CN111519868A

CN111519868A - 一种竖向井道无轨自升降自锁式双层笼架施工方法

Info

Publication number: CN111519868A
Application number: CN202010412620.1A
Authority: CN
Inventors: 成军
Original assignee: Nantong University
Current assignee: Nantong University
Priority date: 2020-05-15
Filing date: 2020-05-15
Publication date: 2020-08-11

Abstract

本发明公开了一种竖向井道无轨自升降自锁式双层笼架施工方法，包括如下步骤：墙面预留安全轴固定洞口→下层笼架的制作→上部套架的制作→安全自锁轴安装→爬梯的安装→升降设备的安装。本发明以工程实践为基础，分析了电梯井传统的钢管扣件式脚手架、三角形吊装升脚手架的利弊，提出了无轨自升降自锁式双层笼架的施工技术，使竖向井道脚手架工具化、进度快、材料省、安全性能提高。

Description

一种竖向井道无轨自升降自锁式双层笼架施工方法

技术领域

本发明属于具体涉及一种竖向井道无轨自升降自锁式双层笼架施工方法。

背景技术

目前在高层建筑中，框架剪力墙结构、框架核心筒结构占有较高的比重。这些建筑物的一个共同特点是竖向井道采用钢筋混凝土剪力墙结构来抵抗结构的水平剪力，同时满足建筑物电梯安装等设备的需要。该类竖向井道结构施工过程中，从地下室至屋顶，中间没有隔层，竖向井道内部的模板支设、拆除时均需要使用脚手架。

传统脚手架是采用钢管扣件从地下室一直搭到顶层，内部搭设脚手架所需材料较多，且因其周边有墙体封闭，脚手架的质量不便于检查，安全难以保证。另一种常用的是三角形脚手架，其在主体结构施工时，通过塔吊将其吊升，与主体结构同步使用，至主体结构完成后拆除，而在装修及安装阶段还需重新搭设钢管扣件式脚手架。因此电梯井脚手架成了土建施工过程中安全工作的一个重点。

发明内容

发明目的：为了解决上述高层建筑竖向井道的脚手架问题，本发明提供了一种竖向井道无轨自升降自锁式双层笼架施工方法。

技术方案：一种竖向井道无轨自升降自锁式双层笼架施工方法，包括如下步骤：墙面预留安全轴固定洞口→下层笼架的制作→上部套架的制作→安全自锁轴安装→爬梯的安装→升降设备的安装，其中：

所述的下层笼架的制作：用4根Φ60的钢管为立杆，再分别用4根Φ48的钢管焊制2个水平操作平台，平台的平面尺寸比竖向井道每边小100mm，平台的钢管均与立杆相焊接且保证立杆的空心不被破坏，立杆的高度为拟建建筑物标准层层高，这样就制作了下层笼架，笼子的高度与层高相等，笼边的平面尺寸比竖向井道每边小100mm；

所述的上部套架的制作：用Φ48的钢管制作一个与笼架的底面、顶面尺寸一致的平台，并从四角分别向下焊接一根Φ48的钢管，钢管长度比层高+1m，将四角Φ48的钢管插入下层笼架四角Φ60的钢管，这样上层套架与下层笼架就安装完成了；

所述的安全自锁轴安装：自锁安全装置包括套管、自锁轴、弹簧、拉环、拉线、固定钩，套管用长度400mm，直径30mm的钢管，焊于套架及笼架顶板的下侧、立杆的内侧，自锁轴安装于套管内，并用常开式弹簧向墙面方向顶住，使自锁轴始终保持外推状态；自锁轴贴近墙面的一端可设置滚动式弹珠，可减小自锁轴与墙面的摩擦力，使整个笼架或套架更顺利地升降；为保证自锁轴能够在需要的时候拉回，在自锁轴顶住弹簧的一端设置拉环，细钢丝绳穿过弹簧并通过端部的拉钩钩住弹簧端部的固定块，以保证自锁轴处于拉回状态。该自锁轴在套架及笼架上均需安装，每组为2个轴，笼架和套架各安装2组；

所述的爬梯的安装：在笼架内部上下层之间，安装便于人员上下的爬梯，爬梯宽250mm，高度同笼架，用Φ25的圆管焊制，每步高差为300mm；

所述的升降设备的安装：在上层套架的顶面中间位置焊接20mm厚铁板，并铁板上用螺栓固定丝杆升降机，丝杆底部留有法兰，法兰固定于下层笼架的顶面，这样将套架与笼架通过丝杆升降机的丝杆进行连接，并通过丝杆的运动来实现整个架体的升或降。

进一步的：所述的墙面预留安全轴固定洞口：首先对竖向井道的平面尺寸进行分析，并确定长边尺寸与短边尺寸，在短边尺寸的墙面、距离墙角(100+48+30/2)mm的位置、比楼层结构标高-板厚-0.2m的位置留设的洞口，洞口直径50mm，深度150mm。该洞口在井道短边墙面的两端分别留设，4个为一组，每层都用同样的尺寸留设。

有益效果：本发明的具体优势如下：

1工序简：本发明无需轨道，通过在墙面的预留洞及从笼架伸出的销轴代替轨道的运行。

2造价省：只需焊按一个与结构同层高、比竖向井道内径小200mm的立方体笼架及套架即可实现该井道整个架体的施工，其用料相当于搭设脚手架的2/总层数。

3工期快：通过自升降双层笼架的施工，每提升一次脚手架只需1分钟，比传统塔设脚手架需节约数小时。

4更安全：笼架及套架上均设置了安全自锁装置，自锁轴始终处于外推状态，只要出现安全问题，即可实现自锁，确保安全升降、安全生产。

5更方便：本设备可通过电动提升及手摇提升两种方式，即使在没有电源的情况下，通过手动提升也只需5分钟。

6效率高：由于采用双层笼架，可将顶操作面作为结构施工用，下层笼架作为结构缺陷修补之用。

7适用范围：适用于高层结构竖向井道的结构施工、内装饰等。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图；

图2是本发明的安全轴预留留洞平面示意图；

图3是本发明的安全轴预留洞剖面示意图；

图4是本发明的笼架平面示意图；

图5是本发明的上部套架与下部笼架立面示意图；

图6是本发明的自锁轴的安装示意图；

图7是本发明的内部爬梯的安装示意图；

图8是本发明的丝杆升降机的安装示意图；

图9是本发明的设备上升过程示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

某居民小区工程建筑面积137568平方米，由3幢27层、2幢18层、6幢8层住宅楼及地下车库组成。上述18层及以上建筑均为2层下层，其余为1层地下室。高层住宅共12个电梯井，电梯井内部尺寸均为2.2米*2米，每层高度为2.9米。

本发明的工艺原理如下：

本发明在竖向井道墙体结构施工时，在洞门所在墙面、洞门所正对的墙面靠近墙角150mm、距离层顶标高向下200mm、300mm为中心点留设2个中心在同一竖向轴线上的Φ50mm的洞口。在垂直竖向井道内，安装双套层的笼架，上层笼架的立杆置于下层笼架的立杆内。在上层套架顶面安装电动、手动一体的丝杆提升机，用以提升笼架或降低笼架。笼架在两个侧面设有由弹簧拉紧的轴，松开弹簧时，轴会自动伸出进入墙面预留的洞内，实现自锁。当上下笼在同层的两个预留洞内锁住时，解锁上层笼架，通过手动设备或电动设备，将上层笼架升至上一层的上洞内并自锁，再通过手动或电动设备，将下层笼架提升，至上一层的下洞并自锁，周而复始，实现笼架的自升降与自锁定。

本发明的施工方法无需使用塔吊等提升设备，通过在笼架上安装的丝杆提升机可实现自动与手动一体机实现双层笼架的升降，且因为效率高、安全有保障、速度快等一系列的优点而被推广应用。

本发明的工艺流程如下：墙面预留安全轴固定洞口、下层笼架的制作、上部套架的制作、安全自锁轴安装、爬梯的安装、升降设备的安装，详见图1。

本发明的操作制作要点：

1墙面预留安全轴固定洞口

首先对竖向井道的平面尺寸进行分析，并确定长边尺寸与短边尺寸。在短边尺寸的墙面、距离墙角(100+48+30/2)mm的位置、比楼层结构标高-板厚-0.2m的位置留设的洞口，洞口直径50mm，深度150mm。该洞口在井道短边墙面的两端分别留设，4个为一组。每层都用同样的尺寸留设。见图2、图3。

2下层笼架的制作

用4根Φ60的钢管为立杆，再分别用4根Φ48的钢管焊制2个水平操作平台，平台的平面尺寸比竖向井道每边小100mm。平台的钢管均与立杆相焊接且保证立杆的空心不被破坏。立杆的高度为拟建建筑物标准层层高。这样就制作了下层笼架。笼子的高度与层高相等，笼边的平面尺寸比竖向井道每边小100mm。笼架的平面图见图4、图5。

3上部套架的制作

用Φ48的钢管制作一个与笼架的底面、顶面尺寸一致的平台，并从四角分别向下焊接一根Φ48的钢管，钢管长度比层高+1m。将四角Φ48的钢管插入下层笼架四角Φ60的钢管。这样上层套架与下层笼架就安装完成了。

4安全自锁轴安装

自锁安全装置包括套管、自锁轴、弹簧、拉环、拉线、固定钩等。套管用长度400mm，直径30mm的钢管，焊于套架及笼架顶板的下侧、立杆的内侧，自锁轴安装于套管内，并用常开式弹簧向墙面方向顶住，使自锁轴始终保持外推状态。自锁轴贴近墙面的一端可设置滚动式弹珠，可减小自锁轴与墙面的摩擦力，使整个笼架或套架更顺利地升降。为保证自锁轴能够在需要的时候拉回，在自锁轴顶住弹簧的一端设置拉环，细钢丝绳穿过弹簧并通过端部的拉钩钩住弹簧端部的固定块，以保证自锁轴处于拉回状态。该自锁轴在套架及笼架上均需安装，每组为2个轴，笼架和套架各安装2组，自锁轴的安装示意图见图6。

5爬梯的安装

在笼架内部上下层之间，安装便于人员上下的爬梯，爬梯宽250mm，高度同笼架，用Φ25的圆管焊制，每步高差为300mm。内部爬梯的安装见图7。

6升降设备的安装

在上层套架的顶面中间位置焊接20mm厚铁板，并铁板上用螺栓固定丝杆升降机，丝杆底部留有法兰，法兰固定于下层笼架的顶面，这样将套架与笼架通过丝杆升降机的丝杆进行连接，并通过丝杆的运动来实现整个架体的升或降。丝杆升降机的安装见图8。

本发明在架体提升时，需要注意如下：

1将下层笼架的自锁轴弹入对应的预留洞内，实现下层笼架的固定。

2将上层套加的自锁轴对应的钢丝强绳外拉，并将钢丝绳端部的拉钩钩于对应的预留环，实现上层套架的自锁轴收起。

3同样的方法，将其余3个自锁轴全部收起。此时的上层套架通过丝杆升降机的丝杆支承。

4起动丝杆升降机，将上层套架升到上一层的上层预留洞，并将自锁轴放开，使自锁轴能够顺利进行预留洞，以固定上层笼架。

5经过以上程序，上层套架成功实现了上升，到达上一层操作面。

6起动丝杆升降机，将下层笼架提高10mm，使下层笼架的自锁轴略有提高，使其不再承受上层笼架的重量，改由丝杆升降机承重。

7将下层笼架的四个安全自锁轴全部收起并予以固定，这样下层笼架便悬空状态。

8启动丝杆升降机，将下层笼架提高100mm，使下层笼架的安全自锁轴离开对应的预留洞，此时解开安全自锁轴使其紧贴对应的墙面，使直层笼架自锁轴处于正常工作状态，由于这样能起到下层笼架在接下来的上升过程中，能起到安全自锁的作用。出现任何不安全状态导致下层笼架下滑时，遇到下层墙面预留洞，安全自锁轴能够滑入对应洞口，实现自锁以确保安全。

9启动丝杆升降机，直至下层笼架能够达到上一结构层次的墙面预留洞。

10上述循环，达到了架体的上升。设备上升过程见图9。

本发明在架体下降时，需要注意如下：

1在进行架体下落前，首先要检查上层套架的四个自锁轴是否已完全弹入预留洞内。

2将下层笼架的安全自锁轴对应的钢丝线向外侧拉动，带动安全自锁轴向内收缩，此时下层笼架通过丝杆升降机的丝杆相连。

3启动丝杆升降机，将下层笼架向下运行约100mm，然后将下层笼架的四个安全自锁轴向外张开，使自锁轴处于外张的自然状态，自锁轴自然顶住墙面。在下层笼架接下来的向下运行过程中，当出现任何意外时，下层笼架会下滑而自由下坠，此时当安全自锁轴遇到下层墙面预留洞时，便能及时弹出，卡住预留洞，达到安全自锁的目的。

4启动丝杆升降机，下层笼架向下运行。当下层笼架运行至房屋下层时，将安全自锁轴基本对住对应部位的下层洞口，此时松开拉线，弹出安全自锁轴，以固定下层笼架。

5用相同的方法，将上层笼架降落至下层。

6重复相同的动作，即可实现架体的下降。

本发明具有如下优势：

1工期快：通过自升降双层笼架的施工，每提升一次脚手架只需1分钟，比传统塔设脚手架需节约数小时。

2更安全：笼架及套架上均设置了安全自锁装置，自锁轴始终处于外推状态，只要出现安全问题，即可实现自锁，确保安全升降、安全生产。

3造价省：只需焊按一个与结构同层高、比竖向井道内径小200mm的立方体笼架及套架即可实现该井道整个架体的施工，其用料相当于搭设脚手架的(2/总层数)。

4本发明的墙面预留洞口水平位置偏差、高度偏差≤10mm，笼架及套架的平面尺寸偏差≤10mm。

5本发明经过无轨自升降自锁式双层笼架的推广使用，实践证明，该技术所需的成本低、安全可靠、运行快速快，深受现场工人的好评，值得推广应用。

Claims

1.一种竖向井道无轨自升降自锁式双层笼架施工方法，其特征在于：包括如下步骤：墙面预留安全轴固定洞口→下层笼架的制作→上部套架的制作→安全自锁轴安装→爬梯的安装→升降设备的安装，其中：

2.根据权利要求1所述的竖向井道无轨自升降自锁式双层笼架施工方法，其特征在于：所述的墙面预留安全轴固定洞口：首先对竖向井道的平面尺寸进行分析，并确定长边尺寸与短边尺寸，在短边尺寸的墙面、距离墙角(100+48+30/2)mm的位置、比楼层结构标高-板厚-0.2m的位置留设的洞口，洞口直径50mm，深度150mm。该洞口在井道短边墙面的两端分别留设，4个为一组，每层都用同样的尺寸留设。