專利名稱：超高建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑模具和外腳手系統(tǒng)，是一種特別適用于超高層建筑的模具和外腳手整體升降系統(tǒng)。
現(xiàn)有高層、超高層建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，通常是用組合鋼模板按照設(shè)計的形狀要求組合成一部份層次樓面的整體模具用混凝土澆灌而成的。用這種施工方法，每層樓面結(jié)構(gòu)造完后，就要將這部份組合成整體的鋼模板拆掉，搬運就位，吊運，然后在更高層次的樓面重新組裝，如此循環(huán)而上直至建筑結(jié)構(gòu)完成為止。隨后開始搭建外腳手，進行外墻整修、裝飾、安裝門窗等外裝飾施工。按這種施工方式建造高層，特別是超高層建筑，一般模具都要拆裝、搬運、吊裝就位數(shù)十次。而建筑高度越高，則拆裝的次數(shù)就越多，外腳手架隨著建筑物的升高也不斷從地面向上搭設(shè)直至屋頂。在這方面所花費了大量的人力、模具材料。不僅如此，大量制作混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋、腳手管挑腳手、鋼模板等施工材料、設(shè)備要向高處吊運，所需垂直吊運設(shè)備相應增加，在吊運能力跟不上的情況下還會影響施工進度。為了克服上述施工中的問題近幾年來國外也有采用局部整體升模方法施工的。如美國專利說明書U、S、P4378860中提供了一種在建筑結(jié)構(gòu)的部份墻體，如局部外墻體、電梯井等少量部位用爬模、跳模的方式實現(xiàn)局部模具整體升降的，這樣就可省卻了這些部位裝模、拆模、搬運所耗費的人力、物力、部份地減少垂直吊運設(shè)備的運輸量，部份地提高工效。在隨后的外裝飾施工中也有采用安裝吊藍等方式部份替代腳手架進行外墻裝飾工作的，盡管也減少了這部份外腳手多次搭建、拆裝的麻煩，但也存在吊藍式腳手適用范圍有限、穩(wěn)定性差，在6級風以上的條件下容易搖晃，可容納的操作人員少，能進行操作的工種有限的缺點。而且無論是可升降的局部模具還是使用吊藍等替代臨時腳手都僅僅是在所應用的局部范圍內(nèi)節(jié)省人力物力提高工效而已，並不能從根本上改變現(xiàn)有高層、超高建筑的模具和外腳手系統(tǒng)的構(gòu)造和施工狀況。
本發(fā)明的目的，是要提供一種建筑，特別是高層、超高建筑可整體升降的模具和外腳手系統(tǒng)。以從整體上最大限度地節(jié)約施工中拆裝、搬運、吊裝就位模具和外腳手系統(tǒng)所耗費的大量人力物力，從根本上改變現(xiàn)有高層、超高建筑模具和外腳手系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和施工狀況。達到提高工效、加快進度，縮短建造周期和提高工程質(zhì)量的目的。


圖1為整體升降模具系統(tǒng)基本單元結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為工具式鋼柱平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2中Ⅰ-Ⅰ剖面局部示意圖。
圖4為工具式鋼柱節(jié)點的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為兩剪力墻之間垂直力傳遞節(jié)點構(gòu)成示意圖。
圖6為剪力墻和結(jié)構(gòu)梁之間垂直力傳遞節(jié)點構(gòu)成示意圖。
圖7為結(jié)構(gòu)梁之間的垂直力傳遞節(jié)點構(gòu)成示意圖。
圖8為單剪力墻(或筒體)上的垂直力傳遞節(jié)點構(gòu)成示意圖。
圖9為圖8中Ⅱ-Ⅱ剖面局部示意圖。
圖10為樓板間傳遞水平力的節(jié)點構(gòu)造示意圖。
圖11為含有勁性鋼柱的鋼筋混凝土柱水平剖面圖。
圖12為含有勁性鋼柱的混凝土剪力墻水平剖面圖。
圖13為勁性鋼柱在建筑構(gòu)件中的布置示意圖。
圖14為吊裝鋼柱專用夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖15為承力架布置示意圖。
圖16為吊桿的構(gòu)造和連接節(jié)點構(gòu)造示意圖。
圖17為操作平臺分塊結(jié)構(gòu)示意圖。
圖18為工具平臺結(jié)構(gòu)示意圖。
圖19為組裝墻、梁柱模板澆筑混凝土示意圖。
圖20為梁模組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖21為樓板模板安裝示意圖。
圖22為整體升降模具部份標準層施工流程框圖示意圖。
圖23為懸掛式整體升降外腳手系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)示意圖。
圖24為位于工具式鋼柱、勁性鋼柱頂部平衡架外腳手系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)示意圖。
圖25為由一對承力方向相反的鋼牛腿支承的平衡架外腳手系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)示意圖。
圖26懸掛系統(tǒng)構(gòu)造軸測圖。
圖27為聯(lián)合大廈平面構(gòu)造示意圖。
圖28為聯(lián)合大廈勁性鋼柱、工具式鋼柱設(shè)置示意圖。
圖29為聯(lián)合大廈承力架分布平面示意圖。
圖30為物貿(mào)中心大樓結(jié)構(gòu)平面示意圖。
本發(fā)明包括可整體升降的模具和外腳手兩個部份。下面結(jié)合附圖詳細介紹這兩部份裝置的構(gòu)造細節(jié)。
如圖1所示，本發(fā)明模具部份基本上是由升板機1、工具式鋼柱2，承力架3、連桿4、操作平臺5、樓板模板6、墻模板7、外掛腳手架8、柱模板9、梁模板10、勁性鋼柱11構(gòu)成的。
升板機1，安掛在澆筑在結(jié)構(gòu)混凝土中的勁性鋼柱或工具式鋼柱上，為整個裝置的電動絲桿提升設(shè)備。其單機負荷一般為30噸，提升速度為1.8M/小時。采用絲桿、吊桿與承力架臨時固接，使其既能間斷、反復地提升承力架，進而帶動操作平臺和整體模具的升降，又能使絲桿支撐在提升架上進行升板機爬升移位。
工具式鋼柱2，為本發(fā)明支撐部件之一，是一種設(shè)置在柱、墻混凝土外的短柱，主要是承受裝置的水平和垂直荷載，其結(jié)構(gòu)水平斷面的形狀為正方形或長方形，而且最長邊的長度不得超過升板機架內(nèi)孔尺寸，其四周承重的鋼角肢間通過綴板連接，如圖2所示。其中Ⅰ-Ⅰ剖面為綴板與角肢連接的放大圖，見圖3所示，綴板12與鋼角肢14間設(shè)置了小鋼牛腿13，以增加焊縫的抗剪能力。綴板設(shè)置的間距一般由升板機一次有效提升高度以及層高來綜合決定。通常是以一個樓面高度分二次提升計算，其長度在450-700mm之間。
工具式鋼柱，開始隨著建筑結(jié)構(gòu)高度的逐步升高而不斷加長，加長時其節(jié)點常采用圖4所示的連接結(jié)構(gòu)。即通過法蘭圈15、螺栓17連接后再加上角鋼16綁焊而成。在實際吊裝時一般先用螺柱連接后，再用儀器校正定位，然后再加角鋼綁焊，以加快吊裝速度和保證施工質(zhì)量。由于工具式鋼柱可以用鋼銷固定在已達到一定強度的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，所以不必按建筑結(jié)構(gòu)總高設(shè)置，使用完畢還可重復使用，這樣就減少施工階段的設(shè)備用鋼，大大減低了施工成本。
工具式鋼柱的長度一般為七至九層樓面高，完成一層結(jié)構(gòu)，就將鋼柱提高一層，也可連續(xù)施工幾層后再提升工具式鋼柱。在工具式鋼柱上移過程中為使它所承受的垂直負荷和水平負荷傳遞到已達到一定強度的建筑結(jié)構(gòu)上去，要根據(jù)其擱置建筑結(jié)構(gòu)的不同部位采用不同構(gòu)造形式的傳荷節(jié)點。
圖5為兩剪力墻之間垂直力傳遞節(jié)點構(gòu)成示意圖，圖中可見工具式鋼柱21可以通過若干根承重銷18擱置在固定于兩剪力墻預留洞19中的鋼梁20上的。
圖6為剪力墻26與結(jié)構(gòu)梁之間22的垂直力傳荷節(jié)點構(gòu)成示意圖。圖中可見工具式鋼柱25，也可用若干承重銷24垂直固定在若干一端擱置在同剪力墻連成一體的工具式反牛腿上而另一端擱置在結(jié)構(gòu)梁墊塊上的鋼梁上的。
圖7為結(jié)構(gòu)梁之間垂直力傳遞節(jié)點構(gòu)造示意圖。圖中可見工具式鋼柱29，是用若干承重銷28垂直固定在鋼梁27上的，而鋼梁27的兩端則擱置在位于結(jié)構(gòu)框架梁上的墊塊30上面。
圖8為單剪力墻處垂直力傳遞節(jié)點構(gòu)造示意圖。如圖中所示工具式鋼柱35是用若干承重銷33垂直固定在安裝在剪力墻32上的兩平行鋼牛腿34上的承重銷36上的。從圖8中Ⅱ-Ⅱ處局部剖視9可見鋼牛腿34在單剪力墻上安裝的水平位置是由其位于剪力墻另一側(cè)的工具橫梁后端的墊塊37厚度來進行調(diào)節(jié)的。
圖10為樓板間傳遞水平力的節(jié)點構(gòu)造示意圖。根據(jù)圖中所示可見工具式鋼柱38是由制動螺栓39配合鋼鍥41榫緊后固定于樓板預留孔40內(nèi)的。
以上提供的僅是本發(fā)明比較常用的工具式鋼柱垂直力和水平力傳遞節(jié)點的幾種構(gòu)造形式，由于建筑結(jié)構(gòu)的多樣性使工具式鋼柱的安裝條件差異很大，在實際施工中也可能采用適用于客觀條件的其它構(gòu)造形式的傳荷節(jié)點。
勁性鋼柱11，其構(gòu)造與工具式鋼柱相同。所不同的是它在施工時被作為混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼柱替代部份的鋼筋，一起被澆筑在混凝土結(jié)構(gòu)柱里面。為盡可能代替原結(jié)構(gòu)柱中的鋼筋以降低結(jié)構(gòu)鋼筋用量，在符合升板機懸掛要求的前提下應盡量布置在混凝土結(jié)構(gòu)的邊、角處，如圖11、圖12所示。其中42為鋼筋混凝土柱中的正方形勁性鋼柱。43為混凝土剪力墻中的長方形勁性鋼柱。由于結(jié)構(gòu)施工時柱和墻上往往要擱置結(jié)構(gòu)梁，因此在柱和墻內(nèi)設(shè)置勁性鋼柱時還應安排好梁內(nèi)鋼筋的正常通過和錨固。同時，由于超高建筑結(jié)構(gòu)柱的截面尺寸和剪力墻的厚度均會隨高度的上升而變小，因此勁性鋼柱的最大截面尺寸必須小于結(jié)構(gòu)的最小斷面，其布置亦應處于不收小位置。如圖13所示，44表示鋼筋混凝土柱斷面最大時的情況，45表示第一次收縮后斷面情況，46表示鋼筋混凝土柱最后的斷面，47表示勁性鋼柱在混凝土構(gòu)件中應處的正確位置。勁性鋼柱作為施工階段承受全部施工負荷的綴板式鋼柱之一，而且又是施工階段的導向柱，它是隨建筑結(jié)構(gòu)高度而升高的，其最后高度與建筑高度相等。
由于每段鋼柱的長度一般為10米，勁性鋼柱接長時一般采用內(nèi)搭接，用法蘭式螺栓固定后，再用角鋼進行永久性焊接加固而成，以增強抗剪能力。在高層超高建筑結(jié)構(gòu)施工時，要吊運10米長的分段鋼柱進行搭接，起重工必須爬到10米以上的高空去摘除吊鉤既麻煩又不安全，為了解決這個問題，本發(fā)明系統(tǒng)應用了一種吊裝鋼柱的專用夾具，其構(gòu)造如圖14所示。由若干根鋼柱底端的鋼繩48連接位于鋼柱上端外沿的穩(wěn)定框架49，當起重設(shè)備起重鋼繩50栓住穩(wěn)定框起吊時，由于與穩(wěn)定框相連的鋼繩48栓住了鋼柱的底端，所以起吊時重心穩(wěn)而受力均勻。位于鋼柱頂部的穩(wěn)定框49在垂直起吊過程中能可靠地防止鋼柱的左右晃動。所以能穩(wěn)妥地將分段鋼柱準確地吊至需要搭接的勁性鋼柱上面。用經(jīng)緯儀校正完畢后即可實施法蘭式螺栓固定等項操作。在初步搭接完成后，只要解開處于鋼柱底端的鋼繩，開動起重設(shè)備，由于鋼柱與勁性鋼柱的初步搭接和本身的重量，使與吊機鋼繩連成一體的穩(wěn)定框從鋼柱上部脫出，方便地完成吊裝搭接施工。既免除了高空摘鉤的不安全因素，又使該道吊裝工序效工效提高10倍以上，總工效也提高近1倍。
承力架3;是將操作平臺的力傳到工具式鋼柱或勁性鋼柱上去的一個受力結(jié)構(gòu)，它由主梁、次梁組成。主梁是直接將傳到工具柱或勁性柱上去的鋼梁。而將操作平臺上的力傳到主梁上去的梁稱為次梁。在每個工具式鋼柱或勁性鋼柱兩側(cè)必須布置二根主梁。在剪力墻和結(jié)構(gòu)框架梁處，承力架亦應布置其兩側(cè)。承力架可以是由若干型鋼梁平拼焊接而成，也可以是用型鋼鋼梁縱橫疊擱后在重疊部份上下加蓋壓板后用螺栓固定而成的井字型鋼架結(jié)構(gòu)。這樣既減少了現(xiàn)場的焊接工作量，而且因鋼梁使用的是通長的型鋼，拆卸后可重復使用，以節(jié)省施工用鋼。承力架的布置如圖15所示，其中51為混凝土柱，52為混凝土梁，53為工具式鋼柱，54為承力架，55為剪力墻。
連桿4，是本發(fā)明系統(tǒng)懸吊、支承、連接的主要構(gòu)件。升板機、承力架、操作平臺、工具式鋼平臺就通過連桿實現(xiàn)連接。在平臺提升的情況下，它承受施工荷載和模板等產(chǎn)生的拉力。當工具柱卸荷提升時，它承受壓力，將升板機、工具柱的荷載傳至平臺，再由平臺傳至模板或樓板，最后傳到建筑物上。其構(gòu)造和連接節(jié)點如圖16所示。其中承力架56與φ48mm無縫鋼管58的連接是通過連接螺柱57將連桿的法蘭式端部與承力架的鋼梁連一體的，而連桿φ48mm無縫鋼管58與操作平臺的連接是通過其法蘭式端部和在鋼平臺另一側(cè)墊加壓板60，用連接螺桿59實現(xiàn)的。采用螺栓為主的連接方法，構(gòu)造簡單，接頭牢固，連接速度快且容易拆卸、比較靈活。
操作平臺5，通過連桿固定懸吊在提升架下的分塊獨立鋼平臺。它與承力架保持一定間距，以供施工人員綁扎梁和墻、柱鋼筋、澆注混凝土等操作。其分塊結(jié)構(gòu)如圖17所示，其中61為結(jié)構(gòu)框架梁，62為鋼混凝土柱，63為工具式鋼柱，64所示為鋼平臺，65為墻體。它是采用梁、板式結(jié)構(gòu)構(gòu)造而成，但四周一圈邊框必須是封閉的，以利自身的安裝和懸掛墻、柱、梁模板的需要。使用鋼平臺的原因在于分塊方便，便于泵送混凝土在平臺上臨時堆放后鏟鍬入模，也使混凝土布料機移動方便並可重復使用。在受條件局限時，也可選用木板面板的平臺或鋼筋混凝土平臺。
在建筑設(shè)備井道、外墻凹檔次，也可以采用一種既可傳遞水平力，又可傳遞垂直力的工具式鋼活動平臺，如圖18所示。工具式平臺67固定在工具柱70上並與它一起由塔吊提升，當工具柱提升到固定位置時，鋼平臺上的偏心承重銷69自動伸入剪力墻上的預留洞68內(nèi)。使工具式平臺被擱置以傳遞工具柱垂直力。鋼平臺的四周與剪力墻間的空隙用鋼鍥66榫緊，以將工具柱上的水平臺通過鋼平臺、鋼鍥傳遞到剪力墻上去。
墻體模板7，通過一個懸掛式的水平位移機構(gòu)懸掛在操作平臺5下面，如圖19所示。其中71為操作平臺，72為墻體模板，它可以是由鋼大模組成的大模型式，也可采用組合模板拼裝成的大模板。模板通常均懸掛在水平位移結(jié)構(gòu)下面。該懸掛式平行結(jié)構(gòu)是一個由角鋼73擱置在工字鋼式槽鋼組成的導軌74的滑動軸承75兩側(cè)，組成吊環(huán)式結(jié)構(gòu)，可沿導軌自由移動。通過這一懸掛式的水平位移機構(gòu)，僅靠人工就能方便地使大模板脫離混凝土墻體。以便于清理和確保安全提升，在組裝時也能很快就位。由于每一層結(jié)構(gòu)施工，大模板都要裝、拆一次，所以其采用片模加角模的構(gòu)造形式。由于超高建筑墻體通常都是變截面墻，因此常在建筑墻體的陰角處用模來承擔模板的收分。為使墻模板能承受混凝土快速輸送、澆注時側(cè)壓力，還在墻體模板上添置了穿墻螺柱76，如圖19所示。穿墻螺柱外面套有塑料套管77，其長度等于墻模厚度，可避免混凝土砂漿粘附在螺栓上，還可大大提高墻體澆筑精度。
梁模板10，其底?？梢允墙M合鋼模板或者木模板，當梁的寬度和組合鋼模板的模數(shù)一致時優(yōu)先采用組合鋼模板，如兩者不相適應時也可采用木模板，其二邊側(cè)模均可用組合鋼模拼裝而成，用鋼絲繩將其懸掛在操作平臺下。如圖20所示其中78為操作平臺、79為懸掛鋼絲繩，80為組合梁模，81為梁底支撐。位于梁模板外側(cè)的水平管83，豎管82鋼絲繩79是通過梁模上部兩側(cè)的水平管懸掛的，由于鋼繩可以在水平方向自由移動，便于拆裝。並且為了便于側(cè)模的裝拆和提升，要求用鋼連管和扣件扣緊。
柱模板9，在梁柱結(jié)合處采用組合模板進行現(xiàn)場的散拆散裝。為減少柱模在澆筑水泥混凝土時的變形，通常應用封閉式的柱箍來承受柱模混凝土澆筑時的側(cè)壓力。但對于和墻體連在一起的護壁柱，它們的模板可以和墻模一樣采用大模板(鋼大?；蚪M合大模)，其澆筑時的側(cè)壓力可應用穿墻對拉螺柱。
樓板模板6，如圖21所示，它是由樓板底模板85，下面的槽鋼擱柵86，梁底支撐87，扦杠88所構(gòu)成。其澆筑的混凝土樓板84的平面高度是由在結(jié)構(gòu)框架梁梁底支撐上位于梁兩側(cè)的扦杠上的槽鋼擱柵及樓板模板加以調(diào)節(jié)的，這樣可大大縮短樓模的組裝工期。特別是由于標準層的上、下部對齊，模板在同一部份安裝，只要準備工作充分，一般1000M2的樓板其制模可在24小時內(nèi)完成。
本發(fā)明整體升降模具部份在實際施工時，按照建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求和各個部份現(xiàn)場施工條件，設(shè)置若干工具式鋼柱或勁性鋼柱，懸掛若干作為提升動力的升板機，由升板機的提升絲桿下的吊桿，控制承力架的升降，並通過與承力架相連接的連桿懸掛若干相互分開的獨立操作平臺及工具平臺，帶動懸掛在平臺下面與建筑結(jié)構(gòu)相應的墻、梁、柱模板。將這些模板在地面組裝成符合建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)要求的整體模具，進行鋼筋綁扎和混凝土澆筑。完成一層結(jié)構(gòu)施工，待鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)成型后，再拆開墻、梁、柱的全部模板，由升板機群將整個模具部份原位提升到新的樓層位置，澆筑完鋼筋混凝土樓板后再組裝墻、梁、柱模板，進行新的樓面結(jié)構(gòu)施工，如此反復循環(huán)上升，如遇到有結(jié)構(gòu)變動時對墻、梁、柱的模板作必要的局部調(diào)整，使之與設(shè)計的結(jié)構(gòu)一致，直至整幢建筑結(jié)構(gòu)最后完成為止。其標準層具體施工流程框圖如圖22所示。
本發(fā)明系統(tǒng)還包括了一種可整體升降的外腳手，它是由提升設(shè)備、平衡架通過主副吊桿四點式懸掛若干層腳手架所組成。由于它主要是供建筑結(jié)構(gòu)完成后進行外墻修理、裝飾、門窗安裝等外裝飾操作的，所以它通過平衡架將整個外腳手系統(tǒng)挑至建筑外，其構(gòu)造如圖23所示。它的平衡架98懸掛在勁性鋼柱99上，其一端將外腳手挑至建筑物外，由承重銷89將反力架90固定在上面。作為提升設(shè)備的升板機91放置在通過平臺吊桿92懸掛在平臺架93上，94為懸掛在平衡架98下的卸荷吊桿，每個吊點由主、副共四個吊桿組成。95為由扁鋼和角鋼組成的懸吊腳手架，供施工用。為了加強平衡，在平衡架98靠建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的一端增加了平衡拉桿97，與位于建筑結(jié)構(gòu)頂部的預留構(gòu)件96相連接，以防平衡架負荷后發(fā)生傾斜。
由于施工現(xiàn)場的實際條件不盡相同，所以整體升降外腳手部份的結(jié)構(gòu)也有多種不同的形式，如圖24所示的一種外腳手是將升板機100直接座落在安放在勁性鋼柱(也可以是工具式鋼柱)104頂部的平衡架106靠建筑外側(cè)的一端。在升板機100下面，平衡架106可以選用型鋼鋼梁，也可以由迭合工字鋼構(gòu)成。外腳手通過由主、副四點吊桿構(gòu)成的懸吊裝置101、102懸掛在升板機100下面。在平衡架靠建筑內(nèi)側(cè)的一端由平衡拉桿105埋設(shè)在建筑物頂部的預埋構(gòu)件103實現(xiàn)固定連接，使平衡架更加平穩(wěn)。
圖25是一種以一對埋設(shè)在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼牛腿為支承點的平衡架形式的整體升降外腳手。升板機107安裝在平衡架108位于建筑結(jié)構(gòu)外側(cè)的一端。外腳手架111懸掛在升板機107下面，對平衡架產(chǎn)生一個向下的負荷。鋼牛腿110位于建筑結(jié)構(gòu)邊緣、平衡架108的下方，對它提供一個向上的支承力，起到一個杠桿支點的作用。而鋼牛腿109則位于平衡架靠建筑內(nèi)側(cè)的一端並向它提供一個向下的支承力，以抵消平衡架另一端負荷產(chǎn)生的向上反力矩，使整個腳手架保持穩(wěn)定。
整體升降外腳手平衡架、提升設(shè)備、外腳手架之間的每個吊點均采用主、副四點懸掛的方式連成一體。如圖26所示，懸掛在平衡架上的反掛架118，通過四根輔助吊桿112與縱橫迭擱的槽鋼組成的迭合操作架117相連接，然后再通過兩根副吊桿113，兩根主吊桿114構(gòu)成的四點懸掛在吊點處的外腳手槽鋼115和腳手橫梁116實施連接組成整個系統(tǒng)的懸掛，然后根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的實際需要，設(shè)置若干個構(gòu)造相同吊點連接成可升降的外腳手整體。在整體升降的外腳手需要進行升降時，只要將每個吊點升板機上的絲桿來回往復升降帶動二根主吊桿隨之升降，當升板機每一行程結(jié)束后由二根付吊桿使升板機卸荷回復新的行程。這樣主、副吊桿的交替使用，有效地介決主、副吊桿之間荷載的相互轉(zhuǎn)換、傳遞、及吊桿的不斷接長、增距或者不斷拆卸、縮短，就能方便地實現(xiàn)懸掛外腳手的整體升降運動。其中，每個吊點的副吊桿在升降過程中起到了為主吊桿卸荷或同時荷載轉(zhuǎn)換作用。而在懸掛外腳手工作狀況時，由于主、副四根吊桿同時受力，使整個外腳手架的安全程度可增加一倍。
與現(xiàn)有建筑模具和外腳手相比，本發(fā)明提供的整體升降模具和外腳手結(jié)構(gòu)合理、整體性強。在實際施工中整體升降模具部份由于采用了適應剪力墻、框架梁和筒體等不同結(jié)構(gòu)部位工具式鋼柱的多種擱置形式，盡可能縮短了工具式鋼柱的長度。在混凝土柱中采用可以替代結(jié)構(gòu)鋼筋的勁性鋼柱，最大限度地降低了結(jié)構(gòu)施工中設(shè)備用鋼量和材料用鋼量。模具部份的整體提升，由于采用了升板機群作提升設(shè)備，大量減少了墻、梁、柱大量模板的垂直運輸量，減少了建造超高建筑對高層塔吊的設(shè)備需求，通常一幢建筑僅需一臺高層塔吊就行了。同時由于各種大模板隨鋼平臺或工具式平臺原位提升、拆開和組裝，減少了一般大模板施工中的模板就位、吊運工序。既節(jié)約了大量的人力，又簡化了操作工序，可提高工效近45%。由于模具整體升降施工連續(xù)性強，可有效控制建筑物的垂直度，一般百米以上的超高建筑，其垂直誤差不會超過2厘米，確保了施工質(zhì)量。而本發(fā)明整體升降外腳手部份，則利用已有一定牢度的建筑結(jié)構(gòu)作為由鋼柱加平衡架和鋼梁加挑梁等形式構(gòu)成的提升式懸掛外腳手傳荷結(jié)構(gòu)，采用以每臺提升設(shè)備下設(shè)主、副四點懸掛的獨創(chuàng)方式，把原來腳手的鋼管的受壓桿件改為受拉桿件，使其重量減輕了近80%，安全度增加一倍。並且可以不再耽心臺風氣候影響施工操作。而且本發(fā)明外腳手采用主、副四點式懸掛，成功地解決了外腳手整體升降過程中的荷載轉(zhuǎn)換、增距接長和確保安全等問題，從而避免了在建筑外裝飾施工中臨時腳手的多次組裝和拆除，節(jié)省了這部份工序耗費的大量人力物力。並可加快外裝飾施工周期近一半以上。據(jù)初步測算，整體升降外腳手部份要比分段挑排鋼管腳手降低人工和費用50%以上。尤其重要的是本發(fā)明整體升降模具和外腳手系統(tǒng)，可按照建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求，在地面組裝成整體模具，澆筑混凝土並使之定型固定后，就將模具拆開，由升板機群原位提升到高一層樓面處，再行組裝，進行混凝土澆筑，如此往復循環(huán)進行，實際上就把高層、超高層建筑結(jié)構(gòu)施工中的高空作業(yè)變成了事實上相對高度僅為一層樓面高的普通操作，不僅確保了施工的安全程度，而且還提高了連續(xù)施工的整體效益，建筑高度越高其施工的效果就越顯著。而本發(fā)明整體升降的外腳手部份，升降方便，既可以全封閉地升降外腳手，又可以按需要分塊地局部地升降外腳手架，完全可以滿足建筑外裝飾施工中各項操作的要求。因此可以說本發(fā)明提供的整體升降模具外腳手系統(tǒng)，充分利用結(jié)構(gòu)自身的剛度，使它穩(wěn)定，再配以混凝土泵送技術(shù)，從根本上改變了超高建筑模具外腳手的結(jié)構(gòu)和施工狀況，從理論上說可以建造目前條件下任何高度的建筑物。可廣泛適用于各種建筑，特別是高層、超高建筑的建造施工中?？山档统杀窘?0%-50%。
下面提供兩個實施例。
實施例一，由二十四個省、市、國家部委駐上海辦事處聯(lián)合籌建的一幢超高層辦公大樓，簡稱“聯(lián)合大廈”的建筑施工。其平面圖如圖27所示。其中119為主樓，為鋼筋混凝土框筒結(jié)構(gòu)，其外形呈截角三角形。120、121、122、123分別表示圍繞主樓的二-五層裙房。裙房為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。整個建筑面積為52-300M2，地下室二層，地面上主樓三十六層，總高度為129.5m。大廈內(nèi)由辦公室、餐廳、汽車庫組成?？晒?000-4000人同時辦公，餐廳可供2000余人進餐，汽車庫可容納轎車120輛，屋頂平臺為直升飛機專用停機坪。
對于這幢多種結(jié)構(gòu)、多種用途的超高層建筑，本發(fā)明采用升板機26臺，單機負荷為30噸，提升速度1.8M/小時;澆筑在混凝土結(jié)構(gòu)中的勁性鋼柱21根，設(shè)置在墻、柱混凝土結(jié)構(gòu)外的工具式鋼柱5根其分布如圖28所示，其中如124所示為勁性鋼柱，如125所示為工具式鋼柱;采用型鋼鋼梁在現(xiàn)場焊接成承力架，如圖29所示，如126所示為型鋼。使用墻體模板面積為1300M2、樓層模板面積為1100M2、梁、柱模板為800M2構(gòu)成標準層墻、梁、柱模具分別懸掛在相應鋼平臺、工具式平臺下面。按照前述方法制成本發(fā)明整體升降模具部份，進行建筑結(jié)構(gòu)施工。完成結(jié)構(gòu)施工后，按照前述方法制成24個平衡架，采用主、副四點式懸掛，設(shè)置四個樓層高共八排整體升降腳手一半為七個樓層高十四排升降腳手，進行外墻、修飾、整理等外裝飾作業(yè)。完成一個作業(yè)單元下降一次，逐步下降，直至整幢建筑外裝飾工程結(jié)束。整個過程中僅配置一臺高層塔吊進行施工。總工期30個月，便完成了整幢建筑的施工。
采用本發(fā)明整體升降模具外腳手施工僅需配置一層墻、梁、柱模板，總共只有投入鋼材400噸左右，還取消了結(jié)構(gòu)施工階段的腳手，其模板的投入量僅為組合鋼模一次投入量的1/3。節(jié)省了大量施工用鋼量和結(jié)構(gòu)用鋼量。
建造聯(lián)合大樓原計劃施工進度，以每天開3班共24小時施工計算，1-5層15天/層;6-21層10天/層;22-36層7天/層。而實際施工每天16小時，其進度為第一層15天/層;第2-5層8天/層;第6-36層6-7天/層;最快時達到5天/層，按每工時的實際工效計算要比預算提高將近100%-150%。整個程施工節(jié)約人工初步估計要超過5萬工。其經(jīng)濟效益據(jù)初步計算如下;
整體升降模具部份實際成本32.84萬元，比預算成本58.88萬元減少26萬元，節(jié)省達44%，比采用組合鋼模預算成本35.32萬元也要降低近2.5萬元。節(jié)約近8%。
整體升降外腳手部份實際成本為20.4萬元，比預算成本57.5萬元降低37萬余元，節(jié)約近64%，比采用組合式外腳手預算成本減少14.5萬元，減少費用達40%;
采用本發(fā)明需要機械設(shè)備的費用為60.9萬元，比預算成本81萬元降低了25%，比采用組合鋼模機械設(shè)備的成本132萬元降低54%。
聯(lián)合大廈采用本發(fā)明模具和外腳手整體升降施工總成本為10萬元，比預算總成本197.37萬元降低45%，比采用組合模具外腳手施工預算總成本202.32萬元要降低46%。經(jīng)濟效益顯著。經(jīng)檢驗大廈建筑完工后的各項質(zhì)量指標均符合規(guī)范要求。
實施例二，上海物資貿(mào)易中心大樓，其平面結(jié)構(gòu)如圖30所示，其中127表示呈Y型的鋼筋混凝土框筒結(jié)構(gòu)，128，129分別表示作為主樓陪襯的北、南裙房。其總面積為46800M2。地下二層，地上三十三層，包括三層技術(shù)層。總高度為113.85M。大樓內(nèi)有商場，餐廳，展銷廳，多功能大廳，辦公室，普通客房，中西宴會廳、演播廳及地下車庫，是一個建筑結(jié)構(gòu)比較復雜，可提供交易、展銷、住宿等全套服務(wù)的綜合性大樓。采用前述由升板機、承力架、勁性鋼柱和工具式鋼性、操作鋼平臺和工具式平臺及與建筑結(jié)構(gòu)相適應的墻、梁、柱模板以及各種連接部件、吊桿、多層腳手等組成的本發(fā)明整體升降模具和外腳手進行施工，經(jīng)過28個月完成該幢超高大樓。據(jù)初步計算，整個施工過程中節(jié)約勞力10萬余工。實際施工總成本約97.09萬元，比總預算175.95萬元，比總預算175.95萬元降低78.86萬元，約45%。比采用組合式模具外腳手系統(tǒng)預算總成本204.2萬元，下降了52%，具有較高的經(jīng)濟效益。建造的大樓，經(jīng)有關(guān)部門驗收，均符合有關(guān)的質(zhì)量要求。
權(quán)利要求
1.一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，包括升板機、鋼柱、鋼梁、絲桿、連桿、平臺、墻模板、梁模、柱模、樓板模板、外掛腳手架、承重銷、綴板、螺栓、壓板、鋼鍥，其特征在于它的模具部份是一個與施工的建筑結(jié)構(gòu)相符合的由若干懸掛在工具式鋼柱、勁性鋼柱上的提升設(shè)備通過吊桿、絲桿連接承力架后，再與用連桿懸掛在承力架下的獨立分塊平臺及其下掛墻、梁、柱等模板組成的一個整體，該整體模具可通過升板機絲桿上下運動實現(xiàn)升降操作；它的外腳手部份是一個由前述提升設(shè)備、平衡架通過若干主、副四點吊桿組成的吊點連接若干層腳手架構(gòu)成的與建筑結(jié)構(gòu)外沿相一致的整體，該整體腳手可通過提升設(shè)備的絲桿帶動吊桿，以吊桿增距接長的方式實現(xiàn)下降運動，也可以通過吊桿減短的方式完成上升運動。
2.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的承力架是用若干型鋼鋼梁平拼焊接而成的。
3.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的承力架也可以是用型鋼縱橫疊擱后在重疊部份上下加蓋壓板用螺柱固定而成的井字式結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的勁性鋼柱的綴板間距是根據(jù)建筑層高的要求決定的，一般以450-700mm為宜。
5.如權(quán)利要求1或4所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它勁性鋼柱的內(nèi)搭接是采用法蘭圈式的螺栓連接后加上角鋼綁焊構(gòu)成的。
6.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它吊裝勁性鋼柱用的夾具是由若干根固定在鋼柱底端的鋼繩連接位于鋼柱上部外緣的穩(wěn)定框構(gòu)成的。
7.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的工具式鋼柱可以用若干承重銷擱置在固定在兩剪力墻之間的鋼梁上。
8.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的工具式鋼柱，也可以用若干承重銷固定並垂直擱置在兩端均置于結(jié)構(gòu)框架梁墊塊上的鋼梁上的。
9.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的工具式鋼柱也可以用承重銷垂直固定在若干一端擱置在同剪力墻連成一體的工具式反牛腿上而另一端擱置在結(jié)構(gòu)梁墊塊上的鋼梁上的。
10.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的工具式鋼柱也可以用承重銷垂直固定在擱置在剪力墻上的兩平行鋼牛腿上的鋼梁上的。
11.如權(quán)利要求1或10所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它支承擱置工具式鋼柱梁的平行鋼牛腿的工具橫梁水平位置可由其后端墊塊的厚度進行調(diào)節(jié)的。
12.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的工具式鋼柱的水平傳荷節(jié)點是由制動螺栓配合鋼鍥榫緊的方式將工具式鋼柱固定在樓板預留孔內(nèi)的。
13.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的操作平臺是采用梁、板式結(jié)構(gòu)用小型鋼和鋼板焊接而成的獨立分塊平臺，其四周一圈采用封閉式邊框，它是通過連桿懸掛在承力架下的。
14.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的工具平臺的水平位置是在平臺四周和中央的工具式鋼柱預留口周圍用鋼鍥榫緊固定的，其垂直位置是通過它四周邊緣安裝的若干撐牙自動伸入並擱置在剪力墻上的預留洞內(nèi)固定的。
15.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的承力架、平臺和吊桿之間是通過吊桿兩端的法蘭和放置在承力架、平臺背面的壓板用螺栓固定后實現(xiàn)連接的。
16.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的連桿是通過它們端部的法蘭用螺栓連接而成的。
17.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的墻體大模板是通過懸掛式的平行機構(gòu)懸掛在操作平臺下的。
18.如權(quán)利要求1或17所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它操作平臺懸掛式平行機構(gòu)是由擱置在工字鋼或槽鋼組成的導軌上的軸承及其兩側(cè)的角鋼構(gòu)成的可移動的吊環(huán)式結(jié)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的兩塊墻模板是采用有半硬塑料套管的穿墻對拉螺栓加強成型固定的。
20.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它與框架梁組合的樓板模板的高度是通過擱置在梁底支撐上框架梁兩側(cè)的牽杠的高度和槽鋼擱柵進行調(diào)整的。
21.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的提升設(shè)備是通過反掛架懸掛在固定于勁性鋼柱或工具式鋼柱頂部的平衡架上的。
22.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的提升設(shè)備也可以直接固定在平衡架靠建筑物外側(cè)一端，平衡架的另一端通過平衡拉桿與建筑頂部的預埋件相連接。
23.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的提升設(shè)備也可以安裝在位于勁性鋼柱或工具式鋼柱頂部的若干迭合工字鋼構(gòu)成的平衡架靠建筑外側(cè)的一端，迭合工字鋼的另一端通過平衡拉桿與建筑頂部的預埋構(gòu)件相連接。
24.如權(quán)利要求1所述的一種建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，其特征在于它的平衡架也可以由一對承力方向相反的預埋在鋼筋混凝土中的鋼牛腿所支承。其中一只鋼牛腿位于平衡架下方，另一只鋼牛腿位于平衡架端部上方。
全文摘要
一種超高建筑模具外腳手整體升降系統(tǒng)，以工具式鋼柱、勁性鋼柱固定升板機，通過升板機絲桿操縱承力架升降，使懸掛在承力架下與建筑結(jié)構(gòu)相應的獨立分塊操作平臺及下掛墻、梁、柱等模板構(gòu)成的整體模具隨同升降，完成建筑結(jié)構(gòu)施工。然后以每臺提升設(shè)備下設(shè)主副四點懸掛的獨創(chuàng)方式，解決多層外腳手整體升降過程中荷載轉(zhuǎn)換，增距接長和安全施工等難點，實現(xiàn)外腳手整體升降，完成外裝飾施工。用本發(fā)明建造鋼筋混凝土建筑不受高度限制。
文檔編號E04G11/22GK1041199SQ8910746
公開日1990年4月11日 申請日期1989年9月12日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月12日
發(fā)明者蘇洪雯, 張正明, 劉柏齡, 陳根發(fā) 申請人:上海市第五建筑工程公司