一種基于附著式升降平臺(tái)的桁架搭橋

徐晨光 夏廣偉 佟 浩 劉旭濤

中國(guó)建筑裝飾集團(tuán)有限公司 上海 200062

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，人們對(duì)于辦公環(huán)境的需求日益增加，各種高大空間的辦公場(chǎng)所應(yīng)運(yùn)而生。在現(xiàn)有的施工技術(shù)條件下，搭設(shè)腳手架和吊籃進(jìn)行墻面和頂棚施工的方式較為普遍，它適用于面積較小、工期充裕的施工情況；在頂棚高度較高且面積較大的情況下，搭設(shè)腳手架的租賃費(fèi)用昂貴，且搭設(shè)與拆除的周期較長(zhǎng)，影響工期。同時(shí)，腳手架的搭設(shè)影響首層大堂的物料運(yùn)輸以及堆放，導(dǎo)致安裝效率降低。本文以上海證券交易所項(xiàng)目實(shí)際工程中應(yīng)用的附著式升降平臺(tái)的桁架搭橋施工技術(shù)為依托，總結(jié)了附著式升降平臺(tái)桁架搭橋的施工技術(shù)[1-3]，為后續(xù)類(lèi)似工程提供借鑒。

1 工程概況

上海證券交易所（下稱(chēng)“上交所”）項(xiàng)目是上海國(guó)際金融中心項(xiàng)目的主要組成部分，項(xiàng)目地處上海浦東陸家嘴國(guó)際金融貿(mào)易區(qū)核心區(qū)，項(xiàng)目總用地面積24 100 m2，總建筑面積230 244 m2，裝修施工總面積19 042 m2，建筑層數(shù)32層，建筑高度200.02 m，整體裝飾設(shè)計(jì)風(fēng)格端莊大氣。其中，首層大堂層中庭高40 m，面積為58.9 m×24.3 m（圖1），27層中庭高20 m，墻面裝飾材料均為石材，頂棚裝飾材料均為鋁格柵。

圖1 首層大堂效果圖

2 一種基于附著式升降平臺(tái)的桁架搭橋的由來(lái)及工作原理

附著式升降平臺(tái)由立柱、雙柱平臺(tái)、防護(hù)網(wǎng)以及限位立柱等零部件構(gòu)成（圖2），且在雙柱平臺(tái)上端安裝腳手板以及防護(hù)欄，人員站立在腳手板上端，對(duì)附著式升降平臺(tái)所附著的墻壁進(jìn)行施工。但是附著式升降平臺(tái)只能對(duì)墻壁進(jìn)行施工，并不能對(duì)跨度以及面積都較大的建筑物頂棚進(jìn)行施工，故而本施工技術(shù)去除原附著式升降平臺(tái)中雙柱平臺(tái)上端的腳手板以及防護(hù)欄，在2個(gè)相對(duì)的墻壁上固定相同規(guī)格的附著式升降平臺(tái)，然后在2個(gè)相對(duì)的雙柱平臺(tái)上端固定導(dǎo)軌，并在2個(gè)附著式升降平臺(tái)之間搭設(shè)桁架梁框架。桁架梁框架通過(guò)移動(dòng)輪與導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，且經(jīng)過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)輪在導(dǎo)軌內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)，帶動(dòng)桁架梁框架前后移動(dòng)。桁架梁框架橫向具有較大的長(zhǎng)度且能夠在前后方向移動(dòng)，故而便于對(duì)跨度大且面積大的建筑物頂棚進(jìn)行施工，拓展了現(xiàn)有附著式升降平臺(tái)的功能，提高了使用效果。

圖2 附著式升降平臺(tái)示意

建筑物的頂棚通過(guò)拉結(jié)組件以及第1鋼絲繩分別與桁架梁框架以及雙柱平臺(tái)進(jìn)行拉結(jié)，提高了桁架梁框架以及雙柱平臺(tái)的支撐穩(wěn)定性，提高了使用安全性。由于桁架梁框架需要前后移動(dòng)，故為了避免每移動(dòng)一個(gè)位置時(shí)就需要重新更換與桁架梁框架拉結(jié)的拉結(jié)組件，本技術(shù)中的拉結(jié)組件由2個(gè)第2鋼絲繩組成。2個(gè)第2鋼絲繩能夠沿著U形中空塊移動(dòng)，從而使導(dǎo)向塊以及第3鋼絲繩能夠隨著桁架梁框架進(jìn)行前后移動(dòng)，只需在頂棚施工前以及頂棚完成后對(duì)拉結(jié)組件與桁架梁框架進(jìn)行固定安裝以及拆卸即可，施工過(guò)程中無(wú)需對(duì)拉結(jié)組件以及桁架梁框架進(jìn)行組裝以及拆卸，提高了工作效率。

附著式升降平臺(tái)的桁架搭橋主要由附著式升降平臺(tái)、雙柱平臺(tái)、桁架梁框架、木腳手板、護(hù)欄板、拉結(jié)組件、第1鋼絲繩、導(dǎo)軌、立柱、限位立柱、防護(hù)網(wǎng)、U形中空塊、第2鋼絲繩、導(dǎo)向塊、第3鋼絲繩、第1方管、第2方管、支撐板、U形架、移動(dòng)輪、伺服電機(jī)。附著式升降平臺(tái)的桁架搭橋結(jié)構(gòu)形式與細(xì)節(jié)如圖3～圖8所示。

圖3 桁架搭橋立面

圖4 桁架搭橋俯視

圖5 桁架搭橋中的拉結(jié)組件示意一

圖7 桁架搭橋中的桁架梁框架主視

圖8 桁架搭橋中的桁架梁框架側(cè)視

3 一種基于附著式升降平臺(tái)的桁架搭橋的具體實(shí)施方式

附著式升降平臺(tái)設(shè)2個(gè)，2個(gè)附著式升降平臺(tái)之間安裝桁架梁框架且桁架梁框架能夠沿著附著式升降平臺(tái)前后移動(dòng)。桁架梁框架上端通過(guò)鐵絲鋪裝木腳手板，桁架梁框架周邊位置焊接護(hù)欄板且護(hù)欄板安裝在木腳手板四周。桁架梁框架上端固定拉結(jié)組件，人員站立在鋪裝的木腳手板上端，利用護(hù)欄板對(duì)人員以及物料進(jìn)行防護(hù)，提高了使用安全性。桁架梁框架能夠在2個(gè)附著式升降平臺(tái)之間前后移動(dòng)，從而便于對(duì)跨度較大且面積較大的建筑物頂棚進(jìn)行施工（圖9、圖10）。

附著式升降平臺(tái)包括雙柱平臺(tái)，雙柱平臺(tái)遠(yuǎn)離桁架梁框架一端前后對(duì)稱(chēng)固定2個(gè)防護(hù)網(wǎng)，2個(gè)防護(hù)網(wǎng)遠(yuǎn)離雙柱平臺(tái)一端均與立柱滑動(dòng)安裝，雙柱平臺(tái)通過(guò)防護(hù)網(wǎng)與立柱滑動(dòng)安裝，便于沿著立柱進(jìn)行上下移動(dòng)。

圖10 桁架搭橋現(xiàn)場(chǎng)照片

2個(gè)立柱均由至少2節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)豎直依次固定連接在一起，且每節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)均通過(guò)附墻框與建筑內(nèi)壁的墻面固定連接。2個(gè)立柱上端均固定用于限位功能的限位立柱。2個(gè)立柱上均固定齒條。2個(gè)防護(hù)網(wǎng)靠近立柱一端均固定齒輪，齒輪側(cè)端固定電機(jī)，齒輪與齒條嚙合安裝。2個(gè)立柱下端均固定平臺(tái)底座且平臺(tái)底座固定安裝在地面上。電機(jī)工作時(shí)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪與齒條的嚙合，帶動(dòng)防護(hù)網(wǎng)向上或向下移動(dòng)。

雙柱平臺(tái)上端固定導(dǎo)軌，桁架梁框架下端四角位置均固定支撐板。4個(gè)支撐板下端均通過(guò)U形架安裝2個(gè)移動(dòng)輪，8個(gè)移動(dòng)輪分別安裝在位于2個(gè)雙柱平臺(tái)上的2個(gè)導(dǎo)軌內(nèi)部。2個(gè)導(dǎo)軌中同一位置上的2個(gè)移動(dòng)輪與伺服電機(jī)固定連接。2個(gè)伺服電機(jī)串聯(lián)連接，二者規(guī)格相同且工作同步，驅(qū)動(dòng)移動(dòng)輪沿著導(dǎo)軌進(jìn)行前后移動(dòng)，從而帶動(dòng)桁架梁框架進(jìn)行前后移動(dòng)。

桁架梁框架包括4個(gè)呈立方形布置的第1方管，相鄰2個(gè)第1方管之間通過(guò)至少2個(gè)第2方管固定連接，保證桁架梁框架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及緊固性。

第1方管由至少2根方管固定連接，相鄰2個(gè)方管連接部位通過(guò)法蘭固定4根高強(qiáng)螺栓。第1方管的具體長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)，由此根據(jù)實(shí)際將合適數(shù)量的方管固定連接。

2個(gè)雙柱平臺(tái)前后兩端均通過(guò)第1鋼絲繩與建筑物的頂棚固定連接，提高了平臺(tái)的安全性。

拉結(jié)組件設(shè)有3組。3組拉結(jié)組件等距固定在桁架梁框架上端，拉結(jié)組件便于對(duì)桁架梁框架進(jìn)行輔助支撐，提高了桁架梁框架的放置安全性。

拉結(jié)組件包括2個(gè)第2鋼絲繩。2個(gè)第2鋼絲繩環(huán)形外端前后位置均套裝U形中空塊，4個(gè)U形中空塊均固定在建筑物的頂棚上。2個(gè)第2鋼絲繩靠近的部位共同固定連接導(dǎo)向塊。導(dǎo)向塊下端前后對(duì)稱(chēng)固定2個(gè)第3鋼絲繩，2個(gè)第3鋼絲繩前后對(duì)稱(chēng)固定在桁架梁框架前后兩端。第3鋼絲繩能夠?qū)﹁旒芰嚎蚣苓M(jìn)行懸掛，且第3鋼絲繩能夠隨著桁架梁框架前后移動(dòng)。在頂棚施工前將3組U形中空塊與頂棚進(jìn)行固定連接，并將6個(gè)第3鋼絲繩與桁架梁框架固定連接。在施工過(guò)程中移動(dòng)桁架梁框架位置時(shí)，無(wú)需進(jìn)行其他的鋼絲繩解除以及固定，提高了操作便捷性。

U形中空塊內(nèi)部均設(shè)有通孔，U形中空塊通過(guò)通孔與封閉的第2鋼絲繩活動(dòng)連接。導(dǎo)向塊內(nèi)部設(shè)有2個(gè)圓孔，導(dǎo)向塊通過(guò)圓孔與2個(gè)第2鋼絲繩固定連接。第2鋼絲繩能夠沿著U形中空塊進(jìn)行移動(dòng)，使導(dǎo)向塊隨著桁架梁框架進(jìn)行前后移動(dòng)。導(dǎo)向塊與第2鋼絲繩固定連接，可同步移動(dòng)。

4 一種基于附著式升降平臺(tái)的桁架搭橋施工技術(shù)效益分析

4.1 節(jié)能節(jié)材

僅搭設(shè)一個(gè)附著式可升降的操作平臺(tái)，就可以滿(mǎn)足高大空間的墻面和頂面施工需求，節(jié)約大量鋼材。按照1 000 m2計(jì)算，扣件式鋼管腳手架約需22 t鋼材，而電動(dòng)施工平臺(tái)僅需5 t鋼材，可有效節(jié)約80%的用鋼量。

4.2 節(jié)約時(shí)間，提高效率

將一種基于附著式升降平臺(tái)的桁架搭橋施工技術(shù)與常規(guī)鋼管腳手架、盤(pán)扣式鋼管腳手架、吊籃等進(jìn)行對(duì)比，如表1所示。

表1 不同施工措施各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比

由表1可知，綜合考慮施工措施的穩(wěn)定性、安全性、操作簡(jiǎn)便程度、投入費(fèi)用等方面，一種基于附著式升降平臺(tái)的桁架搭橋?yàn)樽顑?yōu)的方案。

5 結(jié)語(yǔ)

本文闡述了在高大空間中，以一種基于附著式升降平臺(tái)的桁架搭橋施工技術(shù)替代傳統(tǒng)的腳手架或吊籃完成頂棚施工的做法。該施工工藝避免了搭設(shè)腳手架對(duì)地面的物料運(yùn)輸以及堆放的影響，平臺(tái)運(yùn)行平穩(wěn)，并且可節(jié)省大量鋼材，縮短工期，大大節(jié)約了施工成本，為類(lèi)似高大空間頂棚施工提供了一種技術(shù)參考。