浅谈高层建筑施工导轨式爬架应用

浅谈高层建筑施工导轨式爬架应用

顾向平

33072419710308**** 浙江东阳 322100

摘要：文章对导轨式爬架在高层建筑施工中应用的主要结构及工作原理进行了阐述，围绕安装方法与安装要求两个方面，分析了导轨式爬架在高层建筑施工中应用的安装策略，并对导轨式爬架在高层建筑施工中应用的升降技术与拆卸技术进行了研究。

关键词：导轨式爬架；电动葫芦；支承系统

近年来，受到土地资源日益紧张、城市建设不断推进等多方面影响，城市高层建筑越来越多。在此背景下，高层建筑工程施工的安全性、优质性与便捷性备受关注，传统外墙爬架的复用率低、安全性差等弊病问题也逐渐被暴露出来。基于此，有必要对导轨式爬架在高层建筑施工中的应用展开探究讨论。

1导轨式爬架在高层建筑施工中应用的结构原理

1.1导轨式爬架的主要结构

在高层建筑工程的施工应用中，导轨式爬架的结构体系应包含定型框架、支承系统、提升系统与安保系统四个部分。（1）定型框架是导轨式爬架承受内外应力、搭载其他系统的重要基础，主要由构架主体、垂直框架与水平桁架组成。其中，构架主体的材质通常为普通钢管，对定型框架的结构尺寸具有确定作用。垂直框架又称“竖向主框架”，其与建筑物外部立面进行垂直布设，对钢筋材质的强度、刚度要求相对较高，具有连接支承系统、承受和传递竖向及水平荷载力的作用。水平桁架位于导轨式爬架的构架主体底部，主要作用是承受竖向荷载力，并将荷载力分散传递至支承系统。（2）支承系统与建筑物的主体结构直接相连，并与定型框架的垂直框架部位进行安装紧固。在导轨式爬架的安装应用中，支承系统通常为“导轨—导论”结构，并应满足不同工况下的防倾斜、防坠落、防晃动等承载控制需求，以保证导轨式爬架的架体在投用中做到升降顺利、定位平稳[1]。（3）提升系统即导轨式爬架的动力系统，其主要构件有提升钩、提升块、动力装置等，用于为架提升降提供稳定持续的动力支持。在当前的高层建筑施工中，爬架提升系统常用的动力装置为电动葫芦。（4）安保系统可为高空作业中的爬架设备及施工人员提供安全保障，应具备防倾装置、防坠装置及自动控制装置，满足异常情况下导轨式爬架的紧急制动、自动调整、超载报警等功能需求。

1.2导轨式爬架的工作原理

导轨式爬架应沿高层建筑的外墙四周进行连续搭建，并将框架、导轨等结构安装在具备较强承载力的剪力墙、横梁等部位。在施工实践中，动力装置可在提升钩、钢丝绳、导轮组等构件的支持下，对载有施工人员的框架主体施加可调可控的提升力，从而实现框架的升降运动。同时，导轨、导轮组存在一定的结构限制，加之安保系统的功能作用，可对框架的垂直、平行运动范围、升降幅度进行约束，从而避免爬架出现倾斜、晃动等问题，为高层建筑爬架施工的安全性提供保障。

2导轨式爬架在高层建筑施工中应用的安装策略

2.1导轨式爬架的安装方法

导轨式爬架的安装施工涉及爬架平台安装、水平桁架安装、垂直框架安装、框架整体组装、支承结构安装、动力系统安装、脚手板铺设、防护措施安装等多个环节。（1）在爬架平台的安装施工中，应根据高层建筑的结构特点，对平台搭设的基础楼层进行具体选择。在确认平台所处层数后，可利用滑轮组进行钢筋、钢管、木材等平台构件的吊运，再进行构件的组装与铺装。（2）水平桁架应安装在架体下部，以构成爬架整体的第一、二步。桁架宽度应与框架主体的宽度一致，并与高层建筑外墙相平行，距离地面的垂直高度应大于1.8m。在安装施工时，应将桁架片与小横杆之间的螺栓旋紧固定，并利用悬挂梁、拉杆等连接构件附着在高层建筑的结构表面。（3）垂直框架可采用分段对接的方式进行安装，即预先用桁架、杆件制成分段式的框架构建，再按照特定轴线对不同的杆件节点进行焊接或螺栓固接，从而形成几何结构稳定、强度刚度适宜的框架整体。（4）在支承系统的安装施工中，应保证垂直框架工作区域内每个楼层均设有一个附墙支座，并用穿墙螺栓将支座悬梁臂紧固在高层建筑的结构墙体上。其后，再应用可调拉杆、斜拉钢丝等连接件将附墙支座的悬梁臂与架体连接起来。在此过程中需要注意穿墙螺栓应采取由外至内的埋设方法，并保证建筑内墙露出的螺杆长度大于3扣。在此基础上，将厚度1cm左右的垫板穿过螺杆、紧贴墙体，再用螺母做紧固处理。（5）在目前的高层建筑工程中，导轨式爬架通常以电控式的电动葫芦作为动力支持。在安装此类动力系统时，首先可应用“三相五线”的配电方法，并将电缆线紧固在爬架对外一侧的横杆下方。其次，应将电动葫芦安装在架体上方的提升梁上，保证电动葫芦链条平顺、吊钩完整，并避免电动葫芦在安装施工中与爬架主体发生碰撞。最后，在电动葫芦及配电系统安装完成后，还需对动力系统整体的运行状态进行调试，并布置有效的防雷机制，以确保该系统在特殊天气下高空作业的安全稳定运行[2]。（6）在导轨式爬架的架体安装基本完成后，相关人员即可进行脚手板、安全网等部分的安装。在铺设脚手板时，应保证板材厚度在50mm以上，长度、宽度应根据框架主体的实际情况进行调整，通常在长3～6m、宽20～25cm内。固定板材的施工过程中，为了避免脚手板的端头处发生损坏，可对板材两端约8cm处应用10号铁丝进行紧箍处理，圈数以2圈为宜，也可用薄铁皮对板材两端进行包裹处理。在悬挂安全网时，应保证各悬挂点与框架主体连接牢固且无遗漏，以免在导轨式爬架的投用中发生滑脱、移动等负面问题。（7）防护措施的安装施工主要有防坠措施安装与防雷措施安装两个方面。在安装防坠措施时，应利用螺栓将防坠器的上下两端托板进行紧固连接，并安装在导轨式爬架的爬杆上。这样一来，在防坠器楔形块与锥面卡头的功能支持下，爬架会受到很强的外力约束，且下滑压力越大，约束力度越高，从而有效防止架体在施工中出现滑动；在安装防雷装置时，应将高层建筑主体与导轨式爬架相连的竖向钢筋作为接地媒介，以确保外部电流可顺利导入地下。在此基础上，选取若干个直径在16mm以上的圆钢构件，一端与导轨式爬架的框架主体相连，另一端连接在高层建筑主体的竖向钢筋上，形成各组框架上的两点接地结构，可达到更有效的防雷效果。此外应注意的是，防雷结构的冲击电阻值不应超过30Ω。

2.2导轨式爬架的安装要求

（1）在安装导轨式爬架的框架主体时，架体与高层建筑之间的附着跨距应处在5～7m，爬架各步的高度应大于1.8m，爬架平台的宽度应大于0.6m。（2）安装用于升降控制的导轮组时，其立杆与预埋件的中心点位应保持一致，施工成果与设计图纸的参数偏差应低于20mm，立杆中心与高层建筑外墙间距的允差值为10mm。（3）在埋设穿墙螺栓时，应保证螺杆垂直穿过墙体，以免螺杆在压力下发生斜向位移，在损伤高层建筑墙体的同时，削弱支承系统的牢固性。（4）需要对导轨式爬架的钢丝绳长度进行科学设置。通常情况下，用于电动提升的钢丝绳、用于安全保险的钢丝绳长度均应根据高层建筑层高进行具体调整。（5）在导轨式爬架由安装到投用的整体过程中，相关人员必须及时做好安保装置、导轨槽及导轮组的维护、保养和清洁工作，以免架体在升降过程中发生运行阻滞，出现抱死现象。

3导轨式爬架在高层建筑施工中应用的升降技术

在高层建筑施工中，导轨式爬架的提升技术流程如下：技术交底→检查架体、提升机构与施工环境→调试预紧电动葫芦→提升架体0.1m→检查提升稳定性，确认无误后撤除斜拉钢丝绳→提升架体至指定高度→安装斜拉钢丝绳→移动电动葫芦至上层安装位→移动最下层导轨至最上层→准备下一阶段升降作业；导轨式爬架的下降技术流程：技术交底→检查架体、提升机构与施工环境→调试预紧电动葫芦→提升架体0.1m→检查提升稳定性，确认无误后撤除斜拉钢丝绳→下降架体至指定高度→安装斜拉钢丝绳→移动电动葫芦至下层安装位→移动最上层导轨至最下层→准备下一阶段升降作业[3]。在导轨式爬架的升降作业过程中，应注意以下要点：（1）导轨式爬架升降过程必须由专人实施指挥调度，并保证现场人员在3人以上；（2）严格检查电动葫芦的性能质量与安装状态，若电动葫芦存在安装松脱、运行断续等情况，则严禁开展升降作业；（3）电动葫芦每运行15min后，应停止2～5min，以免电动葫芦及发动机发生局部过热的情况，对设备的使用寿命造成影响；（4）在导轨式爬架的架体提升或下降至指定高度时，应立即对支承拉杆、墙体连接件、导向杆等构件进行安装固定，以确保架体的稳定性。

4导轨式爬架在高层建筑施工中应用的拆卸技术

在拆除导轨式爬架的框架主体时，应先利用绳索吊紧框架，再对框架与构件、墙体之间的连接杆、螺栓母进行拆除。最后，再利用绳索将框架主体悬吊至楼层处进行统一运送。在拆除水平桁架时，应遵循自上而下的施工顺序，并以爬架提升点的中间跨为起始。拆除桁架上的脚手板时，应对中间框架的横杆、斜杆进行松脱处理，并采用人工方式运送至高层建筑的楼层内。在拆除其他缆线、构件时，应按照施工图纸进行逐次拆除，并按照具体的编码分类存放于预定的吊运点。

5结束语

与传统的外墙爬架相比，导轨式爬架配备有以电动葫芦为代表的动力系统，可显著提高施工中爬架应用的便捷性。同时，导轨式爬架具有一次安装、多层使用的特点，可达到节约材料、降低成本的效果。此外，导轨式爬架的结构稳定性也更强，可保障施工现场人员及设备的高空作业安全性。所以，在未来的高层建筑工程施工中，导轨式爬架具有良好的推广价值与发展前景。