多功能模塊化立面自動(dòng)升降作業(yè)平臺(tái)在裝配式建筑施工中的應(yīng)用

鄔荒耘 楊 磊 潘 峰

上海建工五建集團(tuán)有限公司 上海 200063

裝配式建筑工程具有標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工業(yè)化生產(chǎn)、裝配式施工、信息化管理及綠色化建造等特點(diǎn)，其構(gòu)件吊裝安裝和外墻裝飾過(guò)程需要進(jìn)行高空作業(yè)，常采取輔助設(shè)施用于施工防護(hù)。常用的輔助設(shè)施為外圍護(hù)腳手架，不過(guò)其搭設(shè)過(guò)程繁瑣，需要消耗大量鋼材，且隨著建筑物層數(shù)的升高只升不降，影響施工效率。

多功能模塊化立面自動(dòng)升降作業(yè)平臺(tái)是一種集作業(yè)與防護(hù)于一體的大承載力自升降式高空作業(yè)平臺(tái)，可替代鋼、竹、木腳手架及電動(dòng)吊籃，用于高空作業(yè)。平臺(tái)采用工廠預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)模塊化構(gòu)件，現(xiàn)場(chǎng)拼裝便捷，通過(guò)拼接的方式搭建所需不同尺寸的操作平臺(tái)，能夠適應(yīng)各種外形的建筑物。

操作平臺(tái)由雙立柱支撐在可靠的支撐基礎(chǔ)上，以齒輪齒條傳動(dòng)的方式沿導(dǎo)軌架進(jìn)行爬升，可實(shí)現(xiàn)自由升降，給施工人員提供大空間操作平臺(tái)，為施工提供安全防護(hù)，同時(shí)兼顧材料的運(yùn)輸功能[1-5]。

1 設(shè)備概述

多功能模塊化立面自動(dòng)升降作業(yè)平臺(tái)（圖1）由電動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)、升降動(dòng)力系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)以及電氣控制系統(tǒng)等部分組成。其中，電動(dòng)平臺(tái)分為導(dǎo)軌架（圖2）、矩形操作平臺(tái)（圖3）、附墻系統(tǒng)（圖4）和底座系統(tǒng)（圖5）。

圖1 多功能模塊化立面自動(dòng)升降作業(yè)平臺(tái)

圖2 導(dǎo)軌架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)

圖3 矩形操作平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)

圖4 附墻系統(tǒng)

圖5 底座系統(tǒng)

矩形操作平臺(tái)由導(dǎo)軌架支撐在可靠的支撐底座上，且通過(guò)附墻系統(tǒng)附著于建筑物上，以齒輪齒條傳動(dòng)的方式沿導(dǎo)軌架垂直升降，升降由設(shè)備控制，同步、準(zhǔn)確、可靠。

2 升降平臺(tái)安裝操作規(guī)程

2.1 安裝工藝流程

工藝流程：確定基座位置→基座處地基處理→安裝固定平臺(tái)底座→安裝左側(cè)第1節(jié)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)→安裝右側(cè)第1節(jié)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)→在機(jī)位兩側(cè)對(duì)稱(chēng)安裝其他平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)→安裝平臺(tái)附件及電氣設(shè)備→啟動(dòng)平臺(tái)并逐層安裝導(dǎo)軌架（同步安裝附墻件）→安裝頂部限位導(dǎo)軌架→平臺(tái)檢查驗(yàn)收。

2.2 底座的安裝

底座基礎(chǔ)澆筑時(shí)應(yīng)考慮地面具有一定的承載能力，地下不得存在管道或空洞，基礎(chǔ)尺寸長(zhǎng)3 000 mm、寬2 500 mm、高200 mm，采用φ12 mm@150 mm雙層雙向構(gòu)造配筋，表面平整度偏差小于8 mm。待混凝土基礎(chǔ)完成養(yǎng)護(hù)周期，強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定標(biāo)號(hào)要求后，將其表面清掃干凈，清理基礎(chǔ)底座螺柱螺紋并加注潤(rùn)滑油，將底座運(yùn)至基礎(chǔ)位置，確定安裝位置和方向，用M24 mm×160 mm高強(qiáng)螺栓將底座與基礎(chǔ)進(jìn)行連接，如圖6所示。

圖6 底座安裝示意

2.3 附墻件的安裝

附墻預(yù)埋件參照標(biāo)準(zhǔn)圖集《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)埋件》16G362，選用拉彎剪預(yù)埋件M3-110。鋼板采用Q235B級(jí)鋼或Q345B級(jí)鋼，錨筋采用HRB400級(jí)帶肋鋼筋，所有焊縫均為滿焊，焊腳尺寸＞10 mm并滿足JGJ 18—2012《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》的要求。預(yù)埋件及周邊50 mm范圍內(nèi)不做保溫，按混凝土制作。預(yù)埋完成養(yǎng)護(hù)周期，強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定標(biāo)號(hào)要求后，方可安裝附墻件。

1）在距地面3～4 m處安裝第1道附墻架（圖7），將所有螺栓可靠緊固。

圖7 附墻件安裝示意

2）導(dǎo)架每隔3 m安裝1套附墻架，最上面1套附墻架以上的導(dǎo)架自由端最大懸臂高度不應(yīng)超過(guò)6 m。

3）每安裝1套附墻架需用經(jīng)緯儀測(cè)量導(dǎo)架在2個(gè)方向上的垂直度。如果超出導(dǎo)軌架垂直度允許偏差值要求，則必須進(jìn)行校正。可采用調(diào)節(jié)附墻架連接桿和調(diào)節(jié)桿的方法進(jìn)行校正。

2.4 具體安裝方法和步驟

平臺(tái)安裝時(shí)可用起重設(shè)備配合安裝人員進(jìn)行操作。具體安裝工藝如下：

1）底座和機(jī)位兩側(cè)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)安裝。首先安裝左側(cè)平臺(tái)底座，注意一定要調(diào)整好底座的水平度和垂直度；安裝好平臺(tái)底座后，安裝左側(cè)的第1節(jié)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，用4個(gè)銷(xiāo)軸與機(jī)位架固定；安裝右側(cè)的第1節(jié)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，用上部2個(gè)銷(xiāo)軸固定，暫不安裝下部的2個(gè)銷(xiāo)軸，這樣就可以使雙機(jī)位電動(dòng)施工平臺(tái)在發(fā)生允許傾斜時(shí)，有一定的變形量而不至于產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。

2）平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的安裝。機(jī)位架左右側(cè)同時(shí)安裝第2節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，直至需要的長(zhǎng)度。

3）檢查并為所有銷(xiāo)軸安裝開(kāi)口銷(xiāo)，檢查連接螺栓是否達(dá)到預(yù)緊力。

4）安裝平臺(tái)橫梁及底板、外側(cè)護(hù)欄、內(nèi)側(cè)護(hù)欄、左右兩側(cè)護(hù)欄。當(dāng)平臺(tái)內(nèi)側(cè)離墻距離超過(guò)300 mm時(shí)，平臺(tái)內(nèi)側(cè)一定要安裝護(hù)欄，并用螺栓擰緊。

5）安裝底座樓梯并用螺栓緊固在底座上。

6）將電控箱安裝在平臺(tái)中部的護(hù)欄上，將電源電纜線接至電控箱，將驅(qū)動(dòng)單元電纜線接到電控箱。

7）將豎向安裝構(gòu)件（如導(dǎo)軌架等）均勻放置在平臺(tái)上（嚴(yán)禁放置構(gòu)件質(zhì)量超出額定荷載）。

9）按照同樣的方法安裝導(dǎo)軌架至設(shè)計(jì)高度。

10）安裝頂部紅色限位導(dǎo)軌架并安裝導(dǎo)軌架保護(hù)罩。安裝到指定高度后再安裝頂部限位導(dǎo)軌架，限位導(dǎo)軌架與普通標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌架不一樣，顏色為紅色，且安裝了一個(gè)限位框，導(dǎo)軌架齒條也只有一半，防止提升平臺(tái)超出。

11）平臺(tái)檢查驗(yàn)收并投入使用。

2.5 平臺(tái)拆除

1）建筑結(jié)構(gòu)施工完畢后，驅(qū)動(dòng)操作平臺(tái)爬升至導(dǎo)軌架頂部合適位置。

2）通過(guò)吊桿拆除頂部的導(dǎo)軌架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，驅(qū)動(dòng)操作平臺(tái)下降1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度，進(jìn)行下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的拆除準(zhǔn)備。

3）在附墻架位置時(shí)，先拆除附墻，再拆除相應(yīng)的導(dǎo)軌架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，同時(shí)完成附墻固定位置處的墻面修補(bǔ)，然后下降1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度，進(jìn)行下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的拆除準(zhǔn)備。

4）依次循環(huán)進(jìn)行導(dǎo)軌架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與附墻架的拆除，直到操作平臺(tái)到達(dá)底座位置。

5）通過(guò)汽車(chē)吊，依次拆除吊桿、操作平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)及主機(jī)架。

習(xí)近平總書(shū)記指出，人才是實(shí)現(xiàn)民族振興、贏得國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)主動(dòng)的戰(zhàn)略資源，必須堅(jiān)持黨管人才原則，聚天下英才而用之，加快建設(shè)人才強(qiáng)國(guó)。未來(lái)總是屬于年輕人。中國(guó)石化青工委正在聯(lián)合有關(guān)部門(mén)加快實(shí)施人才強(qiáng)企工程，以增強(qiáng)“八種本領(lǐng)”為重點(diǎn)，建立源頭培養(yǎng)、跟蹤培養(yǎng)、全程培養(yǎng)的素質(zhì)培養(yǎng)體系，促進(jìn)各領(lǐng)域青年人才脫穎而出，青年人才活力競(jìng)相迸發(fā)，努力建設(shè)一支矢志愛(ài)國(guó)奉獻(xiàn)，勇于創(chuàng)新創(chuàng)造的優(yōu)秀青年人才隊(duì)伍，助推中國(guó)石化決勝全面可持續(xù)發(fā)展、邁向高質(zhì)量發(fā)展、打造世界一流。

6）通過(guò)汽車(chē)吊，依次拆除附墻架、導(dǎo)軌架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、底座，完成升降平臺(tái)的拆除工作。

2.6 平臺(tái)使用注意事項(xiàng)

1）升降前要固定好平臺(tái)底座，保證底座處于水平狀態(tài)。

2）平臺(tái)上所承載的物料和人員，不能超過(guò)平臺(tái)允許荷載，操作箱旁需掛上醒目的標(biāo)牌，明確規(guī)定具體荷載的大小、位置和允許的操作人員數(shù)量。

3）每次升降前要先查看可調(diào)支腿是否在正確位置，升降過(guò)程中，人員和施工工具應(yīng)均衡放置。

4）出現(xiàn)緊急情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)按下電控箱上的緊急停止按鈕。

5）每天工作完畢后應(yīng)將電動(dòng)施工平臺(tái)下降到最低位置，并確保外人無(wú)法操作施工平臺(tái)，如有必要，需將電控箱和電纜線拆除。

7）當(dāng)需要加寬或者接長(zhǎng)平臺(tái)時(shí)應(yīng)在最底部操作，避免高處作業(yè)。

8）勿在高壓線附近用施工平臺(tái)。

9）當(dāng)電動(dòng)施工平臺(tái)有附墻時(shí)，風(fēng)速不超過(guò)7級(jí)風(fēng)（55.8 km/h）可以使用；沒(méi)有附墻時(shí)，風(fēng)速小于6級(jí)風(fēng)（45.7 km/h）可以使用。

3 工程應(yīng)用

3.1 工程概況

上海市浦東新區(qū)惠南新市鎮(zhèn)25號(hào)單元（宣橋）05-02地塊新建項(xiàng)目18號(hào)樓為普通住宅樓，建筑層數(shù)為8層，主樓部分各層層高3 m，建筑高度為24.7 m。其結(jié)構(gòu)形式為預(yù)制裝配剪力墻結(jié)構(gòu)體系。預(yù)制部位包括預(yù)制外墻板、預(yù)制內(nèi)承重墻（剪力墻）、預(yù)制疊合樓板、樓梯梯段板、陽(yáng)臺(tái)、空調(diào)板。針對(duì)裝配式建筑實(shí)際工程建造的需要，采用多功能模塊化立面自動(dòng)升降作業(yè)平臺(tái)進(jìn)行該樓東立面外墻結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件安裝與墻面裝飾裝修作業(yè)。

3.2 施工步驟

3.2.1 裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工階段平臺(tái)爬升步驟

采用專(zhuān)用工作平臺(tái)進(jìn)行裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工作業(yè)的基本流程如下：

1）在第n－1層混凝土澆筑完成并達(dá)到強(qiáng)度要求后，利用操作平臺(tái)頂層外圍護(hù)進(jìn)行第n層外墻構(gòu)件的吊裝施工，如圖8所示。

2）第n層外墻構(gòu)件安裝完成后，進(jìn)行內(nèi)部腳手架搭設(shè)、內(nèi)墻吊裝與墻體鋼筋綁扎施工。同時(shí)通過(guò)吊桿安裝2節(jié)導(dǎo)軌架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，做好爬升前的準(zhǔn)備工作，如圖9所示。

圖8 外墻吊裝

圖9 內(nèi)墻吊裝與鋼筋綁扎

3）第n－1層混凝土達(dá)到強(qiáng)度要求后，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)操作平臺(tái)向上爬升1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層高度，進(jìn)行第n＋1層水平樓板的安裝以及鋼筋綁扎施工，如圖10所示。

4）第n＋1層水平樓板的安裝完成后，澆筑第n層墻體以及第n＋1層水平樓板混凝土，并安裝第n層附墻架，如圖11所示。隨后進(jìn)入第n＋1層外墻構(gòu)件的吊裝施工流程。依次循環(huán)，直至主體結(jié)構(gòu)封頂為止。

圖10 平臺(tái)爬升及樓板吊裝

圖11 澆筑混凝土

3.2.2 裝配式建筑外墻裝飾裝修階段平臺(tái)爬升步驟

在主體結(jié)構(gòu)封頂后，工作平臺(tái)由原結(jié)構(gòu)施工用轉(zhuǎn)化為外立面裝飾用，從頂樓開(kāi)始依次向下施工，完成預(yù)制構(gòu)件外墻水平、豎向的拼縫處填縫打膠、外窗安裝、外立面雨水管道布設(shè)、外墻裝飾面層施工等工序，直至外立面裝飾施工完成為止。具體施工步驟如下：

1）拆除附墻下部翻板，并在臨邊處安裝護(hù)欄。

2）打開(kāi)靠墻翻板，保證離墻一定距離，確保上下運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)鉤掛外墻異物。

3）拔出齒鎖裝置。

4）啟動(dòng)電源，平臺(tái)正常上下移動(dòng)，人員在升降平臺(tái)上進(jìn)行裝飾施工。

5）當(dāng)每日停止施工時(shí)，將升降平臺(tái)降至地面，并插入齒鎖裝置，關(guān)閉電源和艙門(mén)。

6）重復(fù)上述相關(guān)流程，直至裝飾施工結(jié)束為止。

4 結(jié)語(yǔ)

采用多功能模塊化立面自動(dòng)升降作業(yè)平臺(tái)進(jìn)行裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工和外墻裝飾作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件安裝和外墻裝飾一體化高效施工，解決了傳統(tǒng)腳手架存在的搭設(shè)周期長(zhǎng)、周轉(zhuǎn)材料多，且隨著建筑結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度只升不降等弊端。使用多功能模塊化立面自動(dòng)升降作業(yè)平臺(tái)，達(dá)到了安裝便捷、施工防護(hù)安全可靠、適用不同規(guī)格建筑外形的效果，且操作平臺(tái)可沿立柱自由升降，兼顧了材料運(yùn)輸?shù)墓δ?。該平臺(tái)符合國(guó)家綠色節(jié)能產(chǎn)業(yè)的政策，提高了施工裝備的現(xiàn)代化水平，符合建筑業(yè)的發(fā)展方向，具有顯著的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于裝配式建筑建造與外墻裝飾一體化施工具有廣泛的推廣應(yīng)用前景[6-7]。