智能導軌式爬架的特點及應用

李巧玲

河南質量工程職業學院（467000）

附著升降腳手架在施工應用中,經常會因沿架長向機位跨度不均，架體結構硬度不同，使各機位受載不等并導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故障，為解決這些問題,我們開發了智能化的PJ型智能導軌式附著升降腳手架。

1 智能導軌式爬架的構造

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4層樓高的雙排外腳手架，并通過附著支承結構附著于高層、超高層工程結構上，具有防傾覆、防墜落裝置，依靠自身的升降設備和裝置，可隨工程結構施工逐層爬升至結構封頂，并繼而為滿足外墻裝飾作業要求實現逐層下降，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效率，保證了高空操作人員的安全，有力地促進現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、提升控制系統、防傾防墜安全系統組成。傳力系統由低部支撐框架、豎向立框架、支座、常規腳手架組成，其中支座由鋼挑梁、承力拉桿、穿墻螺栓和導框等組成；提升控制系統由電動葫蘆、控制臺以及荷載監控系統組成；防墜安全系統采用與荷載監控系統聯接的AQ4型防墜安全制動器;防傾覆安全系統由導輪導軌與頂墻輪組成。（如圖 1所示）。

圖1 電動升降爬架防傾，防墜剖面示意圖

2 智能導軌式爬架的主要技術特點

2.1 架體結構

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，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

立框架采用片式珩架系統，由導軌、立桿、定型斜桿和小橫桿焊接而成；分低節、標準節、頂節、上下節之間采用M20螺栓連接，根據建筑物層高的不同，可組合成不同的高度，頂節作為搭設高度不同的調節用,節于節之間采用螺栓連接，承重珩架由立桿、大小橫桿、縱向斜桿等定型構件組成，采用M14螺栓連接。

2.3 提升控制系統

由鋼挑梁、升拉桿、電動葫蘆和控制臺以及荷載監控系統組成。

電動葫蘆掛在鋼挑梁上,鋼挑梁即作不防傾導向裝置,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，同一批號，同一規格的產品，具有防雨、防塵的保護措施。

荷載監控系統（限載預警保護系統）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

1）防傾裝置:爬架在升降過程中，其吊點設在底部吊力架內側，外側力矩相當大，防傾覆裝蓬必須可靠，防傾覆安全系統由導輪，導輪裝置、導檢及架體底部的頂墻輪組成。主框架以內側雙槽鋼作為導軌,鋼挑梁上的導輪與主框架上的導軌形成導輪導輪裝置,每一片主框共設置2組導輪導軌裝置，在提升過程中，使架體滑移起到防傾作用。架體底部設有頂墻輪裝置，提升時，可沿建筑物墻體或導拉組件向上滑動，防止架體底部向內傾斜。

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計的，凸輪的另一面（非磨擦面）安裝杠桿，江與電磁鐵聯接，是與機械分開的聯動。防墜安全制動器在結構設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

總控制系統是由控制臺、荷載增量控制系統、防墜安全器組合而成的操作系統，該系統具有二種操作功能，即有手動荷載監視和自動荷載監控。手動荷載監視在腳手升降時作荷載監視顯示,而自動荷載監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，因此總控制系統的操作分為“手動”和“自動”二種方式。

3 智能導軌式爬架的主要技術性能

整體腳手的設計計算必須執行建設部下發的關于(建筑施工腳手架安全技術標準的統一規定)。結構施工階段施工荷載取3 kN／m2，二排作業面；裝飾施工階段施工荷載取2 kN／m2，三排作業面。以及工作狀態與非工作狀態的風荷載。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計值和驗算單肢的穩定性。

4 智能導軌式爬架的施工

4.1 爬架的安裝

爬架安裝工藝流程:在結構上預留穿墻螺栓孔→搭設安裝平臺→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→搭設常規腳手架→鋪設腳手板、設置安全網→安裝防墜器→安裝提升設備→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、預緊→提升架體→放下底部擋板→安裝架體的拉結點→轉入第二次提升。

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控設備→拆除電動葫蘆→拆除常規腳手架→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鍵是整體穩定性和安全可靠性，整體穩定性由導輪、導軌裝置及導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、電氣控制系統以及架體周邊封閉的密目式安全立網等來保證。

荷載監控系統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，并自動調節升降高差，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,框架剪力墻結構,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，預算造價114萬，改用本文所述的智能爬架工藝后，投入資金55.6萬元，節約費用51.2%，節約了大量人力、物力，大大加快了施工進程，取得了良好的經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用[J].科技信息,2009,18.

[2]仇銘華,戴紅妹,周鶴鳴.雙導軌下座式智能化爬架的特點及應用[J].建筑技術,1998,9.