自制轨道移动脚手架搭建大空间曲面顶部的使用方法与流程

本发明属于脚手架领域，具体涉及自制轨道移动脚手架搭建大空间曲面顶部的使用方法。

背景技术：

随着我国建筑形式与功能的多样化发展，结构理论日趋完善，施工技术不断提高和更新，再加上本世纪以来中国钢产量飞速增加，国家政策鼓励用钢，积极发展钢结构建筑，国内涌现出一大批高空大跨度钢结构建筑，因此高空大跨度结构如网架、网壳、管桁架、大面积吊顶装饰等得到迅速发展，被广泛应用在飞机场、大型车站、展览馆、体育场馆、大型零售批发超市等公共建筑中。

与普通室内装饰工程相比，要完成高空大跨度工程，特别是吊顶装饰工程，需要一些特殊的施工方法。这些大型公共建筑的钢网架或者吊顶，通常安装高度在10~30m，施工面积大、高度较高。同时为了保证美观大气的装饰效果，它们的造型一般都是单曲面或者双曲面的。因此，在其施工过程中难点主要集中在：一，安装高度高，确保安全的难度大；二，单元板块拼接复杂，复杂曲面造型增加了定位、安装的难度，施工工期延长；三，由于大面积施工占用场地的限制，其他分部分项工程将难以同时实施，影响了整个项目的施工效率，不能满足工期要求。

在当前技术中，常用的施工方法有满堂架高空散装法、高空滑移法、分块吊装法、整体提升法等，但它们在经济性和工期方面通常都无法做到两者兼顾。

满堂架高空散装法是指小拼单元或散件直接在设计位置进行总拼的方法，有满堂脚手架和悬挑脚手架两种。满堂脚手架多用于散件拼装，而悬挑脚手架则多用于小拼单元在高空总拼情况，或者球面网壳三角形网格的拼装。这种方法的脚手架用量大，消耗人工多，需要反复搭拆，劳动强度大，施工周期长。

高空滑移法是指网架或吊顶单元在事先设置的滑轨上（建筑的中间或两端），滑移到设计位置拼接成整体的安装方法。此种方法对建筑物内部施工没有影响，顶部安装与下部施工可以平行立体作业。但同时，它对轨道下方支座刚度要求大，滑道和牵引装置需要通长设置，费用较高，牵引力及牵引速度的设计与同步控制的精度也较难把握。此外还存在高空安全作业隐患，安全防护有难度。

分块吊装法是把网架或吊顶分成若干单元，分别在相应的地面投影位置拼装，然后利用起重设备吊运到安装位置，相邻两个单元在高空进行对接。此种安装方法人工的高空作业较少，较经济，但安装精度难以控制，需要解决空中移位技术难题，对起重机械要求比较高。除此之外，整体土建结构已施工完毕，场地空间限制对起重机械的机型选择也有很大影响。

整体提升法是指将网架或吊顶整个在地面或者平台上拼装完毕，利用吊装机械垂直或水平吊运至安装部位，最后进行调整和固定。整体拼装就需要有足够大的拼装场地和吊装机械吊装的场地。吊装高度越高、回转半径越大、吊装重量越重时，施工难度越大。

近年来我国对高空施工的安全性提出了很高的要求，已基本不允许采用整体吊装的施工方法。

因此，为了在满足质量、安全、工期进度和经济效益的情况下，结合施工技术条件和设备资源，因地制宜地确定高空大跨度吊顶装饰工程的施工方法，提供一种结构简单、施工方便快捷、经济合理的大型复杂吊顶工程安装方法——自制轨道式移动脚手架施工法。当采用移动脚手架施工方式时，单位时间内仅需要投入一个单元面积内的脚手架架体材料和满足一个单元拼装所需的人力、机具就可以完成几倍甚至几十倍施工面积内的网架或吊顶。施工速度较快，不占用空间，土建其他工种可以交叉施工。

技术实现要素：

针对现有技术中的不足，本发明提供自制轨道移动脚手架搭建大空间曲面顶部的使用方法，来解决现有的应用于大型空间曲面的施工装置，它们在经济性和工期方面通常都无法做到两者兼顾的问题。

本发明通过以下技术方案实现。

自制轨道移动脚手架，包括深层槽和浅层槽，所述的深层槽和浅层槽内设置有支撑架，所述的深层槽和浅层槽的两侧设置有平台边缘座，四列支撑架排列在深层槽和浅层槽槽底且支撑架放置后的最上方高度与平台边缘座齐平，每两列支撑架和其边缘的平台边缘座形成一个脚手架放置位，所述的支撑架和平台边缘座上放置工字型钢板，用u形螺栓抱箍固定，固定完成后再在工字型钢板上通长铺设槽钢，并焊接牢固槽钢形成轨道，所述的槽钢上设置平台底座，所述的平台底座包括横在轨道上的钢管母套，以及位于钢管母套下方的钢轮，所述的平台底座的上方焊接脚手架，将多根钢管立杆插入平台底座的钢管母套，用螺丝在钢管母套侧向锁牢，钢管立杆固定后安装钢管纵、横向横杆，纵横向横管间距为2~3m，步距为1~3m，依次向上搭设，高度为15~30m，并于四周设置剪刀撑加固，在脚手架的上方铺设模板，所述的模板向侧边延长出一块衍射模板，两两脚手架之间设置连接模板，所述的模板外栏一圈安全网。其原理为在脚手架架体底部安装滚动装置，每纵列滚轮底部设置一条人工设置的轨道，依靠牵引装置拉动脚手架架体从而沿轨道作纵向移动。架体的顶部加密并铺设木板，顶部四周设置高1.5米的围护栏杆，拉密目网，形成吊顶装饰装饰工程所需的施工平台。使用移动脚手架施工前需先将高低不平的深层槽和浅层槽“填平”，方可架立统一高度的轨道进行后续施工。因此，本自制轨道式移动脚手架的结构形式从下而上为轨道下方支承架体、轨道、施工平台支承架体、施工平台。

作为优选，所述的浅层槽内支撑架长度为50m，高度为3m；深层槽内支撑架长度为21m，高度为6m。

作为优选，所述的u形螺栓按按照1m中心间距抱箍固定。

作为优选，将φ48×3.5mm钢管立杆插入脚手架平台底座的φ60×4mm钢管母套，所述的立杆固定后安装φ48×3.5mm钢管纵、横向横杆，纵横向横管间距为3m，步距为1.8m，依次向上搭设，高度为20m。

作为优选，所述的脚手架搭设完成后，于最上层纵向加密铺设间距600mm的φ48×3.5mm钢管，扣牢后在上面铺设15mm厚模板，每块模板之间搭接长度不得小于100mm。

自制轨道移动脚手架搭建大空间曲面顶部的使用方法，包括以下步骤：a）轨道下方支撑架（4）搭设，b）放线定位轨道边线，c）铺设型钢轨道，d）移动脚手架平台底座（6）制作，e）脚手架（7）搭设，f）施工平台封顶，g）移动脚手架试滑移，h）安装施工平台范围内的吊顶，i）吊顶质量检查验，j）移动式脚手架7牵引移动，移动过程中拉住两个脚手架7的中心位置，k）进行脚手架7高度调整、架体加固，l）进入下一个毗邻单元进行吊顶安装，m）重复上述施工过程直到整个吊顶装饰工程完工，n）整体验收。

与现有技术相比：满足一个单元拼装所需的人力、机具就可以完成几倍甚至几十倍施工面积内的网架或吊顶，施工速度较快，不占用空间，土建其他工种可以交叉施工。

附图说明

图1为本发明的支撑架的平面图。

图2为本发明的脚手架正面图。

图3为本发明的图2a处的放大图。

图4为本发明的脚手架牵引方向示意图。

具体实施方式

自制轨道移动脚手架搭建大空间曲面顶部的使用方法，包括深层槽1和浅层槽2，所述的深层槽1和浅层槽2内设置有支撑架4，所述的深层槽1和浅层槽2的两侧设置有平台边缘座3，四列支撑架4排列在深层槽1和浅层槽2槽底且支撑架4放置后的最上方高度与平台边缘座3齐平，每两列支撑架4和其边缘的平台边缘座3形成一个脚手架放置位，所述的支撑架4和平台边缘座3上放置工字型钢板51，用u形螺栓抱箍固定，固定完成后再在工字型钢板51上通长铺设槽钢52，并焊接牢固槽钢52形成轨道5，所述的槽钢52上设置平台底座6，所述的平台底座包括横在轨道5上的钢管母套，以及位于钢管母套下方的钢轮53，所述的平台底座的上方焊接脚手架7，将多根钢管立杆插入平台底座的钢管母套，用螺丝在钢管母套侧向锁牢，钢管立杆固定后安装钢管纵、横向横杆，纵横向横管间距为2~3m，步距为1~3m，依次向上搭设，高度为15~30m，并于四周设置剪刀撑加固，在脚手架7的上方铺设模板，所述的模板向侧边延长出一块衍射模板9，两两脚手架7之间设置连接模板10，所述的模板外栏一圈安全网8，所述的浅层槽2内支撑架4长度为50m，高度为3m；深层槽1内支撑架4长度为21m，高度为6m，所述的u形螺栓按按照1米中心间距抱箍固定，将φ48×3.5mm钢管立杆插入脚手架平台底座的φ60×4mm钢管母套，所述的立杆固定后安装φ48×3.5mm钢管纵、横向横杆，纵横向横管间距为3m，步距为1.8m，依次向上搭设，高度为20m，所述的脚手架7搭设完成后，于最上层纵向加密铺设间距600mm的φ48×3.5mm钢管，扣牢后在上面铺设15mm厚模板，每块模板之间搭接长度不得小于100mm。

支撑架搭设：（1）分别于比赛池底和跳水池底搭设落地式双排脚手架各4道，浅层槽（2）内支撑架（4）长度为50m，高度为3.0m；层槽（1）内支撑架（4）长度为21m，高度为6m，立杆均采用单钢管，每根立杆下方采用200*200*15mm建筑多层模板垫脚。

（2）搭设尺寸：立杆的纵距1.00m，立杆的横距0.60m，立杆的步距1.4m，采用的钢管类型为φ48×3.5mm。

轨道铺设：（1）轨道支撑脚手架搭设完毕后，再在上方铺设hw150*150*7*10型钢+8#槽钢型钢轨道。

（2）型钢轨道铺设方法：先将hw150*150*7*10型钢平方在支撑脚手架上，再用100*100*8mm钢板+u形螺栓按1米中心间距抱箍固定，固定完成后再在上方通长铺设8#槽钢，并焊接牢固。

平台底座制作：（1）主要用材：hw150*150*7*10型钢、∅200聚氨酯钢轮、∅60*4mm钢管（母套）。

（2）平台制作：将hw150*150*7*10型钢放置在支撑脚手架上，按图焊接脚手架平台底座，上方焊接∅60*4mm@3000钢管（母套），并于底座下方安装∅200聚氨酯钢轮。

脚手架搭设：（1）主要用材：φ48×3.5mm钢管、直角扣件、对接扣件、旋转扣件、15mm厚多层建筑模板。

（2）脚手架搭设：将φ48×3.5mm钢管立杆插入脚手架平台底座φ60×4mm钢管（母套），用螺丝在母套侧向锁牢，立杆固定后安装φ48×3.5mm钢管纵、横向横杆，纵横向横管间距为3.0m，步距为1.8m，依次向上搭设，高度为20m（含四周护栏高度在内），并于四周设置剪刀撑加固。

（3）脚手架主体搭设完成后，于最上层纵向加密铺设间距600mm的φ48×3.5mm钢管，扣牢后在上面铺设15mm厚建筑模板，每块模板之间搭接长度不得小于100mm，模板铺设完成后，于四周围栏一圈拉设安全网，脚手架搭设完成。

（4）模板向侧边延长出一块衍射模板9，两两脚手架7之间设置连接模板10，在底部支撑架的作用下，用三角支撑杆支撑衍射模板9，两两脚手架7的上端设置连接脚手架，连接脚手架上设置连接模板10，在下方支撑力力够大的情况下，允许模板做一定的扩展，衍射模板9的宽度是脚手架宽度的1/8。

移动脚手架施工基本流程如下：a）轨道下方支撑架（4）搭设，b）放线定位轨道边线，c）铺设型钢轨道，d）移动脚手架平台底座（6）制作，e）脚手架（7）搭设，f）施工平台封顶，g）移动脚手架试滑移，h）安装施工平台范围内的吊顶，i）吊顶质量检查验，j）移动式脚手架7牵引移动，移动过程中拉住两个脚手架7的中心位置，k）进行脚手架7高度调整、架体加固，l）进入下一个毗邻单元进行吊顶安装，m）重复上述施工过程直到整个吊顶装饰工程完工，n）整体验收。

滚动装置的设计对移动脚手架稳定性能的影响不可忽视。滚动装置既要尽量减少移动过程中摩擦阻力，又要保证滚动装置与滑行轨道之间有良好地结合并保证移动方向的准确性。

滚动装置的数量和位置需根据脚手架搭设单元的大小确定。其原则是既要保证每个滚动装置本身的螺栓抗剪力满足要求，又要保证移动脚手架稳定性和承载力满足要求。

为保证脚手架顺利滑移，应当确保轨道铺设平直，不可有高低差。保证轨道梁侧向刚度，其连接处不得有错台，避免在移动时产生较大的冲击力而造成架体破坏。

脚手架宽度应根据深层槽和浅层槽宽度、顶部吊顶安装范围、保证结构安全的脚手架高宽比来决定，脚手架长度应根据施工进度计划确定2~5天所需完成的工作面来决定。

移动脚手架可采用慢速电动卷扬机+钢丝绳牵引移动，牵引点可设置在移动脚手架平台底座上。钢丝绳与移动脚手架平台底座必须连接牢固，不允许左右滑动。试滑移主要确定架体刹车后因惯性向前运行的距离，同时观察架体的稳定性，脚手架架体本身有无变形，观察滑轮在轨道上滑动状况。

脚手架牵引滑移过程中，应控制滑移速度，不可过快，且要安排人工辅助控制，查看不同轨道是否同步，查看是否有跑偏，如果发现脚手架倾斜或卡轨现象，应立即停止滑移。

试滑移或滑移后对滑移装置、脚手架等进行全面检查，有松动、偏位和变形的部位进行加固和校正，并重新进行验收。

移动完成后，应在四周脚轮侧方加焊止动铁片，以防止移动脚手架滑动。

轨道下方支承架体，施工操作平台在地面平放时，下方为泳池底，制作时需在泳池底搭设钢管脚手架至±0.000处，用于移动脚手架的整体移动导轨的支撑，既要承受上部脚手架的荷载，同时需对泳池底的防水层做好成品保护。

导轨安装精度，移动脚手架自重荷载大，移动时需在专用导轨上移动，导轨的安装精度要求高，承受荷载大，需平整笔直。

移动脚手架架体变形的控制，脚手架的变形主要来源于以下三点：由于基础沉降导致的架体整体下沉；因上部结构及施工荷载的原因而产生的整体下挠；结构拼装支撑处由于自重而产生的架体局部下挠。前两种变形一般较小，第一种可以在架体设计时和底部基础处理时解决，第二种可通过对移动脚手架平台底座预起拱来消除部分整体下挠量。第三种变形因为分布位置和变形大小不均匀，对吊顶的施工精度也有影响。因支撑点处荷载将先传递至横杆再至立杆，需通过在横杆支撑点下方增设斜撑杆，使荷载传递至立杆，来消除支撑点处变形。

移动脚手架的牵引，当吊顶的一跨完成后，用慢速电动卷扬机+钢丝绳牵引移动钢管脚手架至下一跨吊顶的下方，牵引时可能受力不均衡，造成脚手架产生较大变形。

（1）一跨吊顶安装完成后，需将移动式脚手架牵引移动至下一跨吊顶下方。

（2）牵引采用一台慢速电动卷扬机置于移动脚手架中间轨道前方，距离脚手架距离大于一跨的宽度，慢速牵引至下一跨下方。

（3）移动完成后，应在四周脚轮侧方加焊止动铁片，以防止移动脚手架滑动。

移动脚手架的高度变化，吊顶为复杂曲面，非水平构造，因此移动架体的高度要随着施工过程进行调整，这对高空操作平台的搭设提出了挑战。

移动脚手架底部钢架计算

一、基本概况

移动平台钢构件全部由h型钢焊接组成，型钢规格为：hw150*150*7*10；

平台长12米，宽9米；各构件材质均为q235b；采用sap2000进行模拟计算。

自重荷载，移动平台上部脚手架自重约为8吨；脚手架通过16根柱子均匀传递到平台之上；故每个作用点所受力为：8x10/16=5kn；

施工活荷载，根据《建筑施工高处作业安全技术规范》附录b的规定：施工活荷载取值：1kn/m2；脚手架传递到平台的单个作用点的力为：12x9x1/16=6.75kn；

综述：平台钢构件最大应力比为0.7<1，最大变形为13.5mm<6000/250=24mm；故移动平台满足设计要求。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。