导轨式电动爬架在高层建筑中的使用分析
导轨式电动爬架在高层建筑中的使用分析
肖学林
摘要：爬架在高层建筑中使用的系统组成、工作原理、技术指标，升、降工艺流程及使用效益
关键词：爬架 系统组成 工作原理 技术指标 工艺流程 使用效益
一、导轨式电动爬架的概述及工程实例
导轨式电动爬架简称爬架，作为高层，超高层建筑施工的一种辅助施工技术，适用于在28m～54m之间的高层建筑物、工业及民用（框架、剪力墙结构），爬架在高层建筑物中与传统落地式脚手架、悬挑式脚手架相比、它占用材料少，占地面积少，耗费人工少，不影响施工进度，有突出工地窗口形式的优点；尤其是较低的成本和重复周转使用的特点；一般按照3～4.5层楼用双动葫芦上升到施工楼层，并安装固定好，以便建筑工人进行结构施工、钢筋绑扎、模板施工、砼浇注、以及下一层拆模周转使用等需求；降落时能满足装修施工时打底、抹灰、涂料喷涂、贴面、玻璃幕墙安装等作业。
昆明寻甸环路旁某小区，建筑面积25000M2，高层12栋各栋15层，层高为3～3.3米，建筑总高度为45米至49米之间，全剪力墙结构，选用导轨式电动爬架，根据各栋号的轴线长度及结构形式，经过计算设置的吊点机位数量为：18～45个不等，每栋各分两片提升，两片之间留30cm间隙，外架升降时拆开，使用时用短钢管连接并进行底部和侧面的封闭。
二、导轨式电动爬架的组成、工作原理及主要技术指标：
本工程导轨式电动爬架由六大部分组成：主框架，支承框架，附着支撑装置，架体，同步升降系统—双动葫芦和同步升降控制柜。
1.主框架
本工程以Ф48mm×3.5mm钢管和2[6.3槽钢作为弦杆，Ф32mm×3.0mm钢管为腹杆，焊接成强度大、刚度好的主框架标准节，标准节之间用法兰盘、螺栓连接。槽钢的开口槽与附着支撑装置上的导向爪相配合，起导向防倾作用；槽钢的翼缘板上焊有防坠齿，它与附着支撑装置上的防坠杆相配合，起固定脚手架和防坠作用。这样，主框架通过设在建筑物上的附着支撑装置，将荷载传给建筑物。
2.支承框架
本工程以Ф48mm×3.5mm钢管和70mm×50mm×5mm的矩管为弦杆，Ф32mm×3.0mm钢管为腹杆焊接成强度、刚度都好的片式桁架，直接承受相邻主框架之间架体传递的荷载，并通过U型螺栓将其传给主框架。支承框架长度做成7.8m、5.9m、4.95m、4m和3.05m五种长度。
3.附着支撑装置
本工程该装置用型钢焊接成强度大、刚度好的钢架，装配时用2根M33的螺栓通过设在建筑物上的预留孔将其固定在建筑物上，是整个脚手架的受力点。该装置上还设有导向、防倾、防坠装置，与设在主框架上的导轨（即2[6.3槽钢）配合，可起导向、防倾、防坠作用。防坠装置是利用棘轮棘爪的原理进行工作的，固定在导轨上的防坠齿相当于一直径无穷大的棘轮，固定在该装置上的防坠杆相当于棘爪，下降时防坠杆与双动葫芦的起重链间用钢丝绳连接，正常运行时，该装置不起作用，脚手架可顺利通过；当起重链断裂或因其它原因葫芦承重消失，脚手架开始下坠时，防坠装置被激活，防坠杆顶住防坠齿，防止脚手架坠落。
4.架体
脚手架本工程为双排脚手架，由Ф48mm×3.5mm的钢管和扣件组成，架体宽度700mm，立杆间距1500，每步架高1800mm，整个脚手架双排架高7步，顶部单排架高1600mm，架体总高约12.6m。单排1.6m，在架体第1、3、6、7步架共铺设4步脚手板，可满足主体结构施工时2层同时作业、外墙装饰施工时3层同时作业。脚手架外立面用密目式安全网封蔽，底部用竹串片脚手板、10mm竹胶板加密目式安全网进行封蔽。底部离墙间隙用10mm的竹胶板封蔽，外架升降时拆除，到位以后恢复。
5.双动葫芦
本工程用双动葫芦的额定起重量为5吨，单台净重约41.5Kg，只相当于相同起重量的现有电动葫芦重量的39%，较好地解决了现有电动葫芦笨重，不便于转移、特别是高空人工转移的问题。每台环链葫芦既可手动调节，也能电动操纵。手动主要用于升降前环链葫芦初始受力状态的调节；电动则完成升降过程的自动运行。
6.同步升降控制柜
本工程升降控制柜包括电控系统和操作台,它做成手提箱式结构,“箱子”的重量约35Kg，便于人工转移。其电控系统由单片机完成信号采集，处理和程序控制，能够对各吊点运行状态进行自动显示，对脚手架的同步升降进行自动调整。当脚手架在升降过程中，任两个吊点间运行不同步量达到规定值（约20 mm）时，单片机就会根据装在葫芦上的位置反馈信号，使提升（下降）较快的吊点停止运行，等候提升（下降）较慢的吊点齐步，如果在规定的时间内同步，就继续提升（下降），否则就自动切断电动机的电源，停止整架的提升（下降），同时报警并指示故障位置。等故障排除后，再提升（下降）。如果某一个或几个吊点的位置传感器损坏，或者驱动电动机损坏，系统都会在任何两个吊点测量不同步量达到规定值时作出反应，不会引起安全事故。
7.主要技术指标
（1）、设计荷载：本工程主体结构施工时按2层同时作业 （每层荷载 3.0KN/m2）、外墙装饰施工时按3层同时作业（每层荷载2.0 KN/m2）。
（2）、吊点间距：根据本工程结构形式，在4000mm~8000mm之间调整，吊点间距不异。
（3）、任两个吊点间运行不同步量最大允许误差：20mm左右。
（4）、同步提升或下降速度：约100mm/min左右。
（5）、防坠制动距离：不大于80mm。
（6）、电动机总容量：110瓦×n（每片吊点数）
（7）、主框架重：90kg/节；支承框架重：110kg/节。
三、导轨式电动爬架的使用效益：
根据本工程使用的悬挑脚手架和导轨式电动爬架进行主要技术和经济比较，导轨式电动爬架有明显的效益。
技术分析 架子、围护一次成形，提升速度为10cm/min，经过程数据统计，生产效率比悬挑架子提高约50%；工人劳动强度约为挑架的1/2左右。
经济分析 经过程数据统计：直接经济投资比悬挑架子节约20%左右；间接经济效益60%左右。
四、导轨式电动爬架的升、降工艺流程：
1.脚手架上升工艺流程
2.脚手架下降工艺流程
脚手架下降工艺流程图
五、附着式升降脚手架的相关节点及平面布置：
平面示意图
六、结束语：
1、效益是企业的核心，应用建筑新技术，缩短工期，降低成本，为企业增效。使用爬架将是一次投资，多次受益。
2、使用爬架，具有明显的优点，加快施工速度，缩短施工工期。
3、使用爬架，能降低操作人员的劳动强度。
4、使用爬架，安全可靠，经济合理。
七、参考文献：
1、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（2002版） JGJ130—2001
2、PKPM施工技术脚手架计算计算软件。
3、建筑施工附着升降脚手架管理暂行规定
4、建筑工程施工安全技术操作规程 中国建筑工业出版社
