图8:带模液压升降脚手架
此外,还可按其用途划分带模板的附着式升降脚手架。
2.附着式升降脚手架的特点
(1)采用附着式升降脚手架施工速度快、工效高、明显降低造价。
(2)附着式升降脚手架是围绕建筑物整体提升,也可分段提升。施工简单且快捷,从准备到提升一层到就位固定大约只需要3〜4h就完成了主体结构的安全围护,与主体结构的施工配合比较紧密。
(3) 在严密的施工顺序下,附着式升降脚手架与其他类型相比更安全可靠。
(4)因组成附着式升降脚手架的各种钢结构构件、提升设备、控制设备及安全防护系统的成本较高,因此,附着式升降脚手架的施工成本较高,但在超高层建筑施工时,其成本是最低的,也是最安全的一种脚手架。
3.附着式升降脚手架的基本组成部分
附着式升降脚手架由架体、附着支承、提升机构和设备、安全装置和控制系统等基本部分构成。
(1)架体
附着式升降脚手架的架体由竖向主框架、水平梁架(也称作水平支承桁架)和架体板(或架体构架)构成,如图9所示。
图9:附着式升降脚手架的架体构造
竖向主框架既是构成架体的边框架,也是与附着支承构造连接,并将架体荷载传给工程结构承受的架体主承传载构造。带导轨体的导轨一般都设计为竖向主框架的内侧立杆。竖向主框架的形式可为单片框架或为由两个片式框架(分别为相邻跨的边框架)组成的格构柱式框架,后者多用于采用挑梁悬吊架体的附着升降脚手架。水平梁一般设于底部,承受架体板传下来的架体荷载并将其传给竖向主框架,水平梁架的设置也是加强架体的整体性和刚度的重要措施,因而要求采用定型焊接或组装的型钢结构。除竖向主框架和水平梁架的其余架体部分为架体构架,即采用钢管件搭设的位于相邻两竖向主框架之间和水平支承桁架之上的架体,是附着式升降脚手架架体结构的组成部分,也是操作人员的作业场所。
对架体进行设计时,按竖向荷载传给水平梁架,再传给竖向主框架和水平荷载直接由架体板、水平梁架传给竖向主框架进行验算,这是偏于安全的算法。实际上,部分架体构架上的竖向荷载可以直接传给竖向主框架,而水平梁架的竖杆如亦为架体板的立杆时(例如水平梁亦采用脚手架杆件搭设且与立杆共用时),将会提高其承载能力(相关试验表明,可提高30%左右)。因此,当水平梁架采用焊接桁架片组装时,其竖杆宜采用∅48X3.5钢管并伸出其上弦杆,相邻杆的伸出长度应相差不小于500mm,以便向上接架体板的立杆,使水平梁和架体板形成整体。
(2) 附着支承
附着支承的形式虽有图1所示的7种,但其基本构造却只有挑梁、拉杆、导轨、导座(或支座、锚固件)、和套框(管)等5种,并视需要组合使用。为了确保架体在升降时处于稳定状态,避免晃动和抵抗倾覆作用,要求达到以下两项要求:
1) 架体在任何状态(使用、上升、下降)下,与工程结构之间必须有不少于2处的附着支承点。
2) 必须设置防倾装置。也即在采用非导轨或非导座附着方式(其导轨或导座既起支承和导向作用,也起防倾作用)时,必须另外附设防倾导杆。而挑梁式和吊拉式附着支承构造,在加设防倾导轨后,就变成挑轨式和吊轨式。
即使在附着支承构造完全满足以上两项要求的情况下,架体在提升阶段多会出现上部自由高度过大的问题,解决的途径有以下两个:①采用刚度大的防倾导轨,使其增加支承点以上的设置高度(即悬臂高度),以减少架体在接近每次提升最大高度时的自由高度;②在外墙模板顶部外侧设置支、拉座构造,利用模板及其支撑体系建立上部附着支承点,这需要进行严格的设计和验算,包括增加或加强模板体系的撑拉杆件。
(3) 提升机构和设备
附着式升降脚手架的提升机构取决于提升设备,共有吊升、顶升和爬升等3种。
1) 吊升。在梁架(或导轨、导座、套管架等)挂置电动葫芦,以链条或拉杆(竖向或斜向)吊着架体,实际为沿导轨滑动的吊升。提升设备为小型卷扬机时,则采用钢丝绳,经导向滑轮实现对架体的吊升。
2) 顶升。即图7所示的方式,通过液压缸活塞杆的伸长,使导轨上升并带动架体上升。
3) 爬升。即图8所示的方式。其上下爬升箱带着架体沿导轨自动向上爬升。
(4) 安全装置和控制系统
附着式升降脚手架必须具有防倾覆、防坠落和同步升降控制的安全装置。防倾覆装置采用防倾导轨及其他适合的控制架体水平位移的构造。防坠装置则为防止架体坠落的装置,即一旦因断链(绳)等造成架体坠落时,能立即动作,及时将架体制停在防坠杆等支持构造上。防坠装置的制动有棘轮棘爪,楔块斜面自锁、摩擦轮斜面自锁、楔块套管、偏心凸轮、摆针等多种类型(图10),
图10:防坠装置的制动类型分类
一般都能达到制停的要求,已有几种防坠产品面市,如广西某建筑外架技术开发部研制出的限载连动防坠装置,采用凸轮构造防坠器(图11)
图11:凸轮式防坠器构造
某建筑公司开发的“爬架防坠器”采用楔块套管构造(图12)。