1、导轨式爬架在高层建筑施工中的应用,设计内容简介,1.摘要,导轨式整体提升脚手架（亦称爬架）是近年来在高层、超高层建筑施工中得到广泛应用的一种外脚手架施工技术。本文结合工程实际，简要介绍导轨式爬架的爬升原理、基本构造和安装使用，并总结了使用该爬架的几点注意事项。,2、爬架的特点,爬架是一种用于高层建筑的外脚手架施工技术，在国内主要以下几种。,Company Logo,导轨式,挑梁式,互爬式,套管式,挑梁式在架体全部高度范围内与结构只有一处附着.,互爬式不能整体升降，操作繁琐.,套管式不能整体升降，且与结构也只有一处附着装置.,而传统的落地钢管脚手架不但费工、费料、费时和难于安全操作，而且在搭设高2、度上也受到一定限制，不能很好满足施工要求；相比而言导轨式爬架在安全性和适用性上要优于其它形式的架体，因此得到广泛应用，我公司在承建的无锡三阳城市花园、金洋花园3#、5#、20#等工程施工中，按照建设部关于建筑业重点推广应用10项新技术的指导意见，积极推广应用导轨式爬升脚手架，取得了较好的效果。也证明了导轨式爬架以其构造简单、操作方便、经济实用的特点受到施工单位的广泛欢迎，已成为高层、超高层建筑外架施工的首选工具。,3.导轨式爬架的特点,一、安全：导轨式爬架独特的导轮、导轨设计，保证爬架在升降中有足够的防倾覆能力，运行平稳可靠；导轨与建筑结构之间有四、五层连接，架体通过导轨提升，承力可靠爬架在每3、个提升点（机位）处设置了足够强度和刚度的主框架，在架体底部设置了底部承力桁架，以承受和传递竖向和水平荷载，架体外立面用竹笆、安全网全封闭底部用脚手板全封闭防护，架体距墙间隙用多层板做成翻板封闭,架体全高范围内做两道翻板。施工中顶层防护栏杆超过施工楼面2米。电控系统中配备了过流、过载、短路等安全保护装置防倾覆导轨、限位锁、保险钢丝绳保障施工安全可靠的安全防坠装置，在无论何种原因产生动力失效时，均能快速将架体锁定在导轨上。与悬挑脚手架相比，爬架架体材料大幅减少，同时避免工人高空搭拆脚手架，从根本上杜绝了因高空作业和操作失误引起的高空坠落和物体打击事故的发生。爬架仅8步架子高，能最大限度减少火灾事故4、发生的可能性和事故发生的损失。,二、适用：爬架适用于现浇框架结构、剪力墙结构的高层建筑。脚手架架体根据建筑物外形、结构及工程需要搭设，可根据施工需要搭设整体式、分段式架体。其工作范围可覆盖标准层及无退层与外挑构造、上下垂直的外墙墙面。脚手架在提升阶段上层可配合建筑物外围支模、绑扎钢筋、浇筑砼，下层可拆模、材料周转运输、安全防护、外墙砌筑等施工，在下降过程中可配合外墙下层打底抹灰、中层安装贴面、上层整理及大理石安装、玻璃幕墙等多层同时施工需要。,三、高效：爬架搭设完成后，可在建筑物标准层外墙上附着升降。无论工程建筑面积有多大，升降一层仅要1小时左右（升降时间与层高有关），可以安排在非施工时段内进5、行，升降准备、升降后的架体加固以及架体材料的周转工作均不影响正常施工。,四、经济：爬架整体提升工艺是一种省时、省料的经济型施工工艺。爬架架体只要搭设七、八步高（具体搭设高度根据施工需要确定）即可满足任意高度建筑物标准层的施工，一次搭设安装，多次升降使用；可节约大量脚手架架体材料和人工，减少周转材料周转的次数；减少垂直运输设备的压力。造价低，操作性好，而且建筑物高度越高，爬架的经济效益越好。,4.导轨式爬架的基本构造和主要技术指标,一、导轨式爬架的基本构造（见图一）它是由爬升机构、动力系统、防坠系统、架体系统、竖向主框架、底部承力桁架、荷载预警系统组成。架体高度可以大于4.5倍楼层高，上升可满足6、结构施工需要，结构封顶后下降又可适应装修施工的需要。,图一 导轨式爬架的基本构造,二、导轨式爬架主要技术指标（见表一）,爬架主要技术指标 表一,5.提升原理,在建筑物结构四周分布提升机构，采用穿墙螺杆将连墙挂板安装于结构剪力墙上或能承受荷载的梁上，通过连墙挂板上的可调拉杆将导轨垂直固定，架体利用导轮组通过导轨攀附安装于建筑物外侧，提升葫芦通过提升挂座固定安装于导轨上。在施工工况，每个机位通过防坠落装置、限位锁以及上下两道各两根保险钢丝绳与建筑物固定。当脚手架升降作业时，提升钢丝绳穿过提升滑轮组件（即提升底座）连在提升底座的挂钩,上并吃力预紧后，拆除限位锁和保险钢丝绳，用中央控制柜同时操纵每个机7、位上的电动葫芦同步升降，升降到位后，将脚手架固定，再将导轨及提升底座安装于上一层或下一层上，以便下次升降。这样可以实现架体依靠导轮组沿导轨的上下相对运动，从而实现导轨式爬架的升降运动。导轨式爬架的爬升示意图见图二。,注：L整个爬架的高度l标准层层高,图二 爬升示意图,四、施工的主要方法及使用,1、安装流程：将架子搭至标准层，搭设安装平台、摆放提升滑轮组件 安装第一根导轨，组装第一步竖向框架和水平桁架 根据施工进度安装导轨、搭设架体 铺设操作层脚手板，架体外侧用密目安全网封闭安装斜拉钢丝绳、提升挂座，挂电动葫芦并预紧 检查验收，进行第一次提升在提升滑轮组件下方扣搭吊篮进行升（降）循环,2、升降操8、作过程：升降准备：检查所有螺栓是否紧固、先安装预紧葫芦并承载、拆除限位锁和斜拉钢丝绳升降架体：加强升降中检查、观察各构件、注意有无异常声音，及时排除问题后可继续升降、注意升降过程各点的同步性。升降到位安装：第一步：安装四根斜拉钢丝绳；第二步：安装限位锁；第三步：拆除升降葫芦；投入使用,五、施工方案设计,1、平面设计平面设计主要反映导轨式爬架平面整体布局、预埋点位置以及爬架内立杆离墙距离。,2、立面设计架体高度及内立杆离墙距离可随施工需要确定，架体一般中心宽度为0.9米，架体步距1.8米。,3、防护设计1）架体满铺竹笆，便于施工人员操作，又能避免人员从上层架子上掉下来。2）爬架底层由提升机构和水9、平承力桁架通过螺栓连接而成，在水平承力桁架上，先分别铺上平网和密目安全网，再每隔30铺一根1.2米长木方，木方用8#铁丝绑扎牢固，在木方上满铺多层板，用钉子钉牢固，板与架体宽度一致。爬架与楼层之间的隔离防护，用多层板按楼层外围形状做成翻板。翻板与爬架用铰链连接。在架体与楼层之间用50的防护网，封闭架体与楼层之间的间隙，网两边分别与爬架内立杆和楼层固定。在爬架使用时，保证人员和材料不从爬架内侧落下去。,3）在每层脚手架上搭设150mm高的挡脚板，可利用木板或竹胶板制成。防止放置的物料及垃圾从脚手架外侧落入楼下。4）架体外侧、各层脚手架底部、翻板底部均满铺密目安全网，安全网要封严、绑扎牢固。各层脚10、手架底部、翻板底部、架体与墙之间加装大眼网。,4、预埋设计 预埋孔位置准确度决定着导轨是否垂直，是导轨式爬架顺利上升和下降的关键；预埋设计见图三。预埋一般采用483.5钢管作为预埋件，与钢筋焊接牢固、水平，并且保证预埋件中心距离尺寸为150。按爬架平面布置图埋设预埋管时，必须保证每个提升点在相临两层的垂直偏差不大于20，整个垂直偏差不大于50。同一点处两预留孔水平偏差不大于20；如果预留孔水平偏差超过20，必须调整后方可安装导轨。在梁板钢筋绑扎时吊线确定位置，并在梁外侧模板合模前将预埋管固定在主筋上。,预埋设计技术说明：1、钢筋用来固定预埋钢管，保证浇筑时的150。2、钢筋与钢管只需点焊 3、11、尺寸L为梁厚 4、预埋件埋设时，要和结构中的钢筋点焊。,5、操作平台搭设 在爬架安装前必须搭设操作平台，操作平台搭设示意图(见图四)。根据建筑物具体情况，先将脚手架搭至标准层底层，安装操作平台位于楼面下800mm左右，平台上铺设脚手板，平台内侧距墙200mm,平台宽度在1500 mm以上。搭设时注意平台必须能承受2KN/m2荷载。,6、塔吊、电梯附墙处 塔吊附墙不能与架体提升机位以及架体立杆在同一位置，塔吊附墙穿越架体。在爬架搭设时，立杆及提升机构要避开塔吊附墙，此处架体用钢管、扣件搭设，大横杆及剪刀撑均采用短横杆。架体升降时，将预先搭设的短横杆拆除，爬架升降到位后，应立即恢复所拆除的杆件。这12、项工作应安排专人负责拆搭，确保升降安全和架体的整体性。施工电梯处，在爬架搭设安装时，爬架在施工电梯位置断开，此时中间断开处临时用钢管按脚手架搭设要求连起来。电梯两边各设一个机位，断开处搭设施工电梯平台。在爬架提升阶段，电梯始终在爬架的下方，电梯安装后，电梯平台跟着搭设上去，两侧搭设防护栏杆，用密目安全网或竹笆封闭。在爬架下降阶段，因施工电梯已安装，此时将爬架临时用钢管搭设的脚手架拆除，断开处搭设防护栏杆。对于施工电梯平台与爬架之间距离较大的地方，用钢管搭设悬挑脚手架，上面满铺竹笆，这样既能满足施工安全要求，又不影响爬架下降。,六、劳动组织,每个导轨式爬架施工项目成立一个专业小组，具体人数应按提13、升点数量确定，设指挥1人，每34个提升点安排1名架子工监护，电工1人，操作控制1人。施工现场由土建施工单位再安排相关人员配合。升降前的准备及升降后材料周转和架体的加固工作可安排监护的架子工来完成。,七、使用中的注意事项,爬架是一种专用脚手架体系，实施时应有专项方案，尤其是提升点平面布置应合理。爬架应用管理上有专门的规定，必须通过建设管理部门组织的专家鉴定后方可投入使用。升降前应将架体上的材料、杂物、垃圾等清理到楼层上，且远离楼层边，避免升降中物体从架体上掉下来，砸伤下面的人，引起意外安全事故。升降过程可安排在中午进行，避开工人上班时间，不影响施工，升降时，架体上及架体下方禁止其他人员操作升降前14、应拆除所有防碍升降的障碍物，如木方、钢管、模板等。,工种之间的协调配合对爬架安全使用很重要。特别是木工配合，爬架不同于一般脚手架，它随着施工逐层升高，结构施工一层，爬架就必须提升一次。因此木工在支模时，一定要注意木方、钢管以及模板不能伸入架体内部，所有伸入架体内部的材料都必须清理掉，以保证架子顺利提升，否则爬架提升时可能顶翻模板、破坏构件，造成工期延长及返工现象。同时拆模后要及时清理，以便外墙砌筑、构造柱的支模和浇筑砼。导轨式爬架在使用过程中应密切关注天气状况，包括下雨、下雪、六级以上大风等恶劣天气情况下禁止爬升。,由于爬架下降后就不能再爬上去，因此外墙面的所有装饰工程及外墙面施工质量验收均必15、须在爬架下降前完成。爬架不应施加集中荷载，不得施加动荷载，禁止超载。结构外侧模板不得以爬架作为加固支撑。禁止下列违章作业：利用爬架吊运物品；在爬架上推车；拆除爬架部件；起吊时碰撞扯动爬架等。所有与爬架有牵连的其它设施（如转料平台等），在使用时应由建筑结构独立承担其引起的荷载。导轨式爬架起关键作用的是通过固定在结构外边梁上或剪力墙上的穿墙螺杆进行传力，所以砼强度必须达到C10时方可通过穿墙螺杆固定导轨。,爬架设计时虽然考虑了充分的安全储备，但不能在爬架上随意堆放钢筋、模板、电焊机等重物。在爬架提升阶段,爬架提升前应先将外墙砌筑好,没有外墙的,也应用钢管搭设1.8米高的防护栏杆,或用钢筋焊接防护栏16、杆。避免爬架提升后楼层边防护不到位。施工现场湿度大，砼污染严重，应对爬架进行维修保养。可调拉杆螺纹表面必须定期涂黄油润滑，外露的螺纹及电动葫芦表面用布或塑料布包封，以免杂物落在上面，电动葫芦的链条要定期涂润滑油，以免链条生锈。施工期间，每次浇完砼，必须对导轮组表面的杂物及时清理，以便导轮顺利运行。,八、应用实例,1、无锡三阳城市花园工程，位于无锡市人民路与中山路交叉路口，地下二层，地上四十八层(含设备层)，建筑面积75000平方米，建筑总高度为210M。该建筑结构复杂，标准层面积达1600m2,共布置了28个机位，外脚手架采用了导轨式爬架，爬架从标准层11层开始安装，该脚手架于2003年10月17、开始安装，2004年7月提升到顶，2004年9月下降，2005年1月降到底安全拆除。,2、金洋花园一期3#、5#房，位于人民东路延伸段，3#房地下一层，地上25层，建筑总高度为78米。5#房地下一层，地上33层，建筑总高度为104米。外脚手架采用了导轨式爬架，3#房共布置了35个机位，爬架从标准层3层开始安装，该脚手架于2005年12月开始安装，2006年4月提升到顶，2006年6月下降，2006年8月下降到底安全拆除。5#房分东、西楼，东西楼结构完全一样，分别布置了18个机位，爬架从3层开始安装，该脚手架于2005年12月开始安装，2006年6月提升到顶，2006年8月下降，2006年11月18、下降到底并安全拆除。,3、金洋花园北区一标段20#房，地下一层，地上32层，建筑面积13000平方米，建筑总高度为101M。外脚手架采用了导轨式爬架，共布置了22个机位，爬架从标准层3层开始安装，该脚手架于2007年1月开始安装，2007年7月提升到顶，2007年10月下降，2007年12月下降到底并安全拆除。,九、经济效益分析,为了对各类施工脚手架的经济效益和综合效益进行比较，取统一的建筑物模型：建筑物周长160米，层高3米，共25层，总高度为75米。采用三种常用形式的脚手架，落地式脚手架、导轨式爬架、悬挑脚手架，现对三种形式的脚手架架进行分析。,1、三种施工方案1）落地式脚手架：底部45米19、为双立杆，上部30米为单立杆。架体宽度为0.9米,立杆间距为1.5米,步高1.8米,另外采用分层卸载措施。2）导轨式爬架：搭设7步架体，架体宽度为0.9米,立杆间距为1.5米,步高1.8米。3）悬挑脚手架：下部搭设10层落地脚手架，上部采用14号工字钢分3段悬挑，架体宽度为0.9米,立杆间距为1.5米,步高1.8米。,2、效益对比 通过对三种形式的施工脚手架在材料消耗、垂直运输设备使用（特别是塔吊）、安全性、现场管理等方面进行分析比较，比较结果见表二。可见高层建筑施工中采用爬架是可行的，也是较经济的。,3、在我公司承建的金洋花园20#房施工过程中，外脚手架采用了导轨式爬架，整个外脚手架费用共投20、入27.5万元。而另一家施工单位施工的21#房，建筑结构与20#房完全一样，他们采用下部搭设落地脚手架，上部分层搭设悬挑脚手架的方法，他们在外脚手架上材料费、人工费及周材的租费、运费，合计投入了51.3万元。两家单位均如期完工。相比之下，采用爬架能节约40%以上的外脚手费用，经济效益明显。,三种常用脚手架分析表 表二,十、结束语,本文结合工程实际，简要介绍了导轨式爬架的爬升原理、基本构造、安装使用及经济效益分析。说明在高层建筑施工中，无论从理论上还是从实践上都能证明，导轨式爬架能确保施工安全和满足施工需要，这种外脚手架施工技术值得推广。当然采用何种形式的脚手架主要看建筑物的高度和各项指标的综合分析，在保证安全和施工要求的前提下，选择综合因素最佳的施工方法。,