建筑新技术应用第9章课件

第九章第九章 现代高层建筑施工现代高层建筑施工 第一节 高层建筑垂直运输机械 现代高层建筑施工的主要特点是：（1）垂直运输量大、运距高；（2）结构、水电、装修齐头并进，交叉作业多，安全隐患大；（3）工期紧张；（4）施工人员上下频繁，人员交通量大；（5）组织管理工作复杂。高层建筑施工常用的垂直运输机械有：塔式起重机、快速提升机、井架起重机、施工电梯、混凝土泵等。v一、塔式起重机一、塔式起重机（一）概述 塔式起重机又称塔吊或塔机。塔式起重机的结构特点是有一个直立的塔身，起重臂安装在垂直塔身的上部，它是高层、超高层建筑施工的主要施工机械。随着现代新工艺、新技术的不断广泛使用，塔式起重机的性能和参数将不断提高。塔式起重机由金属结构部分、机械传动部分、电气控制与安全保护部分及与外部支承设施组成。v1、塔式起重机的分类（1）按工作方式分类可分为固定式塔式起重机和行走式塔式起重机。（2）按变幅方式分类可分为动臂变幅塔式起重机和水平小车变幅塔式起重机。（3）按起重能力分类轻型塔式起重机：起重量为0.53.0t，适用于5层以下的住宅楼施工。中型塔式起重机：起重量为3.015t，适用于多层工业厂房施工。重型塔式起重机：起重量为1540t，适用于高层建筑施工。特重型塔式起重机：起重量40t，适用于超高层建筑及高炉设备的安装。图9-1 QT4-10型塔式起重机(a)全貌图；(b)性能曲线；(c)锚固装置图v2、塔式起重机的特点（1）起重量、工作幅度和起升高度较大。（2）360全回转，并能同时进行垂直、水平运输作业。（3）工作速度高。塔式起重机的起升速度已超过200m/min，变幅小车的运行速度可达90m/min。（4）能起吊各种类型的建筑材料、制品、预制构件及建筑设备，特别适合起吊超长、超宽的重、大构件。（5）起重高度能随安装高度的升高而增高。（6）机动性好，不需其他辅助稳定设施（如缆风绳），能自升。（7）驾驶室（操纵室）位置较高，操纵人员能直接（或间接）看到作业全过程，有利于安全生产。（8）机械化、标准化程度高，能适应频繁的工作转移，工作平稳，安全可靠。v3、塔式起重机的主要性能参数 塔式起重机的主要性能参数包括幅度、起重量、起重力矩、起升高度、工作速度等参数。选用塔式起重机进行高层建筑施工时，首先应根据施工对象确定所要求的参数。v 4、塔式起重机的选择（1）选择塔式起重机的原则参数应满足施工要求；塔吊生产效率应能满足施工进度要求；充分利用现有机械设备，以减少投资；塔吊效能要得到充分发挥，避免大材小用，尽量降低台班费用，提高经济效益；选用的塔吊应能适应施工现场的环境，便于进场安装架设和拆除退场。（2）选择塔式起重机的步骤根据拟施工建筑物的特点，选定塔式起重机的类型。根据建筑物体形、平面尺寸、标准层面积和塔式起重机布置情况（单侧、双侧布置等）计算塔式起重机必须具备的幅度和吊升高度。根据构件或载料容器物的重量，确定塔式起重机的起重量和起重力矩。根据上述计算结果，参照塔式起重机技术性能表，选定塔式起重机的型号。v（3）选择塔式起重机应注意的问题选择附着式塔式起重机时应考虑塔身错固点与建筑物相对应的位置，以及平衡臂是否影响臂架正常运转。选择多台塔式起重机同时作业时，要处理好相邻塔式起重机塔身的高度差，以防止互相碰撞。考虑塔式起重机安装时，还应考虑其顶升、接高、锚固及完工后的落塔（起重臂和平衡臂是否落在建筑物上）、拆卸和塔身节的运输。考虑自升塔式起重机安装时，应处理好顶升套架的安装位置（塔架引进平台或引进轨道应与臂架同向）和锚固环的安装位置正确等。v5、塔式起重机的布置 只有在确定起重机的平面位置后，才能确定起重机的起重幅度，从而选择机型。塔式起重机的平面布置主要决定于建筑物的平面形状、构件重量、施工现场条件以及起重机的种类。v（二）附着式塔式起重机 附着式塔式起重机是直接固定在建筑物近旁的混凝土基础上，依靠爬升系统随着建筑物升高而自行向上接高。塔式起重机的附着是指为减小塔身计算长度，每隔20m左右用系杆与结构锚固，它广泛适用于高层建筑的施工。v1、顶升原理 附着式塔式起重机的自升接高目前主要是利用液压缸顶升，采用较多的是外套架液压缸侧顶式。如图9-2所示为其顶升过程，可分为以下五个步骤：（1）将标准节吊到摆渡小车上，并将过渡节与塔身标准节相连的螺栓松开，准备顶升，如图9-2(a)所示。（2）开动液压千斤顶，将塔吊上部结构包括顶升套架向上顶升到超过一个标准节的高度，然后用定位销将套架固定。于是塔吊上部结构的重量就通过定位销传递到塔身，如图9-2(b)所示。（3）液压千斤顶回缩，形成引进空间此时将装有标准节的摆渡小车开到引进空间内，如图9-2(c)所示。（4）利用液压千斤顶稍微提起标准节，退出摆渡小车，然后将标准节平衡地落在下面的塔身上，并用螺栓加以连接，如图9-2(d)所示。（5）拨出定位销，下降过渡节，使之与已接高的塔身联成整体，如图9-2(e)所示。如一次要接高若干节塔身标准节，则可重复以上工序。图9-2 QT4-10型塔式起重机顶升过程示意图(a)准备状态；(b)顶升塔顶；(c)推入塔身标准节；(d)安装塔式标准节；(e)塔顶与塔身联成整体v2、附着式塔式起重机的锚固 附着式塔式起重机随施工进行向上接高到限定的自由高度后，便需利用附着装置与建筑结构进行拉结锚固，以减少塔身长细比，改善塔身结构受力性能，同时将塔身上部传来的水平力、不平衡力矩及扭矩等通过附着装置传递给已施工的建筑结构。塔身与建筑物墙（柱）之间连接的附着杆主要有三杆式和四杆式（如图9-3）。v（三）爬升式塔式起重机 爬升式塔式起重机又称内爬式塔式塔吊，特点是：在电梯井或楼板预留孔洞中爬升，一次可以爬升一个楼层或两个楼层，特别造合超高层建筑施工，不占施工用地，对现场狭窄的工程有利；来自塔吊上部的荷载，通过支撑系统和模紧装置传递给楼板结构。利用建筑物逐层向上爬升，故可节约塔身节的用量。爬升机构有液压式和机械式两种。图9-7 内爬式塔式起重机爬升过程示意图v二、施工电梯二、施工电梯 施工电梯又称施工升降机，是一种安装于建筑物外部，施工期间用于运送施工人员、建筑材料及建筑设备的垂直提升机械。它附着在外墙或其他结构部位上，随建筑物升高，架设高度可达200m以上（国外施工电梯的最高提升高度已达645m）。（一）施工电梯的分类 施工电梯按其驱动形式可分为绳轮驱动、齿轮齿条驱动和星轮滚道驱动三种形式（如图9-8和图9-9所示）。图9-8 齿轮齿条驱动施工电梯图9-9 绳轮驱动施工电梯v（二）齿轮齿条驱动施工电梯 齿轮齿条驱动的施工电梯主要部件为立柱导轨架、带有底笼的平面主框架结构、吊笼、驱动装置、安全装置、电气控制与操纵系统等。v（三）绳轮驱动施工电梯 绳轮驱动施工电梯构造特点是：采用三角断面钢管焊接格桁结构立柱，单吊笼，无平衡重，设有限速和机电联锁安全装置，附着装置简单。能自升接高，可在狭窄场地作业，转场方便，吊笼平面尺寸为1.2（2 2.6）m2，结构较简单，用钢量少。v（四）施工电梯的选择和使用1、施工电梯的选择 现场施工经验表明，为减少施工成本，20层以下的高层建筑，采用绳轮驱动施工电梯，2530层以上的高层建筑选用齿轮齿条驱动施工电梯。高层建筑施工电梯的机型选择，应根据建筑体型、建筑面积、运输总量、工期要求以及施工电梯的造价与供货条件等确定。v2、施工电梯的使用 施工电梯安装的位置应满足下列要求：有利于人员和物料的集散；各种运输距离最短；方便附墙装置安装和设置；接近电源，有良好的夜间照明，便于司机观察。v三、混凝土运输机械三、混凝土运输机械v(一)混凝土搅拌运输车 混凝土搅拌运输车由混凝土集中搅拌站将商品混凝土装运到施工现场，并卸入预先准备好的料斗里，再由混凝土泵或塔式起重机输送到浇筑部位。混凝土搅拌运输车主要由汽车底架、搅拌筒、发动机、静液驱动系统、加水系统、装料及卸料系统、卸料溜槽、卸料振动器、操作平台、操纵系统及防护设备组成（如图9-11所示）。图9-11 极东MR系列搅拌输送车结构1-滚道；2-搅拌简；3-轴承座；4-油箱；5-减速器；6-液压马达；7-散热器；8-水箱；9-油泵；10-漏斗；11-卸料槽；12-支架；13-托滚；14-滑槽v（二）混凝土泵 混凝土泵是在压力推动下沿管道输送混凝土的一种设备。它能连续完成高层建筑的混凝土的水平运输和垂直运输，配以布料杆还可以进行混凝土的浇筑。它具有功效高、劳动强度低等特点，是高层建筑施工中混凝土运输的关键设备。v1、液压活塞式混凝土泵的工作原理 液压活塞式混凝土泵主要由料斗、液压缸、活塞、混凝土缸、分配阅、Y形管、冲洗设备、液压系统和动力系统等部分组成，如图9-12所示。图9-12 液压活塞式混凝土泵的工作原理1-混凝土缸；2-推压混凝土的活塞；3-液压缸；4-液压活塞；5-活塞杠；6-料斗；7-吸入阀门；8-排出阀门；9-Y形管；10-水箱；11-水洗装置换向阀；12-水洗用的高压软管；13-水洗用的法兰；14-海绵球；15-清洗活塞v（三）混凝土布料杆 混凝土布料杆是完成输送、布料、摊铺混凝土浇筑入模的一种专用设备。它具有劳动消耗量少、生产效率高、劳动强度低和挠筑施工速度快、易于保证质量等优点。混凝土布料杆大致可分为汽车式布料杆（亦称混凝土泵车布料杆和独立式布料杆两大类。混凝土泵车布料杆由折叠式臂架与泵送管道组成。施工时是通过布料杆各节臂架的俯、仰、屈、伸，能将混凝土泵送到臂架有效幅度范围内的任意一点。独立式布料杆根据它的支承结构形式大致上有三种形式：移置式布料杆、管柱式机动布科杆、装在塔式起重机上的布料杆。图9-13 移置式混凝土布料杆v（四）混凝土泵的选用及其注意事项v1、混凝土输送管的水平长度的确定 在选择混凝土泵和计算泵送能力时，通常是将混凝土输送管的各种工作状态换算成水平长度，换算长度可按表9-2换算。表9-2 混凝土输送管的水平换算长度v2、混凝土泵的泵送排量混凝土泵的实际排量，是由混凝土泵或泵车标定的最大排量乘以泵送距离影响系数、作业效率系数来确定。混凝土泵的实际排量按下式计算：式中：QA混凝土泵的实际平均排量（m3/h）；Qmax混凝土泵的最大理论排量（m3/h）；配管条件系数，取0.80.9；作业效率系数，根据混凝土搅拌运输车向混凝土泵供料的间歇时间、拆装混凝土输送管和布料停歇等情况，可取0.40.8。v4、混凝土泵的泵送能力验算根据具体的施工情况和有关计算应符合下列要求：（1）混凝土输送管道的配管整体水平换算长度，应不超过计算所得的最大水平泵送距离。（2）按表9-3换算的总压力损失，应小于混凝土泵正常工作的最大出口压力。表9-3 混凝土泵送的换算总压力损失v（五）混凝土泵的布置要求 在泵送混凝土的施工中，混凝土泵和泵车的停放布置是一个关键，这不仅影响输送管的配置，同时也影响到泵送混凝土的施工能否按质按量地完成，必须着重考虑。因此，混凝土泵车的布置应考虑下列条件：v1、混凝土泵设置处，应场地平整、坚实，具有重车行走条件。v2、混凝土泵应尽可能靠近浇筑地点。在使用布料杆工作时，应使浇筑部位尽可能地在布料杆的工作范围内，尽量少移动泵车即能完成浇筑。v3、多台混凝土泵或泵车同时浇筑时，选定的位置要使其各自承担的浇筑最接近，最好能同时浇筑完毕，避免留置施工缝。v4、混凝土泵或泵车布置停放的地点要有足够的场地，以保证混凝土搅拌输送车的供料、调车的方便。v5、为便于混凝土泵或泵车，以及搅拌输送车的清洗，其停放位置应接近排水设施并且供水、供电方便。v6、在混凝土泵的作业范围内，不得有碍阻物、高压电线，同时要有防范高空坠物的措施。v7、当在施工高层建筑或高耸构筑物采用接力泵泵送混凝土时，接力泵的设置位置应使上、下泵的输送能力匹配。设置接力泵的楼面或其他结构部位，应验算其结构所能承受的荷载，必要时应采取加固措施。v8、混凝土泵的转移运输时要注意安全要求，应符合产品说明及有关标准的规定。v（六）混凝土输送管道 混凝土输送管是泵送混凝土作业中的重要配套部件，包括直管、弯管、锥形管、软管、管接头和截止阀，如图9-14所示。对输送管道的要求是阻力小、耐磨损、自重轻、易装拆。图9-14 垂直配管示意图v（七）泵送混凝土注意事项 混凝土在输运管道中的流动能力称为可泵性。混凝土的可泵性一般与单位水泥用量、坍落度、骨料品种与粒径、含砂率和粒度有关。在一般建筑工程中泵送混凝土的坍落度控制在80180mm；泵送混凝土最好以卵石和河砂为骨料，一般要求要控制骨料最大粒径：碎石的直径不得超过输送管道直径的1/4，卵石不超过管径的1/3；含砂率对泵送能力的影响也很大，一般情况下，含砂率以40%50%泵送效果较好。v四、高层建筑施工中垂直运输体系的选择四、高层建筑施工中垂直运输体系的选择 一般情况下，建筑高度超高15层或40m时，应设施工电梯以解决施工人员的上下问题，同时，施工电梯又可承担相当数量的施工材料的垂直运输任务。但大宗的、集中使用性强的材料，如钢筋、模板、混凝土等，特别是混凝土的用量最大和使用最集中，能否保证及时地输送上去，直接影响到工程的进度和质量要求。因此，必须解决好垂直运输设施的合理配套设置问题。v（一）高层建筑垂直运输体系的组成目前，我国高层建筑施工运输体系主要有以下几种：1、塔式起重机+施工电梯；2、塔式起重机+混凝土泵+施工电梯；3、塔式起重机+快速提升机（或井架起重机）+施工电梯。v（二）高层建筑垂直运输体系选择影响因素 在技术方面皆能满足高层建筑施工过程中运输需要的前提下，在进行选择时还应全面考虑下述几方面的影响因素。1、运输能力要能满足规定工期的要求 2、机械费用低3.综合经济效益好表9-5垂直运输设施的总体情况第二节第二节 高层建筑施工脚手架高层建筑施工脚手架 高层建筑施工中，为了满足结构施工和外装修作业以及安全防护，必须搭设临时性的设施，这种临时性的设施被称为脚手架。随着建筑施工技术的不断发展，脚手架的种类也愈来愈多：（1）按搭设部位不同：外脚手架、里脚手架。（2）按搭设材质的不同：钢管脚手架、竹脚手架、木脚手架。（3）按用途不同：砌筑脚手架、装饰脚手架、混凝土工程脚手架。（5）按立杆排数不同：单排脚手架、双排脚手架、满堂脚手架。（6）按构造形式分：扣件式脚手架、碗扣式脚手架、门式脚手架、附着升降式脚手架、悬挑式脚手架。在高层建筑施工中常用的脚手架有扣件式钢管脚手架、碗扣式钢管脚手架、门式脚手架和附着升降式脚手架等。v一、扣件式钢管脚手架一、扣件式钢管脚手架 扣件式钢管脚手架是以标准钢管杆件和扣件组成的脚手架骨架与脚手板、防护构件、连墙件等组成的，是目前最常用的一种脚手架。扣件式钢管脚手架的搭设可分为单排和双排。扣件式钢管脚手架具有以下特点：1、承载力大。当脚手架的几何尺寸及构造符合有关要求时，脚手架的单管立柱的承载力可达1535kN。2、装拆方便，搭设灵活。适应各种平面、立面的建筑物与构筑物用脚手架。3、比较经济。与其他钢管脚手架相比，加工简单，一次投资较少。v（一）扣件式钢管脚手架的构造要求 扣件式钢管脚手架基本构造包括钢管、扣件、底座、脚手板和连墙件等，如图9-15所示。图9-15 扣件式钢管脚手架的基本构架形式1外立杆；2内立杆；3横向水平杆；4纵向水平杆；5栏杆；6挡脚板；7直角扣件；8旋转扣件；9连墙件；10横向斜撑；11主立杆；12副立杆；13抛撑；14剪刀撑；15垫板；16纵向扫地杆；17横向扫地杆 v（二）扣件式钢管脚手架的荷载及其组合v1、脚手架的荷载 作用于脚手架的荷载可分为永久荷载（恒荷载）与可变荷载（活荷载）。永久荷载（恒荷载）可分为：（1）脚手架结构自重，包括立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重；（2）构、配件自重，包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施的自重。可变荷载（活荷载）可分为：（1）施工荷载，包括作业层上的人员、器具和材料的自重；（2）风荷载。永久荷载标准值应符合下列规定：（1）每米立杆承受的结构自重标准值，宜按表9-8采用；（2）冲压钢脚手板、木脚手板与竹串片脚手板自重标准值，应按表9-9采用；（3）栏杆与挡脚板自重标准值，应按表9-10采用；（4）脚手架上吊挂的安全设施（安全网、竹笆等）的荷载应按实际情况采用。常用构配件与材料、人员的自重应按表9-11采用。表9-8 48.33.6钢管脚手架立杆承受的每米结构自重标准值gk（kN/m）表9-9 脚手板自重标准值表9-10 栏板、脚手板自重标准值表9-11 常用构配件与材料、人员的自重2、脚手架的荷载组合 设计脚手架的承重构件时，应根据使用过程中可能出现的荷载取其最不利组合进行计算，荷载效应组合宜按表9-13采用。表9-13 荷载效应组合v（三）扣件式钢管脚手架的设计计算v1、基本设计规定 脚手架的承载能力应按概率极限状态设计法的要求，采用分项系数设计表达式进行设计。可只进行下列设计计算：（1）纵向、横向水平杆等受弯构件的强度和连接扣件的抗滑承载力计算；（2）立杆的稳定性计算；（3）连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算；（4）立杆地基承载力计算。当纵向或横向水平杆的轴线对立杆轴线的偏心距不大于55mm时，立杆稳定性计算中可不考虑此偏心距的影响。计算构件的强度、稳定性与连接强度时，应采用荷载效应基本组合的设计值。永久荷载分项系数应取1.2，可变荷载分项系数应取1.4。脚手架中的受弯构件，应根据正常使用极限状态的要求验算变形；验算构件变形时，应采用荷载短期效应组合的设计值。v2、纵向水平杆、横向水平杆计算（1）纵向、横向水平杆的抗弯强度应按式（9-1）计算：（9-1）式中：M纵向、横向水平杆弯矩设计值，其值按式（9-2）计算；W截面模量，应按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程（JGJ130-2011）附录B表B.0.1采用；f钢材的抗弯强度设计值。（2）纵、横向水平杆弯矩设计值，应按下式计算：M=1.2MGk+1.4MQk （9-2）式中：MGk脚手板自重标准值产生的弯矩；MQk施工荷载标准值产生的弯矩；（3）纵向、横向水平杆的挠度应符合下式规定：vv （9-3）式中：v挠度；v容许挠度。表9-14 钢材的强度设计值与弹性模量（Mpa）表9-15 扣件、底座的承载力设计值（kN）表9-16 受弯构件的容许挠度（四）常用扣件式钢管脚手架的搭设尺寸在常用扣件式钢管脚手架的搭设尺寸符合表9-19、表9-20中的规定表9-19 常用密目式安全立网全封闭式双排脚手架的设计尺寸（m）v三、碗扣式钢管脚手架三、碗扣式钢管脚手架 v（一）碗扣式钢管脚手架的基本构造 碗扣式钢管脚手架采用扣件式钢管脚手架焊接钢管作主构件，钢管上每隔一定距离安装一套碗扣接头制成。碗扣分上碗扣和下碗扣，下碗扣焊在钢管上，上碗扣对应地套在钢管上，其销槽对准焊在钢管上的限位销即能上、下滑动。横杆是在钢管两端焊接横杆接头制成。连接时，只需将横杆接头插入下碗扣内，将上碗扣沿限位销扣下，并顺时针旋转，靠上碗扣螺旋面使之与限位销顶紧，从而将横杆和立杆牢固地连在一起，形成框架结构。每个下碗扣内可同时装4个横杆接头，位置任意。另外，该脚手架还配套设计了多种功用的辅助构件，如可调底座、可调托撑、脚手板、架梯、挑梁、悬挑架、提升滑轮、安全网支架等。v（二）构造要求 碗扣式钢管脚手架的杆配件按用途分主构件、辅助构件、专用构件三类。主构件用以构成脚手架主体的杆部件，有立杆、顶杆、横杆、斜杆、底座五种。辅助构件为用于作业面及附壁拉结的杆部件。如用于作业面的横杆、脚手板、斜道板、挡脚板、挑梁、架梯等；用于连接的立杆连接销、直角销、连接撑等；用于其他用途的立杆托撑、立杆可调撑、安全网支架等。专用构件有支撑柱垫座、支撑柱转角座、支撑柱可调座、提升滑轮、悬挑架、爬升挑架等。(a)连接前 (b)连接后图9-21 碗扣结构构造v（三）搭设与拆除v1、搭设 碗扣式钢管脚手架的底座和垫板应准确地放置在定位线上；垫板宜采用长度不少于2跨，厚度不小于50mm的木垫板；底座的轴心线应与地面垂直。脚手架搭设应按立杆、横杆、斜杆、连墙件的顺序逐层搭设，每次上升高度不大于3m。脚手架的搭设应分阶段进行，第一阶段的撂底高度一般为6m，搭设后必须经检查验收后方可正式投入使用。脚手架的搭设应与建筑物的施工同步上升，每次搭设高度必须高于即将施工楼层1.5m。脚手架全高的垂直度应小于L/500；最大允许偏差应小于100mm。作业层设置应符合下列要求：必须满铺脚手板，外侧应设挡脚板及护身栏杆；护身栏杆可用横杆在立杆的0.6m和1.2m的碗扣接头处搭设两道；作业层下的水平安全网应按安全网技术规范的规定设置。脚手架搭设到顶时，应组织技术、安全、施工人员对整个架体结构进行全面的检查和验收，及时解决存在的结构缺陷。高度超过20m的脚手架搭设要求有专项施工设计方案。v2、拆除 碗扣式脚手架拆除时，必须按专项施工方案，在专人统一指挥下进行，拆除作业前，施工管理人员应对操作人员进行安全技术交底。脚手架拆除时必须划出安全区，设置警戒标志，派专人看管。拆除前应清理脚手架上的器具及多余的材料和杂物。拆除作业应从顶层开始，逐层向下进行，严禁上下层同时拆除。连墙件必须拆到该层时方可拆除，严禁提前拆除。拆除的构配件应成捆用起重设备吊运或人工传递到地面，严禁抛掷。脚手架采取分段、分立面拆除时，必须事先确定分界处的技术处理方案。拆除的构配件应分类堆放，以便于运输、维护和保管。v四、门式钢管脚手架四、门式钢管脚手架 门式钢管脚手架是以门架、交叉支撑、连接棒、挂扣式脚手板或水平架、锁臂等组成基本结构，再设置水平加固杆、剪刀撑、扫地杆、封口杆、托座与底座，并采用连墙件与建筑物主体结构相连的一种标准化钢管脚手架。门式钢管脚手架除门架之外的其他构件称为配件，包括连接棒、锁臂、交叉支撑、水平架、挂扣式脚手板、底座与托座。如图9-23所示。图9-23 门式钢管脚手架基本组合单元1-门架；2-垫木；3-可调底座；4-连接棒；5-交叉支撑；6-锁臂；7-水平架v五、附着升降脚手架五、附着升降脚手架 附着式升降脚手架是利用附着装置将脚手架附着于结构边侧，并利用自身携带的提升设备按照施工的需要向上提升或向下降落。从下至上提升一层，施工一层主体，直至主体施工完毕。附着式升降脚手架在高空作业，将架体荷载传递到竖向主框架上，再由竖向主框架传递至结构上或附着支撑上。v（一）附着式升降脚手架类型v1、套管式附着升降脚手架 套管式附着升降脚手架是由交替附着墙体结构的固定框架和滑动框架（可沿固定框架滑动）构成的附着升降脚手架，其构造如图9-24所示。固定框竖杆以扣件式钢管脚手架焊接钢管作主构件，活动框立管为63.54mm无缝钢管。脚手架单元长度不宜大于4m，以使单元具有足够刚度。每个单元由2个升降框和连接2个升降框的纵横向水平杆、剪刀撑、脚手板、安全网等组成。图9-24 套管式附着升降脚手架构造1-上翼板；2-下翼板；3-腹板；4-支座板；5-加劲板 爬升一个楼层需要2个爬升过程，如图9-25所示，每个爬升过程分2步：活动架爬升1.4m、固定架爬升1.4m；下降为反向操作。图9-25 套管式附着升降脚手架的爬升v2、挑梁式附着升降脚手架 挑梁式附着升降脚手架的特点是脚手架的固定、升降依靠从柱或边梁伸出来的挑梁实现。挑梁由型钢制作，通过穿墙螺栓或预埋件与结构相连，同时用斜拉杆件或钢丝绳（长度通过花篮螺栓调节）与结构拉结。提升设备直接作用于承力托盘，托盘上搭设脚手架。脚手架高为3.54.5楼层高度，架宽0.81.2m，其结构与普通脚手架同；但位于挑梁两侧的脚手架内排立杆之间的横杆在升降时会碰到挑梁或斜拉杆，应用短横柑，以便升降时拆除、升降后安装。导向轮可沿外墙或柱子滚动。导向杆固定于脚手架上部，在套环内升降；套环固定于房屋结构。v3、导轨式附着升降脚手架 导轨式附着升降脚手架的特点是脚手架的固定、升降、防坠落、防倾覆等靠导轨实现。导轨由槽钢制作，下部滑出的导轨可以拆除，装到上部。固定提升设备的提升挂座固定于导轨上，提升设备下连防坠落装置。立杆上固定导轮，防止脚手架内、外倾覆。4、互爬式附着升降脚手架 互爬式附着升降脚手架有甲、乙两类架体，甲与墙体固定后提升乙，然后乙与墙体固定后再提升甲，即相邻脚手架单元互为支点，交替互相提升。下降原理相同，如图9-26所示。图9-26 互爬式附着升降脚手架1-提升单元；2-提升横梁；3-连墙支座；4-手拉葫芦v（二）附着升降式脚手架的装置v1、防倾装置 防倾装置应用螺栓同竖向主框架或附着支承结构连接，不得采用钢管扣件或碗口方式；在升降和适用两种工况下，位于在同一竖向平面的防倾装置均不得少于两处，并且其最上和最下一个防倾覆支承点之间的最小间距不得小于架全高的1/3；防倾装置的导向间隙应小于5mm。v2、防坠落装置 防坠落装置应设置在竖向主框架部位，且每一竖向主框架提升设备处必须设置一个；防坠装置必须灵敏、可靠，其制动距离对于整体式附着升降脚手架不得大于80mm，对于单片式附着升降脚手架不得大于150mm；防坠装置应有专门详细的检查方法和管理措施，以确保其工作可靠、有效；防坠装置与提升设备必须分别设置两套附着支承结构上，若有一套失效，另一套必须能独立承担全部坠落荷载。v3、安全防护 架体外侧必须用密目安全网（800目/100cm2）围挡；密目安全网必须可靠固定在架体上；架体底层的脚手板必须铺设严密，且应用平网及密目安全网兜底。应设置架体升降时底层脚手板可折起的翻板构造，保持架体底层脚于板与建筑物表面在升降和正常使用中的间隙，防止物料坠落；在每一作业层架体外侧必须设置上、下两道防护栏杆（上杆高度1.2m，下杆高度0.6m）和挡脚板（高度180mm）；单片式和中间断开的整体式附着升降脚手架，在使用工况下，其断开处必须封闭并加设栏杆；在升降工况下，架体开口处必须有可靠的防止人员及物料坠落的措施。v六、其他脚手架六、其他脚手架 v（一）悬挑脚手架 悬挑脚手架一般有两种形式：一种是每层一挑，另一种为多层悬挑。多层悬挑将全高的脚手架分成若干段，每段搭设高度不超过25m。利用悬挑梁或悬挑架作脚手架基础分段搭设时，可以超过50m以上。槽钢悬挑脚手架构造如图9-27所示。v（二）吊篮脚手架 吊篮脚手架是将吊篮悬挂在挑梁上，挑梁与建筑物顶部设支撑点固定，吊篮的升降可以用手动或电动葫芦和钢丝绳来带动。吊篮主要适用于高层建筑施工的外装修作业。吊篮邻墙一侧距墙面100200mm，相邻吊篮间隙不大于200mm。v1、手动吊篮 其构造如图9-28所示。手动吊篮结构采用薄壁型钢或铝合金型材制成，可整体拆卸和快速组拼；采用两台手动提升机进行升降；设有安全锁和独立的安全钢丝绳，当吊篮发生意外超速下降时，安全锁便会自动将吊篮锁定在安全钢丝绳上，因而能确保施工人员安全；吊篮的屋面机构为移动式悬挂臂架或女儿墙夹紧悬挂机构，移动方便，架设迅速，适应性强。图9-28 吊篮构造v2、电动吊篮 电动吊篮的提升机构由电动机、制动器、减速器、压绳和绕绳机构组成。其有可靠的安全装置，通常称为安全锁或限速器。当吊篮下降速度超过1.62.5倍额定提升速度时，该安全装置便会自动地刹住吊篮，不使吊篮继续下降，从而保证施工人员的安全。第三节第三节 高层建筑混凝土结构施工高层建筑混凝土结构施工v一、高层建筑模板工程一、高层建筑模板工程 v（一）大模板施工v1、大模板施工概述 在高层建筑结构施工中，混凝土量大，模板的工程量亦大，为了提高混凝土的成型质量，加快施工速度，减轻工人的劳动强度，大模板施工方案应运而生。大模板的工艺特点是：以建筑物的开间、进深、层高的标准化为基础，以大型工业化模板为主要施工手段，以现浇钢筋混凝土墙体为主导工序，组织有节奏的均衡施工。目前，大模板施工工艺已成为高层和超高层建筑（剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构和框架-筒体结构）主要的工业化施工方法之一，尤其是在高层住宅剪力墙结构中应用广泛。v2、大模板的构造与类型v（1）大模板的构造 大模板由面板系统、支撑系统、操作平台和附件组成，如图9-29所示。图9-29 大模板构造示意图1-面板；2-横肋；3-竖肋；4-支撑桁架；5-螺旋千斤顶（调整水平用）6-螺旋千斤顶（调整垂直用）；7-脚手板；8-防护栏杆；9-穿墙螺栓；10-固定卡具v（2）大模板的类型 大模板按形状划分有平模、小角模、大角模、筒形模等。v3、大模板的设计、制作加工v（1）大模板的设计 模板设计必须和高层建筑的建筑、结构设计密切配合。往往建筑或结构上的改动，如楼板形式、门窗位置、走道挑梁的设置等都会影响模板设计。因为这些部位往往涉及到大模板的对拉螺栓位置设计、门窗框的固定、拆装模板的操作空间等。大模板的设计还要满足刚度、强度要求，确保在堆放、组装、拆除时的自身稳定，以增加其周转的次数。同时应采用合理的结构构造和恰当的钢材规格，以减少一次投资量。大模板的规格型号要少，通用性要强，能满足不同平面组合的要求。力求构造简单合理，便于拆装。模板组合应做到尽量能同时浇筑纵、横墙的混凝土。v（2）大模板的制作加工 大模板加工的工艺流程是：放样材料整平调直划线下料冲孔再次局部调直工夹具设置拼装、焊接质量检验刷防锈漆堆放待用。v4、大模板系统的施工v（1）内外墙全现浇结构体系 全大模板现浇结构体系的施工工艺流程如下：抄平放线墙体扎筋组装内模组装外模浇筑墙体混凝土养护拆模（拆下模板清理后周转使用）安装预制室内分隔板吊入门窗、卫生设备等配件楼板施工。v（2）内浇外挂结构体系 施工程序：内浇外挂结构体系施工工艺流程与内外墙全现浇结构体系相比，增加了外挂墙板的工序，其余相同。内浇外板大模板高层建筑的施工程序是：抄平放线绑扎钢筋支门窗洞口模板安装大模板安装外墙板浇筑混凝土拆模、修整混凝土墙面、养护安装预制楼板一浇筑圈梁、板缝。5、大模板安装的质量要求大模板安装必须垂直角模方正，位置标高正确；模板之间拼缝及模板和结构之间的拼缝必须严密，不得漏浆；门窗洞口位置尺寸必须准确。大模板安装允许偏差详见表9-24。表9-24 大模板安装允许偏差v（二）滑模施工v1、液压滑升模板概述 液压滑动模板施工工艺，是按照施工对象的平面尺寸和形状，在地面组装好包括模板、提升架和操作平台的滑模系统，然后分层浇筑混凝土，利用液压提升设备不断竖向提升模板，完成混凝土构件施工的一种方法。v 2、液压滑升模板组成 滑模的装置由模板系统、操作平台系统和液压提升系统以及施工精度控制系统等组成，如图9-31所示。v3、液压滑升模板施工准备工作v（1）技术准备 由于滑模施工的特点，要求设计中必须有与之相适用的措施，所以施工前要认真组织对施工图的审查。重点审查结构平面布置是否使各层构件沿模板滑动方向投影重合，竖向结构断面是否上下一致，立面线条的处理等。v（2）现场准备 施工用水、用电必须接好，施工临时道路和排水系统必须畅通。所需要的钢筋、构件、预埋件、混凝土用砂、石、水泥、外加剂（如果用商品混凝土，应联系好供应准备工作），应按计划到场并保持供应。滑升模板系统需要的模板、爬杆、吊脚手设备和安全网应准备充足。垂直运输设备在滑模系统进场前就位。图9-32 滑模装置的组装顺序图v4、墙体滑模的一般施工工艺 滑升模板的施工由滑模设备的组装、钢筋绑扎、混凝土浇捣、模板滑升、楼面施工和模板设备的拆除等几个部分组成。v5、滑框倒模施工方法 滑框倒模施工工艺是在滑模施工工艺的基础上发展而成的一种施工方法。这种方法兼有滑模和倒模的优点，因此，易于保证工程质量。但由于操作上多了模板拆除上运的过程，人工消耗大，速度略低于滑模。模板在施工时与混凝土之间不产生滑动，而与滑道之间相对滑动，即只滑框，不滑模。当滑道随围圈滑升时，模板附着于新浇筑的混凝土表面留在原位，待滑道滑升一层模板高度后，即可拆除最下一层模板，清理后，倒至上层使用。v6、逐层空滑楼板并进法 逐层空滑楼板并进施工工艺就是墙体用滑模施工、楼板用支模现浇，在滑模浇筑一层墙体后，模板滑空，紧跟着支模现浇一层楼板混凝土的施工方法。所以逐层空滑楼板并进又称“逐层封闭”或“滑一浇一”。v（三）爬模施工v1、液压滑升模板概述 爬升模板简称爬模，是一种自行爬升、不需起重机吊运的模板，可以一次成型一个墙面，且可以自行升降，是综合大模板与滑模工艺特点形成的一种成套模板技术，同时具有大模板施工和滑模施工的优点，又避免了它们的不足。适用于高层建筑外墙外侧和电梯井筒内侧无楼板阻隔的现浇混凝土竖向结构施工，特别是一些外墙立面形态复杂，采用艺术混凝土或不抹灰饰面混凝土、垂直偏差控制较严的高层建筑。v2、模板与爬架互爬 模板与爬架互爬，是以建筑物的钢筋混凝土墙体为支承主体，通过附着于已完成的钢筋混凝土墙体上的爬升支架或大模板，利用连接爬升支架与大模板的爬升设备，使一方固定，另一方作相对运动，交替向上爬升，以完成模板的爬升、下降、就位和校正等工作。v（2）施工工艺 模板与爬架互爬工艺流程如下：弹线找平安装爬架安装爬升设备安装外模板绑扎钢筋安装内模板浇筑混凝土拆除内模板施工楼板爬升外模板绑扎上一层钢筋并安装内模板浇筑上一层墙体爬升爬架如此模板与爬架互爬直至完成整幢建筑的施工，如图9-33所示。图9-33 模板与爬架互爬施工工艺流程图(a)安装爬架；(b)安装外模板、绑扎钢筋、安装内模板；(c)浇筑混凝土；(d)拆除内模板；(e)楼板施工、爬升外模板；(f)固定外模板、绑扎钢筋、安装内模板、浇筑混凝土；(g)爬升支架；1-支承架；2-附墙架；3-内模板；4-外模板v3、模板与模板互爬 模板与模板互爬，是一种无架液压爬模工艺，是将外墙外侧模板分成甲、乙两种类型，甲型与乙型模板交替布置，互为支承，由爬升设备和爬杆使相邻模板互相爬升。v（1）构造与组模板爬升装置。爬升装置由三角爬架、爬杆、卡座和液压千斤顶组成。操作平台挑架2）施工工艺 模板与模板互爬工艺流程如图9-34所示。图9-34 模板与模板爬模示意图v4、爬架与爬架互爬 爬架与爬架互爬系统是由爬架、平台、传动装置和模板等组成。该工艺以固定在混凝土外表面的爬升挂靴为支点，以摆线针轮减速机为动力，通过内外爬架的相对运动，使外墙外侧大模板随同外爬架相应爬升。当大模板达到规定高度，借助滑轮滑动就位。爬架与爬架互爬过程中内外架互为支承，交替爬升。v5、整体爬模施工 整体爬模主要组成部分有内、外爬架和内、外模板。内爬架设置在纵、横墙交接处，通过楼板孔洞立在短横扁担上，并用穿墙螺栓将力给下层的混凝土墙体其高度略大于两个楼层高，采用格构式钢构件，截面较小。外爬架将力传给下层混凝土外墙体。内、外爬架与内、外模板相互依靠、交替爬升。v（四）永久模板施工 永久性模板亦称一次性模板，其在结构构件混凝土浇筑后不拆除，并构成构件受力或非受力的组成部分，一般广泛应用于房屋建筑的现浇钢筋混凝土楼板工程。由于永久式模板无需拆出周转，大大简化了施工程序，加快了施工速度。1、压型钢板模板 图9-35压型钢板模板2、预应力薄板模板v二、粗钢筋连接技术二、粗钢筋连接技术 高层建筑现浇钢筋混凝土结构工程中，粗直径钢筋连接的工作量比较大，采用合适的施工方法可以大大提高劳动效率。传统的连接方式一般是采用对焊、电弧焊等，近些年来推广了很多新的钢筋连接工艺，如钢筋机械连接、电渣压力焊、气压焊等，大大地提高了生产效率，改善了钢筋接头的质量。v（一）钢筋的焊接 根据国家行业标准钢筋焊接及验收规程JGJ18-96规定，适用于粗钢筋连接的焊接方法有闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊和气压焊四种。v（二）钢筋机械连接v钢筋的机械连接具有工艺简单、节约钢材、改善工作环境、接头性能可靠、技术易掌握、工作效率高、节约成本等优点，适用于钢筋在任何位置与方向的连接，尤其在高空施工条件下安全可靠。钢筋的机械连接形式有带肋钢筋套筒挤压连接、镦粗直螺纹套筒连接、滚压直螺纹连接等数种。