3.2.2.4 翻板制作
在爬架最底层和中间内排架与墙体之间制作安装两道翻板。翻板采用胶合板制作,利用标准件或自制加工的铰链连接。制作翻板时,要依照建筑结构外形,分块制作,遇机位时,制作凹槽。翻板应连续设置,拼缝及脚手板和建筑物的间隙应小于10 mm, 翻板水平夹角应控制在30°~60°。翻板制作安装时间可设在爬架第1次提升后。

3.2.2.5 架体断片端头防护搭设
脚手板层搭接活动排板, 爬架使用工况下利用钢筋固定,搭接长度大于300 mm。操作层断片处,距离0.6m和1.2 m高处搭设两道防护栏杆,防护栏杆及小横杆距建筑物端应小于200 mm;若保留通道,提升到位后马上封闭。断片处铺设密目安全网。

3.2.2.6 爬梯搭设
爬梯设置在爬架提升跨度较小的跨内。利用钢管扣件搭设,搭设角度在30°~50°。爬梯须两侧搭设扶手杆,台阶封闭。各流水段设1个,并做好防护。

3.2.3 升降承力结构安装
(1) 在脚手架搭设1层高度时,开始安装升降承力系统。
(2) 安装斜拉钢丝绳:将第1根横梁用穿墙螺栓安装在墙上,然后安装斜拉钢丝绳。每套爬升机构安装4根斜拉钢丝绳,安装于爬架第1个横梁和第2个横梁上。左右主框架内外立杆各拉结两根斜拉钢丝绳, 一端装于花篮螺栓(M24型)上,花篮螺栓利用销轴(覫20×70)装于横梁上且花篮螺栓中心长度调整适中; 斜拉钢丝绳另一端缠绕于主框架上,禁止缠绕在棱角上,利用绳卡固定斜拉钢丝绳两端或斜拉钢丝绳与花篮螺栓预先编插连接(表1)。安装时绳卡方向为同一方向U形头在钢丝绳副绳头一端。
绳卡规格及数量

(3) 在结构施工上升1层时,安装第2根横梁。
(4) 在第一根横梁与第2根横梁之间安装竖拉杆和斜拉杆。
(5) 安装导轨,使其位于横梁上的导轮之间。
(6) 随结构施工上升,安装第3根横梁。
(7) 在第2根横梁与第3根横梁之间安装竖拉杆和斜拉杆。

3.2.4 提升钢丝绳安装
提升钢丝绳从底座内大滑轮穿过, 将钢丝绳嵌入大滑轮槽中并保证大滑轮转动, 一端挂于第一根横梁上,另一端穿过底座内大滑轮挂于单轨吊车下吊钩上,注意单轨吊车下吊钩位置与单轨吊车上吊钩之间的垂直距离应满足提升一标准层的距离需要。

安装应注意,葫芦要严格按设计位置悬挂,避免脚手架升降时葫芦刮到横梁,并在葫芦上设置硬防护,以防止混凝土的污染和重物砸损。

3.2.5 动力及控制系统安装
(1) 在葫芦悬挂处的同层脚手架上,在总电源附近向外,在平台上搭设一个1.8m×1.2m封闭的控制间,要求能防风防雨将电控柜放置在控制间内, 按流水段分别设置。
(2) 将单轨吊车安装在提升吊点上。
(3) 将每个单轨吊车分别与控制柜连线。要求统一布线、固定,并应符合电控柜及单轨吊车有关技术规范和要求及安全操作规程。
(4) 电器系统要有效接地。
(5) 所有葫芦接通电源后,必须保持正反转一致。

3.3 爬架的升降
爬架升降如图6所示。
爬架升降程序示意
3.3.1 爬架升降流程
(1) 将葫芦挂好并进行预紧,预紧单轨吊车,按提升点逐个预紧。
(2) 进行升降前的检查,并填写爬架升降前检查记录表。
(3) 除操作人员外,其他人员不得在脚手架上滞留。建筑物周围20 m内严禁站人,并设专人监护。
(4) 松开斜拉钢丝绳,解除脚手架与建筑物之间的约束。
(5) 各提升点要速度均匀,行程一致,速度不得大于9 cm/min。

(6) 加强升降过程中检查,主要内容有以下几点:
1) 升降是否同步, 当相邻两点行程高差大于30mm时,应停止升降,通过点控将架子调平;
2) 支架是否出现明显变形,若变形明显,应停止升降,找出原因,进行处理;
3) 检查葫芦运行是否正常,链条是否翻链、扭曲;
4) 是否有影响升降的障碍物(升降前检查时就应该排除掉)。

3.3.2 第一次提升爬架的步骤
(1) 爬架操作人员各就各位,由架子班长发布指令提升爬架。
(2) 爬架提升起100 mm后,停止提升,对爬架进行检查,确认安全无误后,将斜拉钢丝绳拆除,并且放置好,由架子班长发布指令继续提升爬架。
(3) 在爬架提升过程中,爬架操作人员要巡视爬架的提升情况,发现异常情况应及时吹口哨示警。
(4) 电控柜操作人员听到口哨声立即切断电源,停止提升爬架,并通知架子班长,等查明原因后,由架子班长重新发布提升爬架的指令。
(5) 爬架提升高度为楼层高,提升到位后,班长发布停止提升指令。
(6) 爬架提升到位后,首先安装斜拉钢丝绳,并将每根斜拉钢丝绳预紧均匀。
(7) 斜拉钢丝绳安装好后,再安装脚手架上端悬臂处与建筑物的拉结。将翻板放下,并固定好底座处架体与结构支撑。
(8) 将单轨吊车的链条往下放,为下次提升准备。注意在单轨吊车放链条时,防止误操作。
(9) 进行升降后的检查,并填写爬架升降后加固检查记录表。

(10) 在下列情况下禁止进行升降作业: 1) 下雨、下雪、五级(含五级)以上大风等不良气候条件下;
2) 视线不良时;3) 分工、任务不明确时。

3.4 爬架使用的注意事项
(1) 爬架安装完毕,由施工总承包单位、分包单位、爬架单位共同进行验收,验收合格方可使用。
(2) 爬架升降作业时禁止非爬架操作人员上架施工, 爬架升降作业完毕, 经管理人员按规定检查同意后,方能允许非爬架操作人员上架施工。
(3) 爬架按立面设计自身高度搭设完毕后,不能在爬架上任意加高或扩展搭设架体及广告宣传牌,如需要须进行专项方案设计。
(4) 爬架不允许超载使用或承受集中荷载。使用工况下爬架允许3个操作层同时施工,但按所有操作层垂直投影面积计算,每m2荷载最大6kN。爬架不得施加集中荷载,不得施加移动荷载。
(5) 所有与爬架有牵连的其他设施(如物料平台等), 在使用时应由建筑结构独立承担其引起的荷载,禁止荷载直接传递于爬架上。
(6) 禁止大模板放置于爬架上。外墙模板不得以爬架作为加固支撑。
(7) 爬架使用时任何人不能随意拆除爬架构件及杆件,爬架爬升机构专用构件不得任意用其他材料代用。
(8) 爬架使用过程中禁止以下违章作业:利用爬架吊运物料、在爬架上推车、在爬架上拉结吊装缆绳(索)、任意拆除结构件或松动连接件、拆除或移动爬架上的安全防护措施、塔式起重机等起吊物料时禁止碰撞或者扯动爬架架体、禁止向爬架操作层脚手板上倾倒施工渣土、禁止用爬架支顶模板。

(9) 爬架使用过程中,应每月进行一次检查,当预计停工一个月以上或遇五级以上大风时, 应全面检查并采取加固措施。
(10) 爬架使用过程中对螺栓连接件、升降动力设备、防倾防坠装置、电控设备等应进行使用过程中维护保养。包括可调拉杆均需涂机油或黄油再用彩条布包封;浇筑后清除导轮组、横梁、底座上的混凝土等杂物;单轨吊车表面利用帆布或者塑料布包封, 葫芦链条定期涂润滑油;电控柜应具有防雨、防潮、接地、避雷、防晒、烘烤等措施。

(11) 雨、雪、大风天气后,检查爬架是否正常。
(12) 每次提升爬架后,履行交接检查手续。
(13) 爬架提升后,及时进行临边防护。
(14) 经常对架体进行建筑垃圾的清理工作。

3.5 桁架导轨式爬架高处拆除
3.5.1 拆除顺序原则
(1) 先拆上后拆下、严禁上下同时拆。
(2) 先拆外侧后拆内侧、严禁内外同时拆。
(3) 先拆钢管后拆爬架升降设备。
(4) 先拆两提升点中间后拆提升点。
(5) 架体拆完后再拆除斜拉钢丝绳。

3.5.2 桁架导轨式爬架高处拆除
(1) 拆第3节主框架以上范围内脚手板、安全网、横杆、立杆、剪刀撑。
(2) 拆除第3节主框架;随后拆除最上1根横梁及与之相连的竖拉杆、斜拉杆、斜拉钢丝绳。
(3) 拆第2节主框架高度范围内脚手板、安全网、横杆、立杆、剪刀撑;随后拆除最下1根横梁及与之相连的制动轨、竖拉杆、斜拉杆;并在水平支承框架上层内外侧、下层内外侧用通长钢管加固,在中间横梁的上下处与第二主框架用钢管加固好,以防吊装时脱落。为分段(最多两个提升点)拆除起吊作准备。
(4) 在塔式起重机吊住水平桁架时,松开中间横梁与建筑结构连接的穿墙螺栓,用塔式起重机分段(最多两个提升点)吊至地面拆除。

3.6 效益分析
在使用桁架导轨式爬架后的施工中, 加快了施工进度,缩短了工期,实现了在2个月时间内完成9层结构施工。流水施工严密,因爬架的提升简单易行,施工时爬架根据流水段的划分分段提升, 对工程的流水施工无耽搁。因防护密目网改为钢丝网,有效防止了钢结构焊渣掉落的火灾隐患。经济方面外爬架因其先进性,与传统超高层建筑外架施工相比节省了人工与材料倒运及安装拆除工序。爬架的普及提高了整体建筑施工水平,特别适用于超高层建筑,操作简便、安全、快捷。针对现有超高层建筑基本都涉及钢结构或型钢混凝土结构,普通密目安全网防火性能差,改密目防护网为钢丝网,是本工程一亮点,完全克服了钢结构焊接焊渣火灾隐患这一问题, 同时还克服了传统超高层建筑外架施工的缺点, 安全性及稳定性通过计算亦能满足施工要求,值得推广。

4 结语
本工程通过桁架导轨式爬架的使用及安全防护的变更,保证了工程质量,加快了工程进度,在安全防火防护方面取得了预想中的效果, 并取得了预期的经济效益及社会效益。

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