摘要：内爬式混凝土布料机可以随着建筑物高度的增加而爬升，实现高层建筑的混凝土浇筑作业。本工程将传统布料机和爬升式布料机的优点相结合，计划自行研制一种经济、便携的内爬式布料机，提高安全性的同时，有效地降低成本投入，提高经济效益。
关键词：内爬式混凝土布料机；结构形式；应用；
内爬式混凝土布料机使用为目前全行业内技术较先进的爬升方式。其优点是结构新颖、设计紧凑、布局合理、操作方便；其难点是立柱加工成型工艺要求高。
一、实例分析
本工程建筑面积为266409.10㎡，剪力墙结构，共有23栋单体，其中18栋高层，5栋多层，高层平均高度为18层，多层为6层，传统布料机支撑在支模架体上，臂长15m时自重达3t，在浇筑混凝土时震动幅度较大，对架体支撑要求较高，容易造成安全事故，本工程现急需寻找一种方法解决上述问题。
二、内爬式混凝土布料机的结构形式
1.回转机构。回转机构位于布料杆与立杆之间，为布料杆提供360°回转功能，一般为液压驱动和控制，同时可为爬升功能提供动力和控制功能。
2.立柱。布料机的立柱用于支承回转机构和布料杆，立柱有圆形或正方形等不同的截面，圆形的可采用大直径无缝钢管或卷管焊接成型，方形的采用钢板折弯焊成。立柱一侧凹槽中安装混凝土管和爬梯机构，另一侧凹槽中安装爬升机构。立柱之间的连接一般通过快速插销和连接板连接，使整机的装配和拆卸方便快捷。连接板安装在两立柱中间。为保证布料机的安装、维修和保养，立柱的一侧安装爬梯，爬梯顶部设有平台。立柱的接头部位和上部（动力部分）的四周需要固定操作平台，以便于布料机的装配与拆卸。立柱的下端有2根伸缩矩形梁，用于工作时支承在楼板上。
3.爬升机构。上、下滑块为液压油缸的两端铰点提供支承，上、下滑块中均含有挡块，可以由弹簧片压出卡在V型槽的矩形开口中，下滑块还含有支承板，可以收缩进入下滑块内，张开后支承在楼板上。油缸的行程为两矩形孔间距的1.5倍，以保证每一步的爬升高度为500mm。
三、应用方法
1.便携式混凝土布料机支撑架的研究。根据图纸提前确定好电梯井尺寸及结构形式，提前在电梯井剪力墙中预埋构件及穿墙套管，利用钢管搭设支撑架与电梯井剪力墙进行有效连接，保证布料机支撑稳定性；同时研制外拆式卡扣及支撑体系，保证架体的易周转性。
2.混凝土布料机周转方式研究。根据设计的支撑架体，在混凝土浇筑前将架体搭设好，用塔吊吊运传统布料机至支撑架体上，使用自行研制的卡扣固定布料机，布料机泵管由电梯井伸出至顶板上，混凝土浇筑完毕后，首期布料机，待上层模板支设完毕，将支撑架体吊运至上一层固定，重新吊运布料机浇筑混凝土，每层浇筑前进行安全检查，保证架体安全性及稳定性。
3.新型混凝土泵管接管器研究。传统混凝土泵管接管器施工费时费力，拆装过程复杂繁琐，大大降低了工作效率，本工程地处西昌市，夏季温度较高，传统接管器的使用很容易造成混凝土水份蒸发较快，形成管道堵塞现象。本工程计划研制一种液压接管器，在管道两侧安装液压回顶装置，拆装方便快捷，省时省力，价格低廉，经济效益显著。
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4.爬升作业。内爬式布料机安装在高层建筑物的钢筋混凝土框架中，依靠爬升机构实现随框架高度的不断升高而垂直提升。在建筑物的内楼板上预留开孔，开孔尺寸为1000×1000mm，布料机安装在开孔中或电梯井中，使布料机的重量均匀分布在底层楼板上。爬升式布料机的总重量一般超过20t，承载部位的楼板需要根据布料机的重量适度加强。采用电梯井安装时，考虑到电梯井的开孔远大于立柱固定需要，可在相应楼层增加承载钢结构框架。布料机的立柱在穿越各层楼板时均需固定，采用角支架及楔板固定，每一楼层使用4件角支架和8件楔板，分布在开孔的四角。初始爬升机构位于立柱V型槽的上端，当开始爬升作业时，按以下步骤进行操作：（1）清理布料机，断开混凝土管，电源线应保持足够长度；（2）利用油缸调整爬升机构的下滑块，使其支承板张开固定在最近的楼板上；（4）油缸开始顶升，上滑块的挡块滑入矩形孔中，将立柱顶起，当油缸行程超过500mm时，使下滑块的挡块进入矩形孔，收缩油缸，使布料机的重量支承在下滑块的挡块上，完成第一步爬升；（5）当油缸回缩500mm后，上滑块的挡块再次弹入矩形孔中，油缸再次顶升500mm后，下滑块的挡块弹入矩形孔中，收缩油缸，布料机的重量支承在下滑块上，完成第二步爬升；（6）如此反复，直至布料机到达预定楼层，当立柱底部的矩形梁露出楼面时，将其抽出，收缩油缸，使布料机略微下降，重量全部作用在矩形梁上；（7）固定各楼层角支架和楔板，连接并固定混凝土管，保证安全可靠；（8）将上、下滑块的挡块调整，收回下滑块的支承板，采取上述步骤，将上、下滑块组件及油缸移动到V型槽的上部，为下一次爬升做准备。随着爬升高度的增加，混凝土管变得越长，对于泵送设备的压力要求就越高。
5.模架加固措施。由于爬模模架在设计上不能承载过大的力，爬架对于布料机承载的安全系数较小，而且核心筒混凝土浇筑时上层墙体钢筋已绑扎完成，绑扎高度约为浇筑层以上4.2m，且核心筒平面板内空间无法放置布料机底座，为此项目部通过专家论证会的讨论结果，为防止两侧架体发生竖向屈曲，将两侧架体连接为一个整体平台后，将布料机连同底座放置于架体平台上部。浇筑混凝土前，两侧架体及平台分别用东西两道对撑螺栓连接，上、中、下共3 层，对撑下面垂直方向用剪刀撑，保证平台稳固及防止模架发生竖向变形，混凝土浇筑完成后用塔式起重机将布料机吊运至现场指定堆放区，松动对撑螺栓将加固对撑卸掉后，使得该平台能够通过液压提升系统随核心筒爬模架体进行整体爬升。对此项目部特邀专家连同项目部技术人员及爬模厂家技术人员共同对此处架体进行有限元模型设计计算，确保架体刚度稳定性满足施工要求。待外框筒楼层高度至12 层时，可在外框筒钢梁受力计算验证通过后，将布料机放置于外框筒钢梁上部，减少吊运时间。
6.安全保障措施制定。为了保证布料机吊装及布料过程的安全进行，提出并实施了一系列的安全保障措施，具体如下：①当风速＞6 级风时，严禁布料机工作。当风速＞ 4级风时，严禁布料机安装和拆除；②布料机操作必须专人培训，严禁随意操作；③布料机不得将软管插入浇筑的混凝土中，严格按照布料机范围工作；④布料机工作时臂架下方严禁站人；⑤液压系统压力≤25MPa；⑥严禁在输送管及油管内有压力时打开管接头；⑦严禁将端部软管拆掉，让臂架和另一刚性输送管路连接。
内爬式布料机非常适合高层和超高层混凝土施工，与固定式混凝土泵配合，可以实现非常高的施工效率。与建筑物的初始设计有关，需要设计和施工单位充分配合认同这一设备。
参考文献：
［1］ 王纯岩，赵世东． 超高层建筑中混凝土布料机的选型与布置［J］． 施工技术，2016，45（12）：138-143．
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［3］刘聪林，马明． 内爬式液压布料机在超高层施工中的应用［C］/ /2017 年全国施工机械化年会论文集，2017
论文作者:高宇,刘贺
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/17
标签：布料论文; 混凝土论文; 立柱论文; 滑块论文; 矩形论文; 楼板论文; 支撑架论文; 《基层建设》2018年第31期论文;