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井字架和龙门架

扣件式钢管井架

井式垂直运输架，通称井架或井字架（图5-144），是施工中最常用的、也是最为简便的垂直运输设施。

它的稳定性好、运输量大，除用型钢或钢管加工的定型井架之外、还可采用许多种脚手架材料搭设起来，而且可以搭设较高的高度（达50m以上）。

图5-144井架

一般的井架多为单孔井架，但也可构成两孔或多孔井架。

井架内设吊盘（也可在吊盘下加设混凝土料斗）；两孔或三孔井架可以分别设置吊盘或料斗，以满足同时运输多种材料的需要。

井架上可视需要设置拔杆，其起重量一般为0.5~1.5t，回转半径可达10m。

在使用井架中应特别注意以下两个方面：

确保井架的承载性能和结构稳定性；确保料盘或料斗升降的安全。

随着高层和超高层建筑的发展、搭设高度超过100m的附着式高层井架应运而生，已越来越多地得到应用并已取得很好的效果。

1．30m以下井架

30m以内扣件式钢管井架有八柱、六柱和四柱三种，其主要杆件和用料要求与扣件式钢管脚手架基本相同。

主要技术参数和搭设要点见表5-111，主要材料用量见表5-112。

扣件式钢管井架的技术参数和搭设要点表5-111

项目

八柱井架

六柱井架

四柱井架

平面示意

构造说明

横杆间距1.2~1.4m；

四面均设剪刀撑，每3~4步设一道，上下连续设置；

天轮梁支承处设八字撑杆

同八柱井架

天轮梁对角设置或在支承处设八字撑杆

其余同八柱井架

井孔尺寸

4.2m×2.4m

4m×2m

1.9m×1.9m

吊盘尺寸

3.8m×1.7m

3.6m×1.3m

1.5m×1.2m

起重量

1000kg

500kg

附设拔杆起重量

≤300kg

搭设高度

常用20~30m

常用20~25m

常用20~30m

缆风设置

高度在15m以下时设一道，15m以上每增高10m增设一道。

缆风最好用7~9mm的钢丝绳（或φ8钢筋代用），与地面成45度夹角

搭设要点

（1）杆件要做到方正平直，立杆垂直度偏差不得超过总高度的1/400；

（2）剪刀撑和斜撑应用整根钢管，不宜用短管，最底层的剪刀撑应落地；

（3）进料口和出料口的净空高度应不小于1.7m，出料口处的小横杆可拆下移到与出料口平台的横杆一致；

（4）导轨垂直度及间距尺寸的偏差，不得大于±10mm

适用范围

民用及工业建筑施工中预制构件及砌筑、装修材料的垂直运输

扣件式钢管井架材料用量参考表表5-112

材料名称规格

单位

八柱井架

六柱井架

四柱井架

搭设高度：

20m

搭设高度：

20m

搭设高度：

20m

井孔4.2m×2.4m

横杆间距1.3m

井孔4m×2m

横杆间距1.3m

井孔1.9m×1.9m

横杆间距1.3m

钢管（φ48×3.5）

620

560

340

2381

2150

1306

扣件

个

396

316

220

其中：

直角扣件

个

224

192

160

回转扣件

个

140

100

对接扣件

个

底座

个

扣件重量

585

431

294

钢材重量

2966

2581

1600

注：

表列指标中不包括吊盘、天轮梁、导轨等附件用料。

2．30m以上井架

30m以上扣件式钢管井架应采用四角和天轮梁下双杆的12柱（50m以下）或16柱结构（50m以上），见图5-145。

平面尺寸为宽2.0~2.4m，长3.6~4.0m，起重量1000kg。

图5-145高层扣件式钢管井架平面

（a）50m以内井架；（b）50m以上井架

搭设高层井架的注意事项为：

（1）专为屋面和装修工程使用的井架，可在主体结构完成以后一次搭起，架高应超过屋面不少于5.5m。

在主体结构施工阶段使用的井架要分段搭设。

第一层高度不超过30m，按低层井架的要求设置缆风。

随着结构主体的升高，每隔1~2层（不超过6m）设一道附墙拉结，并可将靠里侧的缆风随后拆除。

在主体结构升至与井架相差6m以内时，可以继续连接上一段井架，并把天轮梁翻到新接的井架段的顶端；

（2）井架与结构的附墙拉结的作法见图5-146。

当井架宽度方向平行于墙面时，采用简单拉结，或加强拉结；当井架宽度方向垂直于墙面时，采用展宽拉结；

图5-146高层扣件钢管井架的附墙拉结作法

（a）简单拉结；（b）加强拉结；（c）展宽拉结

（3）脚手架的悬空长度（位于拉结点之上）不得大于10m；

（4）在未经可靠设计复核情况下，不宜在高层井架之上加设拔杆或其他附加装置；

（5）进楼栈桥的立杆不得利用井架的立杆，应分开架设（图5-147），缩小间距并采用双杆搭设。

每层栈桥与井架之间应用不承受垂直力的横杆进行拉结。

栈桥架的铺板层应根据设计荷载加以限制；需要每层都铺板时，应采用重量轻的脚手板；

图5-147井架栈桥

（6）井架的侧面除进出料口外，均应自下而上连续设置剪刀撑；

（7）支撑天轮梁的横杆应采用双杆，与井架中立柱采用双扣件连接，并加设斜支杆与井架角柱相连（图5-148）。

型钢井架和无缆风高层井架

1．普通型钢井架

型钢井架由立柱、平撑、斜撑等杆件组成。

在房屋建筑中一般都采用单孔四柱角钢井架，有两种构造方法：

一种是用单根角钢由螺栓连接而成，通常是把连接板焊在立柱上，仅平撑、斜撑和立柱的连接以及立柱的接高用螺栓连接。

在杆件重、井架大的情况下多采用这种方法；另一种方法是在工厂组焊成一定长度的节段，然后运至工地安装，一般轻型小井架多采用这种方法。

型钢普通井架和自升式外吊盘小井架的构造和主要技术参数分别示于图5-149、图5-150及表5-113。

型钢井架的技术参数和搭设要点表5-113

项目

普通型钢井架

自升式外吊盘小井架

构造说明

立柱∟75×8

平撑∟63×6

斜撑∟63×6

连接板δ＝8

螺栓M16

节间尺寸1500mm

底节尺寸1800mm

导轨［5

单根杆件螺栓连接

立柱∟63×6

平撑∟50×5

斜撑∟50×5

连接板δ＝6

螺栓M14

节间尺寸1500mm

底节尺寸1800mm

导轨∟50x5

单根杆件螺栓连接

立柱［5

平撑∟30×4

斜撑∟25×3

螺栓M12

节间尺寸900mm

利用立柱作导轨

分节段焊接整体安装，示准节2.7m，底部节4.5m

井孔尺寸

（m）

1.8×1.81.6×1.6

1.7×1.71.5×1.5

1.6×1.6

1.5×1.5

1.0×1.0

吊盘尺寸

宽×长（m）

1.46×1.61.26×1.4

1.36×1.51.16×1.3

1.5×1.51.4×1.4

1.0×1.6（1.8）

起重量

1000~1500kg

800~1000kg

500~800kg

附设拔杆：

附设拔杆为安装井架使用，起重量150kg

长度

7~10m

5~6m

回转半径

3.5~5m

2.5~3m

起重量

800~1000kg

500kg

搭设高度

常用40m

常用30m

18m

缆风设置

高度15m以下时设一道，15m以上时，每增高10m增设一道，缆风宜用9mm的钢丝绳，与地面夹高45°

附着于建筑物可不设缆风

搭设安装要点

单根杆件，螺栓连接，要求尺寸准确，结合牢固

（1）分节段制作，用附设拔杆安装；

（2）附设拔杆提升方法另详

适用范围

（1）适用于高层民用建筑砌筑和装修材料的垂直运输；

（2）除去拔杆可以装上1~2个外吊盘同时运行

图5-149普通型钢井架

图5-150自升式外吊盘小井架

2．无缆风高层井架

无缆风高层，井架截面为2m×2m，其主肢选用∟75×8角钢、交叉和水平缀板采用∟50×5角钢，水平缀板间距为1.5m。

井架内装有自翻提料斗，配置3t快速卷扬机提升，升速达40m/min，斗容为0.5m3，每台班可运输40~60m3。

井架的主肢上装有9m长吊杆，一个台班可提升60次，用于吊运钢筋和模板。

井架基础采用现浇钢筋混凝土箱型结构，箱体内有1.6m×1.5m×1.5m空间，以适应料斗装料的需要。

井架附墙，逐步接高，架设高度可达100m，上部的自由高度限定12m。

施工实践表明，采用无缆风高层井架加悬臂杆吊进行60m以下现浇结构工程是比较经济的。

高层井架的提升速度也在提高，几种高速井架的主要技术参数列于表5-114中。

高速井架的主要技术参数表5-114

机型

型号

高度

（m）

额定牵引力

（kN）

最大升速

（m/min）

单笼

JGWB-1.5

150

单笼

JGWB-2

150

双、三笼

JGWB-1.5

120/200

双、三笼

JGWB-2

120/200

采用自升技术、架设高、升速快和能力强的液压自升式高速井架亦已面世。

其井架体由立柱、横杆和斜杆组成，套架上装有导向轮，以立柱内角面为导向轨。

套架上有天滑轮总成、把杆；下有液压顶升系统。

安装标准节时，液压活塞向上顶起，用把杆将地面拼装好的标准节吊至建筑物顶面，再用把杆进行安装。

安装至现定高度后固定与内套架相连的封顶槽钢。

结构合理、整体稳定性好。

龙门架

龙门架是由二根立杆及天轮梁（横梁）构成的门式架。

在龙门架上装设滑轮（天轮及地轮）、导轨、吊盘（上料平台）、安全装置以及起重索、缆风绳等即构成一个完整的垂直运输体系，普通龙门架的基本构造形式示于图5-151中。

图5-151龙门架的基本构造形式

近年来为适应高层建筑施工的需要，采用附着方式的龙门架技术得到较快发展：

图5-152所示为高层管柱龙门架的附墙装置，于每层楼面设置。

该龙门架用于29层（高96.3m）施工，管柱标准节长6m，用法兰连接。

图5-152高层管柱龙门架的附墙装置

图5-153所示为MSS-100型龙门架的基本构造情况，架设高度为100m，各种措施比较齐全，除扶墙架、主安全装置和辅安全装置（参看5-5-2-4节）外，还有手动安全装置（适应辅安全装置失灵时，扳动手把可使卡块伸出）和机电联锁装置（上、下限位，以防出现“冒顶”和“墩笼”）。

图5-153MSS-100型龙门架

1-提升钢丝绳；2-地轮；3-底盘；4-立柱节；5-扶墙架；6-吊笼；

7-承重架；8-安全装置；9-天轮；10-导向轮；11-横梁；12-缆风绳

图5-154所示为SSE100型门式升降机的基本构造情况：

单吊笼（mm）：

3000×1500×2690（长×宽×高），前后均装翻板门并设开门自锁装置；平台架为自升式，套在导轨立柱架的顶部，在套架内侧装有16只滑轮，可沿导轨架垂直升降。

在架顶装有摇头拔杆，用手动葫芦控制套架升降，套架外设有操作平台；附壁撑由直撑和斜撑构成，每隔15m设置；底座架为整体结构（3000mm×4660mm）。

该机设有断绳保护、吊笼平层定位保护、防钢丝绳假断保护、超高限位保护以及吊笼操作传呼信号等系统，其主要技术参数为：

最大提升高度80m；

额定载重量1000kg；

吊笼提升速度24m/min；

断绳防坠保护动作时间≤0.2s；

断绳后吊笼最大坠落高度≤0.5m。

该机投资少、工效高，每台班可吊运50~60t。

图5-154SSE100型门式升降机

1-吊笼；2-主架；3-平台架；4-摇头拔杆；5-壁撑；6-卷扬机

各种常用龙门架的构造形式和主要参数见表5-115。

各种龙门架的构造和常用参数表表5-115

吊盘安全装置

井架和龙门架的吊盘应有可靠的安全装置，以防止吊盘在运行中和停车装、卸料时发生坠落等严重事故。

1．吊盘停车安全装置

吊盘停车安全装置是防止吊盘在装、卸料时卷扬机制动失灵而产生跌落事故的一种装置，有安全支杠和安全挂钩两种形式。

安全挂钩需要人工操作，使用比较麻烦，目前很少使用，普遍使用的是安全支杠装置。

安全支杠装置由安全杠和安全卡两部分组成。

各地加工时，工作原理虽同，但具体构造上有各种不同的作法，特别是安全卡的构造有多种形式，现介绍几种如下：

（1）用活动三角架作安全卡的安全支杠装置

这种装置的安全杠为两根钢管，设置在吊盘底部，两根安全杠之间系以拉伸弹簧，使两杠间的距离可在一定范围内变动（图5-155）。

安全卡由活动铁三角架构成（图5-156a），装在井架或龙门架的卸料平台部位。

当吊盘上升时，安全杠沿着滑铁1向上滑，当滑到I的位置时，把小三角架掀起，安全杠在弹簧的作用下坐落在安全卡的两肩上，当卸完物料需要吊盘下降时，先将吊盘往上升一段，使安全杠翻过三角架尖部II到滑铁2的上边，然后再下降吊盘，安全杠就可沿着滑铁2、1下滑。

图5-155吊盘停车安全杠

为了安装和拆卸的方便，通常把安全卡做成两个半部，安装使用时用螺栓紧固在一起。

但紧固螺栓要有足够的强度和数量，否则会因冲击而剪断。

同时安全卡要尽可能固定在井架或龙门架的立杆节点上，保持不松动、不摇摆。

图5-156（b）和（c）所示是装在龙门架上的另外两种活动三角架安全卡装置。

图5-156活动三角架安全卡

（2）用耳形铁肩作安全卡的安全支杠装置

这种安全装置是用角钢作成安全杠滑道，在角钢上焊有耳形铁肩，以搁置吊盘上升到卸料平台时的安全杠（图5-157）。

吊盘上升时，安全杠沿着滑道升到1处，接着便顶开铁盖板坐落在耳形铁肩上。

物料卸完吊盘要下降时，先向上提升一段，此时铁盖板被正在上升的安全杠带到3的位置，因碰到角钢滑道上的挡头被弹回仍然盖住铁肩。

吊盘再往下降时，安全杠就可沿着铁盖板和滑道而下。

这种安全装置与垂直运输架的连接一般采用螺栓，也可在角钢滑道上焊短钢管，用扣件与钢管井架或龙门架的杆件固定。

图5-157耳形铁肩安全卡

图5-158所示是装在钢龙门架上的金鱼状盖板安全卡，其工作原理与上述相同。

图5-158金鱼状盖板安全卡

2．吊盘钢丝绳断后的安全装置

这种装置（图5-159）是用55cm长的φ42×3.5无缝钢管1，内装直径32mm圆钢制成的可伸缩的“舌头”2，通过管内弹簧4的作用，可在吊盘钢丝绳断后的瞬间将“舌头”2弹出管外，搁在井架或龙门架的横杆上。

其工作原理是：

“舌头”2的里端焊有一小环3，拴着一根钢丝绳6，并通过弹簧拉住“舌头”2，再通过导向滑轮与吊盘钢丝绳紧扎在一起，当吊盘钢丝绳受力收紧时，“舌头”钢丝绳便拉紧“舌头”压缩弹簧，使“舌头”缩入钢管内，当吊盘钢丝绳拉断时，“舌头”钢丝绳也立即松掉，这时弹簧便将“舌头”弹出，搁在井架或龙门架横杆上，以保证吊盘不致往下跌落。

图5-159吊盘断绳安全装置

1-φ42×3.5无缝钢管；2-活舌（φ32圆钢）；3-穿钢丝绳环；

4-弹簧；5-封口铁圈；6-活舌钢丝绳

3．新型安全装置

（1）压挂型断绳保护装置示于图5-160中。

当设备正常运行时，支承槽钢9在钢丝绳拉力作用下，克服片式弹簧4的弹力作用而绕轴销16转动，将钢丝绳拉力作用于支座8上，此时安全挂钩12与顶块11脱离且在自重作用下收于挂钩盒14内，使吊架沿导轨正常上下运行。

若吊架升降时钢丝绳突然拉断，支承槽钢9在弹簧4作用下、压迫槽钢9绕支承轴销16向下转动，顶块11迅速作用于安全挂钩12，使挂钩伸出挂钩盒14，钩住固定于两侧导轨上连续相距400mm的安全制动板上，使吊架处于安全制动状态。

该断绳安全保护装置与自动翻斗和工作平台的吊架装置结合在一起，结构简单、动作灵敏、安全可靠。

图5-160断绳保护装置

1-吊环；2-吊杆；3-支座；4-弹簧；5-止挡块；6-吊耳；

7-吊耳销；8-支承座；9-支承槽钢；10-挡块；11-顶块；12-安全挂钩；

13-轴销；14-挂钩盒；15-吊环横梁；16-支承轴销；

A-正常运行状态；B-安全制动状况

在施工使用中，曾发生过钢丝绳被拉断，在吊架下降300mm后即被制动住。

（2）钳闸型断绳保护装置

设于MSS-100型龙门架的该断绳保护装置由主安全装置和辅助安全装置组成，安装在吊笼的承重架上（图5-161），提升钢丝绳1连接大滑轮2,依其拉力的存在与消失，使大滑轮在滑轮架中上、下移动。

和大滑轮连接的连动钢丝绳3分别向两侧并经小滑轮架4拉动杠杆联动轴7。

而杠杆联动轴的两端连接主安全装置，又向下连接辅安全装置。

图5-161吊笼和承重架结构

1-提升钢丝绳；2-大滑轮；3-联动钢丝绳；4-小滑轮架；

5-承重架；6-安全装置；7-杠杆联动轴

图5-162为主安全装置的结构原理示意。

它是由一套杠杆增力摩擦制动式安全钳和拉簧等组成简单的力控激发型安全装置。

它利用钢丝绳拉力的存在与消失控制安全钳松闸及上闸。

发生断绳时，由于拉力消失，受拉的弹簧首先激发安全钳上闸，再利用吊笼的强大压力来增加安全钳的上闸力，使吊笼停止下降。

从图中可以看出：

传力轴4通过安全钳5的长孔，将安全钳安装在承重架的槽钢上，传力轴径向和孔的两平面有很大的间隙，足以使杠杆8能推动安全销向前移动上闸。

和安全钳焊成一体的楔块6，使安全钳具有倾斜的平面，当安全钳锁紧立柱后，吊笼依靠传力轴压在这个斜面上。

传力轴传递吊笼的压力，增大安全钳的上闸力，使吊笼不能下降。

发生断绳时，提升钢丝绳的拉力消失，弹簧10立即收缩经杠杆推动安全钳上闸，但此时仅仅是安全钳销紧并停留在立柱管上，而吊笼仍在下降，传力轴向下运动但还没有压到安全轴的斜面上，这就使得安全钳处于承受垂直压力极小的情况下，能够敏捷、可靠地锁紧立柱管，使随后吊笼下降并通过传力轴压到安全钳的斜面上，强大的上闸力使安全钳牢固地锁紧在立柱上，使吊笼停止下降。

图5-162主安全装置工作原理图

1-联动钢丝绳；2-承重架槽钢；3-立柱节柱管；4-传力轴；5-安全钳；

6-楔块；7-杠杆轴；8-杠杆；9-杠杆连动轴；10-拉簧

辅助安全装置是一套卡块，由小弹簧牵引。

当断绳后，拉力消失，小弹簧立即拉动卡块伸出而被立柱节的角钢横杆阻挡，使吊笼不能下降，以便一旦在主安全装置失灵的情况下，仍能确保安全制动。

（3）SSE100型门式升降机的保护系统见图5-163所示，其主要组成部分的情况为：

图5-163SSE100型门式升降机的保护系统

1-吊笼；2-断绳保护挂钩；3-平层保护装置；4-连杆

1）断绳保护系统：

由吊笼滑轮、安全挂钩、连杆和拉力弹簧组成。

当绳断时，吊笼动滑轮在拉力弹簧的作用下，迅速向吊笼外侧伸出，挂在主架标准节的水平腹杆上以防坠落。

2）吊笼平层定位保护系统：

由平层定位装置、门上钢丝绳、导向滑轮和拉力弹簧组成。

当吊笼到达指定楼层、打开吊笼门时，连在门上的钢丝绳通过导向轮拉动吊笼顶部的平层定位装置插入主架水平腹杆上，可防吊笼坠落。

关上吊笼门时，定位装置在弹簧力的作用下收人吊笼内；

3）防钢丝绳假断保护系统：

当升降机运行过程中出现故障而使钢丝绳松动、吊笼迅速下坠时，钢丝绳超速锁能立即制动、锁住钢丝绳。

（4）ZLC2型自升式龙门升降机的断绳保护装置示于图5-164。

当绳断时，吊笼滑轮座3在弹簧2的张力作用下沿承力杆1迅速向下滑动，推动连杆4和挂钩5向外旋转，挂钩5立即勾住导轨架6的横杆而避免吊笼下坠；吊笼停搁装置示于图5-165：

当吊笼上升时，搁架管4沿停搁架6的斜面向外滚动，提起活动铰支杆3至图示“位置2”，搁架管自动向内滚动，卷扬机停止并反转，吊笼即搁在停层搁架6的水平杆上后，卷扬机停运转。

当吊笼继续上升时，搁架管4继续提起铰支杆3至“位置3”，随着吊笼向上提升，铰支杆回到了“位置1”。

当吊笼下降时，铰支杆3的上斜而向外滚动，绕过停层搁架6的外端，吊笼顺利下降；限位装置示于图5-166：

当吊笼顶部碰到限位撞杆1并使其顺时针旋转时，联锁钢丝4拉动活动杠杆11也顺时针旋转，按压限位开关6的撞针而切断电源，使卷扬机停止。

图5-164断绳保护装置

1-承力杆；2-弹簧；3-吊笼滑轮座；4-连杆；5-挂钩；6-导轨架

图5-165吊笼停搁装置

1-导轨架；2-吊笼滚道；3-活动铰支杆；4-搁架管；5-铰支座管；6-停层搁架

图5-166高度限位装置与过载保护装置

1-限位撞杆；2-撞杆铰支；3-吊笼；4-联锁钢丝；5-导轨架；6-限位开关；7-过载弹簧；

8-卷扬机底座；9-卷扬机铰支座；10-固定杠杆；11-活动杠杆；12-铰销；13-重锤

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