附著式電動施工平臺的工程應用

1、長青大廈98米高空頂部采光棚桁架平臺設計與施工-附著式電動施工平臺的工程應用北京星河模板腳手架工程有限公司 姜傳庫 段明 白光輝一.工程概況及編制依據(jù)（1）工程概況及工程施工要求工程概況：長青大廈位于北京燕莎。本工程主體為框架剪力墻結構，5-19層為標準層，標準層層高均為3.3m，1層6.9m、2-4層4.5m、20-23層3.8m。建筑總標高均為98.1m。施工單位：中建一局第三建筑工程公司施工要求：建筑中央大廳從第五層一直到頂部是14.9米21米的高空天井，有三面要做結構柱子的貼磚裝修，另一面為墻面做浮雕裝飾，從第五層開始搭設電動施工平臺，每面兩臺機組及立柱，共搭設8臺電動施工平臺，滿足貼

2、磚及浮雕的裝修工作。還要完成頂部采光棚的裝修工作。（2）編制依據(jù)序號內容備注1長青大廈建筑圖2施工平臺手冊3建筑施工安全檢查標準JGJ59-994建筑施工高處作業(yè)安全技術規(guī)程JGJ80-915建筑安裝工人安全技術操作規(guī)程6施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范JGJ46-20057建筑機械使用安全技術規(guī)程JGJ33-2001二.電動施工平臺介紹及性能指標（1）產品介紹電動施工升降平臺是我公司從西班牙引進的大型自升降式高空作業(yè)平臺。它可替代鋼、竹、木等腳手架，用于高空施工，尤其適用于幕墻、涂料、砌筑等外墻裝修。亦可用于其他高空作業(yè)，外墻翻新、幕墻清潔和維修等。電動施工升降平臺是一種靠齒輪、齒條傳動的升降機

3、械，有著非常可靠的電氣和機械安全系統(tǒng)，它可隨著建筑物的升高而自行升高，平臺可根據(jù)需要而加長或縮短。施工升降平臺在安裝、使用時不用預制基礎，移動時只需拆除部分立柱和附墻，通過底部的輪子很方便地更換作業(yè)地點。平臺底座驅動電機三角梁及平臺立柱電動平臺結構圖（2）性能指標平臺項目MC-36/15 雙柱型MC-36/15 單柱型最大高度180 m180m第一道附墻與地面最大間距6 m6 m最大荷載36 KN15 KN附墻間最大間距6.3 m6.3 m平臺最大長度30.10 m9.8 m平臺寬度1.35 m1.35 m平臺最大伸展寬度0.95 m0.95 m電動機額定功率42.2 KW22.2 KW升降速

4、度6.2 m/min6.2 m/min額定電流25.4A5.4A啟動電流224.3A24.3A供電規(guī)格400V-50Hz400V-50Hz工作狀態(tài)時允許最大風速-沒有附墻45,7 Km/h45,7 Km/h工作狀態(tài)時允許最大風速55,8 Km/h55,8 Km/h護欄最大抗力0.9 KN0.9 KN組裝時最大允許風速45,7 Km/h45,7 Km/h不使用時最大允許風速165,2 Km/h165,2 Km/h噪聲水平60 dB(A)60 dB(A)（3）性能特點 適用范圍廣，可用于各種結構外墻裝修、翻新及清理 具備防外傾及良好的導向功能 每套提升機位安裝手動和自動啟動安全防墜裝置 操作方便快

5、捷 安全可靠三、桁架平臺方案設計與施工 由于本工程建筑中央大廳從第五層一直到頂部是14.9米21米的高空天井，除了有三面要做結構柱子的貼磚裝修，另一面為墻面做浮雕裝飾以外，本工程的一個裝修難點是頂部采光棚要做裝飾工程，從第五層樓面到頂部采光棚近70米高，必須在頂部高空位置給裝修人員提供一個安全可靠的施工平臺，如果按普通的滿堂架腳手架方案，從第五層樓面，一直搭設到頂層，所需腳手架數(shù)量較大，差不多需要200多噸，并且搭設時間長，滿足不了工期要求。為了既能滿足施工進度要求，同時又能保證施工人員安全，結合電動施工平臺的自身特點，設計了以下桁架施工平臺的方案。（1）電動平臺的布置設計根據(jù)工程平面圖，本工

6、程共設計驅動單元8套，及采用雙柱式電動施工平臺4臺，（每邊各題臺）根據(jù)施工裝修順序：先進行頂部采光棚的裝修施工，然后再進行三面貼磚，一面做浮雕的裝修施工。1、由于本次施工在5層以上搭設平臺，所以要在5層以下的設備層里，電動平臺相應的基礎位置搭設腳手架支撐卸荷。腳手架位置及搭設方法見設備層腳手架支撐平面布置圖。 2、在第5層放置施工平臺底座調整好水平度，施工平臺底座放置的位置按設計要求要在設備所搭設腳手架位置的上方。平臺距施工墻面距離為安全距離300MM。施工平臺位置見電動施工平面布置圖，為了便于頂部采光棚裝修，需要在電動施工平臺上搭設一供人員操作的桁架施工平臺。 （2）立面設計本結構總標高為9

7、8.1m。平臺立柱距支撐底座4M開始附著附墻桿，以后每兩層進行一次附著。3、施工平臺安裝流程 安裝左側平臺底座安裝左側第一節(jié)懸臂平臺橫梁安裝右側第一節(jié)平臺橫梁在驅動單元兩側對稱安裝第二節(jié)橫梁在中間橫梁端部底部做支撐安裝下一節(jié)橫梁重復以上步驟安裝中部其它橫梁安裝右側驅動單元安裝平臺附件及電器設備啟動平臺并利用平臺接高立柱（附墻同步安裝）安裝限位立柱平臺檢查驗收由于電動施工平臺可能會向外傾覆，所以必須及時安裝附墻件。附墻在立柱上安裝附墻框，通過膨脹螺栓將附墻桿固定在結構上，再用直角扣件將附墻桿和附墻框固定。+附墻件：編號組件名稱編號組件名稱1附墻桿5M20 螺母2膨脹螺栓M166直角扣件48 mm

8、3M20x80高強螺栓7附墻框4墊片8膨脹螺栓15 or 22扭矩值：附墻件螺栓75 Nm立柱間螺栓200 Nm（2）桁架平臺的設計電動平臺安裝完成后，將平臺下降至第五層樓面，開始組裝桁架平臺，利用在已搭設的電動施工平臺，在21米長方向的4臺機組的平臺三角梁上，用48鋼管搭設1米高的桁架平臺，搭設完成后通過電動施工平臺將48鋼管搭設的桁架平臺按要求逐步提升至頂部，每邊用6根共12根鋼絲繩將桁架平臺固定卸荷，鋼絲繩固定在頂部環(huán)梁上，然后再在桁架平臺上用48鋼管及鋼管扣件搭設上部操作平臺，施工人員在操作平臺上完成頂部采光棚的裝修施工。桁架平臺具體設計方案如下：1、桁架平臺的方案設計：桁架平臺設計分

9、主梁次梁，主梁用48鋼管及22螺紋鋼焊接成，見主梁設計圖， 主梁桁架設計圖主梁與電動施工平臺三角梁通過焊接兩個角鋼，卡在平臺三角梁上，焊接位置留有50mm間隙，既起到限位作用又留有一定調節(jié)量（見節(jié)點大樣圖B）。主梁設計圖 節(jié)點大樣度A 節(jié)點大樣圖B所有焊接部位要求滿焊，主梁鋼管對接時，內部加38*800MM內芯管焊接接頭處下部焊接22*400MM螺紋鋼，主梁間距1.5米左右，共設置12根主梁，主梁高度1米。每片主梁理論重量335Kg（鋼管壁厚按3.5mm計算）,主梁共重：4020Kg，次梁用48鋼管通過鋼管扣件與主梁搭設成一體形成一個桁架平臺，次梁長度方向鋼管搭接用不少于4個扣件連接，次梁的上

10、下鋼管之間用48鋼管焊接，次梁間距每1.8米一片，共六片，每片次梁約重320Kg, 次梁共重：1920Kg，短斜桿及密目安全網重量約200 Kg，整個桁架平臺計算理論重量是：6140Kg，兩側雙柱電動平臺允許荷載是7200Kg，滿足電動平臺荷載要求。（雙柱電動平臺允許荷載是36KN，見電動平臺技術參數(shù)）桁架施工平臺搭設完成后，在其下部必須搭設密目安全網。2、桁架平臺在五層樓面搭設完成以后，要求做靜載實驗：按設計要求，荷載應該不小于100Kg/m2 具體靜載實驗方法及實驗結果：在桁架平臺的中心位置（此位置是桁架平臺受力最不利的位置）用腳手板搭設，在18平米見方的面積上放置2000Kg的水泥袋，局

11、部架體最大變形量不到20mm，整體桁架平臺無變形。3、靜載實驗完成后，要進行提升實驗，進行提升時，現(xiàn)場嚴禁無關人員在平臺底部及平臺上，只有兩名操作人員分別在兩側電動平臺架上操作控制箱進行提升，要求兩名操作人員系好安全繩，安全繩必須與建筑結構牢固連接。桁架平臺提升的同步控制方法：1、同一側的兩臺機組設備本身有同步調平裝置，通過電機的行程開關來保證同一側的兩臺機組同步提升，如果同一側的兩邊電機高低差大于100mm，高邊的電機會自動停止，待低邊的電機上升到位后再提升。2、兩側對面的平臺通過設置調平水管的方法，通過操作人員的觀察來調節(jié)提升時同步性，具體方法是：在每側電動平臺上，設置一根注滿水的U型透明

12、水管，U型水管兩邊做好刻度標記，（桁架調平水管設置方案圖），操作人員在提升時觀察U型水管兩邊做好的刻度標記，當水面超過刻度值時，操作人員及時調整。 桁架調平水管設置方案圖4、桁架平臺正式提升前，要在一個層高的范圍內上下進行提升實驗，提升實驗完成后，必須檢查桁架主梁與電動平臺三角梁連接處有無變形情況，檢查主梁次梁有無變形情況，檢查電動平臺三角梁與立柱導向是否正常，檢查電機是否過熱（判斷是否超負荷運轉）。如果以上檢查均正常視為提升實驗合格。5、桁架平臺提升實驗合格后方可正式進行提升，現(xiàn)場提升過程中要有現(xiàn)場指揮、安全主管、技術主管、等主要負責人在現(xiàn)場監(jiān)督，若出現(xiàn)異常情況應馬上停止提升，確認問題解決后

13、，方可繼續(xù)提升。 桁架平臺通過左右兩套電動平臺同步望上提升6、桁架平臺提升至指定的位置后，應馬上用斜拉鋼絲繩將桁架平臺進行固定卸荷，保證每根鋼絲繩拉緊受力，斜拉鋼絲繩穿過上部環(huán)梁，鋼絲繩錨固方法見具體大樣圖。 桁架平臺提升至指定的位置后，用鋼絲繩拉結卸荷。 鋼絲繩錨固節(jié)點圖7、 桁架平臺提升到位后，通過鋼管將桁架平臺與結構柱子進行拉接固定，然后再在桁架平臺上搭設人員上部操作平臺。8、上部操作平臺的搭設要求：操作平臺用48鋼管及鋼管扣件搭設，立桿間距不大于1.5米，立桿必須與主梁上下兩根鋼管扣接，橫桿步距不大于1.5米，同時按照扣件式鋼管腳手架規(guī)范要求搭設剪刀撐。操作面鋪設腳手板。9、操作人員及

14、施工荷載要求：上部操作平臺只允許施工人員進入，施工人員進入操作平臺時要求系好安全繩，安全繩固定好后方可進行裝修工作，操作平臺上不得放置施工材料等其它重物，要求操作平臺上施工荷載不得大于100Kg/m210、桁架平臺的拆除方法：頂部采光棚的裝修工程完成后，先將上部操作平臺架子拆除，然后解除桁架平臺與柱子的固定約束，拆除斜拉鋼絲繩，檢查桁架平臺與周圍建筑無約束后，按照以上桁架平臺提升的要求將桁架平臺逐步下降至第五層樓面上。11、在第五層樓面上拆除桁架平臺，然后用電動施工平臺準備進行三面柱子貼磚及一面墻面浮雕的裝飾工程。四、工程材料表工程名稱：北京長青大廈附著式電動施工平臺 序號名稱規(guī)格數(shù)量單位1底

15、部驅動裝置標準8套2可調托撐搖桿標準4套3立柱1.5m370件4頂部限位立柱8件5平臺梁1.5m24件6平臺梁1.0m20件7定型腳手板1.5m1.3m24件8定型腳手板1.0m1.3m20件9護欄1.5m24件10護欄1.0m20件11左護欄4件12右護欄4件13單護欄立桿待定根14雙護欄立桿 待定根13上立柱保護罩8件14下立柱保護罩8件15安全門8件16電控箱4件17電纜線624+421400米18附墻桿48*1000mm180件48*600mm10019附墻框140件20直角扣件280件21高強螺栓M20801200套22膨脹螺栓M16150600件23上平臺樓梯4套24水平度限位夾6

16、套25平臺伸縮梁120根26鋼絲繩拉桿座12件五、桁架平臺計算書一、 架體受力驗算（一）、非施工狀態(tài)下該操作平臺如上圖所示，它是采用鋼管和鋼管扣件組合而成的一個桁架結構（主梁為焊接，次梁搭接），在非施工狀態(tài)下，取一片主梁進行驗算，受力簡圖如下：F和q計算如下：主梁鋪設間距為1.5m，共12排，次梁鋪設間距為1.6m，共8排腳手板重量按0.35 KN/m2，483.5鋼管自重取0.0384 KN/m，(1)、次梁和立桿自重主梁鋪設的間距為1.5m，其上承受了次梁和立桿的自重，立桿長度5.0m，所以F1(1.5m2根5.0m1根)0.0384 KN/m 0.3KN(2)、鋼管扣件自重每個點4個直角

17、扣件、2個旋轉扣件，所以有F240.013220.01460.082所以作用于每個節(jié)點的集中荷載為：FF1 F20.38 KN(3)、主梁自重主梁斜支撐桿采用的是22螺紋鋼，焊接在上下弦桿上，自重為0.029KN/m，長度取2.1m，共9根，主梁上下弦桿采用的是48鋼管，焊接重量取0.18KN，即(14.420.0384)+(2.190.029)+0.181.83 KN轉換成線荷載q1.83/14.4=0.13KN/m桁架內力計算：由以上受力簡圖和F值可求得該桁架的節(jié)點受力圖為:桁架各桿件所受的軸力圖為：由上圖可知，上弦桿所受的最大壓力為Nmax=8.37 KN，以此作為驗算對象，該上弦桿采用

18、的是483.2鋼管，483.2鋼管截面特性如下：A=4.5cm2ix=15.87mm1、長細比計算： ，查表得穩(wěn)定系數(shù)=0.632、桿身穩(wěn)定計算：所以該壓桿穩(wěn)定性滿足要求！桁架撓度計算：把該主梁簡化為簡支梁，如下圖所示， 該主梁截面如下圖所示：對483.2鋼管，IX A4.5cm2對于該組合截面：慣性距I(11.354.5402)214422.7 cm4a)、在均布荷載q作用下?lián)隙扔嬎悖篵)、在集中力F作用下?lián)隙扔嬎悖杭辛均分為9跨，即n9，所以：總的撓度為：2.453.56 mml/50028mm滿足要求?。ǘ⑹┕顟B(tài)下 桁架架體在施工狀態(tài)下，通過12道斜拉鋼絲繩卸荷到結構上，鋼絲繩

19、采用環(huán)抱結構梁的方法進行錨固，此時桁架架體兩端脫離電動施工平臺橫梁，完全由12道斜拉鋼絲繩進行卸荷。1、 鋼絲繩驗算鋼絲繩拉結如下圖所示：受力簡圖為： 使用工況下，在桁架平臺上搭設了上層工人操作平臺，該操作平臺由鋼管扣件搭設，立桿上加了4道橫桿和縱桿，這些荷載通過立桿傳遞到主梁上，施工活荷載取1 KN/m2，荷載統(tǒng)計如下：后搭鋼管架自重：(11.5m1216.6m8) 40.038441.6 KN施工活荷載：11.516.61 190.9 KN 腳手板自重：11.516.60.3566.8 KN由前面統(tǒng)計可知桁架平臺自重為：60KN所以每根鋼絲繩承受的豎向荷載為：(41.6+190.9+66.

20、8+60)/1229.9 KN鋼絲繩與大橫桿之間的夾角為60，所以鋼絲繩所受的拉力為：F拉29.9/sin6034.5 KN選15.5 、619，公稱抗拉強度=1961N/mm2的鋼絲繩進行卸荷，該鋼絲繩的鋼破斷拉力為175KN，在實際施工過程中，每根鋼絲繩纏2道進行卸荷，即每道鋼絲繩為雙倍破斷力，即350KN。為了安全考慮，乘于8倍的安全系數(shù)，即8F拉276 KN350 KN所以所選鋼絲繩的破斷拉力滿足要求。2、桁架平臺主梁驗算 由于在施工狀態(tài)下，桁架平臺卸荷到12根鋼絲繩上，此時桁架架體兩端脫離電動施工平臺橫梁，完全由12根鋼絲繩承擔架體的荷載，取一片桁架進行計算，受力簡圖如下所示：在施工

21、狀態(tài)下的荷載統(tǒng)計如下：施工活荷載：11.516.61 190.9 KN 腳手板自重：11.516.60.3566.8 KN 立桿上加了4道橫桿和縱桿，這些荷載通過立桿傳遞到主梁上， 后加鋼管架自重：(11.5m1216.6m8) 40.038441.6 KN，共有12896個節(jié)點承受這些荷載，每個節(jié)點為(190.966.841.6)/963.1 KN加上架體次梁、立桿、鋼管扣件自重荷載后，集中力F0.33.13.4 KN均布荷載q0.13 KN/m通過計算可得架體內力圖為：節(jié)點受力圖：各桿件的軸力圖：由上圖可知上弦桿受軸向壓力最大值為Nmax9.68 KN，立桿所受軸向壓力最大值為Nmax11

22、.66 KN，斜桿所受壓力值最大為Nmax8.07 KN，它們都為受壓桿，分別以它們作為驗算對象，驗算其穩(wěn)定性。上弦桿：采用的是483.2鋼管，483.2鋼管截面特性如下：A=4.5cm2ix=15.87mm(1)、長細比計算： ，查表得穩(wěn)定系數(shù)=0.63(2)、桿身穩(wěn)定計算：滿足要求！立桿：采用的是483.2鋼管，483.2鋼管截面特性如下：A=4.5cm2ix=15.87mm(1)、長細比計算： ，查表得穩(wěn)定系數(shù)=0.894(2)、桿身穩(wěn)定計算：滿足要求！斜桿：采用的是22圓鋼，22圓鋼截面特性如下：A=3.8 cm2ix=0.55cm(1)、長細比計算： 有效受壓長度取1200mm ，查

23、表得穩(wěn)定系數(shù)=0.17(2)、桿身穩(wěn)定計算：滿足要求！3、頂板強度驗算斜拉鋼絲繩卸荷到頂板結構上，其豎向拉力對頂板有彎矩的作用，現(xiàn)對其強度驗算如下：(1)、計算單元頂板可看成是一塊懸挑板，取寬度1m的板帶作為計算單元。(2)、荷載計算懸挑板厚度0.2m，寬度1.2m，混凝土重度qk=25KN/m3。懸挑板自重：q1=0qkbh=1.225（10.2）6KN/m鋼絲繩豎向拉力：F=29.9 KN(3)、受力簡圖及彎矩計算彎矩計算：計算懸挑板B點處的彎矩值：由懸挑板自重產生的彎矩：M1=61.220.5=4.32KNm由斜拉鋼絲繩豎向拉力產生的彎矩：M2=29.91.2=35.8KNm所以挑板B點處的彎矩值：M= M1 + M2=4.32+35.8=40.2 KNm(4)、懸挑板所能承受的極限彎矩Mu由結構圖查得，板厚度200mm，板混凝土強度等級按照C30進行驗算，板配筋直徑為14mm，間距為200mm的三級鋼筋。查混凝土結構計算手冊得；fcm=14.3N/mm2， fy=360N