智能導(dǎo)軌式爬架的特點及應(yīng)用

李巧玲

河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院（467000）

附著升降腳手架在施工應(yīng)用中,經(jīng)常會因沿架長向機位跨度不均，架體結(jié)構(gòu)硬度不同，使各機位受載不等并導(dǎo)致升降中各機位運行不同步，致使架體升降受阻，從而造成機具及架體受載超出許用值而引發(fā)故障，為解決這些問題,我們開發(fā)了智能化的PJ型智能導(dǎo)軌式附著升降腳手架。

1 智能導(dǎo)軌式爬架的構(gòu)造

1.1 爬架的工作原理

附著升降腳手架的原理為:在建筑物標準層，搭設(shè)4層樓高的雙排外腳手架，并通過附著支承結(jié)構(gòu)附著于高層、超高層工程結(jié)構(gòu)上，具有防傾覆、防墜落裝置，依靠自身的升降設(shè)備和裝置，可隨工程結(jié)構(gòu)施工逐層爬升至結(jié)構(gòu)封頂，并繼而為滿足外墻裝飾作業(yè)要求實現(xiàn)逐層下降，在正常情況下，每升（或降）一次僅需1 h，加上升或降前的準備工作，及就位安裝時間，只需半天時間（4 h）即可滿足施工圍護要求，可以大大提高腳手架的搭設(shè)效率，保證了高空操作人員的安全，有力地促進現(xiàn)場文明及加快施工進度。

1.2 爬架的組成

該爬架由傳力系統(tǒng)、提升控制系統(tǒng)、防傾防墜安全系統(tǒng)組成。傳力系統(tǒng)由低部支撐框架、豎向立框架、支座、常規(guī)腳手架組成，其中支座由鋼挑梁、承力拉桿、穿墻螺栓和導(dǎo)框等組成；提升控制系統(tǒng)由電動葫蘆、控制臺以及荷載監(jiān)控系統(tǒng)組成；防墜安全系統(tǒng)采用與荷載監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)接的AQ4型防墜安全制動器;防傾覆安全系統(tǒng)由導(dǎo)輪導(dǎo)軌與頂墻輪組成。（如圖 1所示）。

圖1 電動升降爬架防傾，防墜剖面示意圖

2 智能導(dǎo)軌式爬架的主要技術(shù)特點

2.1 架體結(jié)構(gòu)

該爬架的覆蓋面為4個樓層，最上層為施工層，中間兩層為養(yǎng)護層，底部為拆模層。爬架架體采用φ48×3.5mm鋼管和標準扣件搭設(shè)，住宅樓架體總高13.5m，離墻距離0.45 m，每兩個機位間最大跨距6m，辦公樓架體總高15.6m，離墻距離0.55 m，每兩個機位間最大跨距6.9 m，架體寬度均為0.9m，步高均為1.8m（如圖2所示）。

圖2 外爬架立面圖

2.2 傳力系統(tǒng)

立框架采用片式珩架系統(tǒng)，由導(dǎo)軌、立桿、定型斜桿和小橫桿焊接而成；分低節(jié)、標準節(jié)、頂節(jié)、上下節(jié)之間采用M20螺栓連接，根據(jù)建筑物層高的不同，可組合成不同的高度，頂節(jié)作為搭設(shè)高度不同的調(diào)節(jié)用,節(jié)于節(jié)之間采用螺栓連接，承重珩架由立桿、大小橫桿、縱向斜桿等定型構(gòu)件組成，采用M14螺栓連接。

2.3 提升控制系統(tǒng)

由鋼挑梁、升拉桿、電動葫蘆和控制臺以及荷載監(jiān)控系統(tǒng)組成。

電動葫蘆掛在鋼挑梁上,鋼挑梁即作不防傾導(dǎo)向裝置,又作為承力架使用，底部承重桁架通過電動葫蘆，將荷載傳遞到承力架上，電動葫蘆采用DHT型低連環(huán)葫蘆，起重量為7.5T，提升速度13 cm/min，同一單位工程使用的電動葫蘆必須共同廠家生產(chǎn)，同一批號，同一規(guī)格的產(chǎn)品，具有防雨、防塵的保護措施。

荷載監(jiān)控系統(tǒng)（限載預(yù)警保護系統(tǒng)）其作為防墜落的事前控制手段，其主要由拉力傳感器，控制模塊，控制器三個部分組。

2.4 防傾防墜安全系統(tǒng)

1）防傾裝置:爬架在升降過程中，其吊點設(shè)在底部吊力架內(nèi)側(cè)，外側(cè)力矩相當大，防傾覆裝蓬必須可靠，防傾覆安全系統(tǒng)由導(dǎo)輪，導(dǎo)輪裝置、導(dǎo)檢及架體底部的頂墻輪組成。主框架以內(nèi)側(cè)雙槽鋼作為導(dǎo)軌,鋼挑梁上的導(dǎo)輪與主框架上的導(dǎo)軌形成導(dǎo)輪導(dǎo)輪裝置,每一片主框共設(shè)置2組導(dǎo)輪導(dǎo)軌裝置，在提升過程中，使架體滑移起到防傾作用。架體底部設(shè)有頂墻輪裝置，提升時，可沿建筑物墻體或?qū)ЮM件向上滑動，防止架體底部向內(nèi)傾斜。

2）防墜裝置(防墜安全制動器):防墜安全制動器制動原理是，利用凸輪制動剎車桿（φ25）的接觸，壓力角小于磨擦角的原理設(shè)計的，凸輪的另一面（非磨擦面）安裝杠桿，江與電磁鐵聯(lián)接，是與機械分開的聯(lián)動。防墜安全制動器在結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用了電磁鐵吸合形式與機械形式兼容，可以分別控制,也可同時控制。安裝時防墜安全制動器安裝在托架上，剎車制動桿一端穿過安全制動器，另一端安裝在上吊臂上。

2.5 總控制系統(tǒng)

總控制系統(tǒng)是由控制臺、荷載增量控制系統(tǒng)、防墜安全器組合而成的操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有二種操作功能，即有手動荷載監(jiān)視和自動荷載監(jiān)控。手動荷載監(jiān)視在腳手升降時作荷載監(jiān)視顯示,而自動荷載監(jiān)控除腳手在升降過程中荷載顯示外，又可作出分析和處理,能自動切斷電動葫蘆的電源，同時使安全制動器作制動，因此總控制系統(tǒng)的操作分為“手動”和“自動”二種方式。

3 智能導(dǎo)軌式爬架的主要技術(shù)性能

整體腳手的設(shè)計計算必須執(zhí)行建設(shè)部下發(fā)的關(guān)于(建筑施工腳手架安全技術(shù)標準的統(tǒng)一規(guī)定)。結(jié)構(gòu)施工階段施工荷載取3 kN／m2，二排作業(yè)面；裝飾施工階段施工荷載取2 kN／m2，三排作業(yè)面。以及工作狀態(tài)與非工作狀態(tài)的風(fēng)荷載。承力桁架是由φ48x3.5鋼管加扣件組成，管子與扣件組成的桁架在節(jié)點處有二個較大的附加彎距,且每一桿件均為偏心受壓，扣件的受力受到預(yù)緊力的限制，所以在計算時主要控制扣件的受力不超過允許的扣件設(shè)計值和驗算單肢的穩(wěn)定性。

4 智能導(dǎo)軌式爬架的施工

4.1 爬架的安裝

爬架安裝工藝流程:在結(jié)構(gòu)上預(yù)留穿墻螺栓孔→搭設(shè)安裝平臺→安裝鋼挑梁并臨時固定→拼裝、安裝、校正豎向主框架→安裝底部支撐框架→搭設(shè)常規(guī)腳手架→鋪設(shè)腳手板、設(shè)置安全網(wǎng)→安裝防墜器→安裝提升設(shè)備→檢查驗收→投入使用。

4.2 爬架的提升

爬架提升工藝流程:安裝上部支座并固定→拆除下部支座→拆除障礙物→收起底部擋板→檢查電動葫蘆、預(yù)緊→提升架體→放下底部擋板→安裝架體的拉結(jié)點→轉(zhuǎn)入第二次提升。

4.3 爬架的拆除

爬架拆除工藝流程:拆除準備→拆除電纜控制線和操作控制臺以及荷載監(jiān)控設(shè)備→拆除電動葫蘆→拆除常規(guī)腳手架→拆除底部承重桁架→拆除豎向主框架。

4.4 爬架的安全保證

附著升降腳手架的關(guān)鍵是整體穩(wěn)定性和安全可靠性，整體穩(wěn)定性由導(dǎo)輪、導(dǎo)軌裝置及導(dǎo)柱與架體底部的頂墻輪來保證。安全可靠性由主框架及承重桁架的整體剛度、安全防墜裝置、防墜鋼絲繩、電氣控制系統(tǒng)以及架體周邊封閉的密目式安全立網(wǎng)等來保證。

荷載監(jiān)控系統(tǒng)是作為防墜落的事前控制手段,其主要由拉力傳感器、控制模塊、控制器等組成，由傳感器采集架體升降時的荷載，高差的信號輸入控制器，超載時聲光報警，并自動調(diào)節(jié)升降高差，到超限時全部自動停機，解決了升降腳手架自動控制方面的問題。

5 應(yīng)用實例

佳田大廈是一棟集住宅、辦公、商場等多功能為一體的綜合性大廈，該工程一裙兩塔，東塔為25層住宅樓，高度為98 m，西塔為23層綜合樓，高度為102 m，3層裙房，2層地下室,總建筑面積為5 4451m2,框架剪力墻結(jié)構(gòu),該工程總投資近1億元,其中土建工程4 500萬元,是平頂山市的又一重大工程,該工程被列為平煤土建公司的重點工程。

平煤土建公司首次在佳田大廈工程中使用這種新型外墻爬架，如外墻采用固定腳手架搭設(shè)，預(yù)算造價114萬，改用本文所述的智能爬架工藝后，投入資金55.6萬元，節(jié)約費用51.2%，節(jié)約了大量人力、物力，大大加快了施工進程，取得了良好的經(jīng)濟效益和較大的社會效益。

[1]孫焱.淺談高層建筑施工中整體電動爬架的應(yīng)用[J].科技信息,2009,18.

[2]仇銘華,戴紅妹,周鶴鳴.雙導(dǎo)軌下座式智能化爬架的特點及應(yīng)用[J].建筑技術(shù),1998,9.