1、建筑施工第45卷第1期71户内电梯安装操作平台施工技术刘相群 吴志强 陈亚丽 辛化文 杨豪豪中建新疆建工（集团）有限公司 新疆 乌鲁木齐 830002摘要：为降低电梯安装施工所产生的成本，提升施工效率，结合项目实际情况，对户内电梯安装操作平台进行了深化设计。设计出一套可周转使用的装配式操作平台，从工艺特点、工艺流程、操作要点、效益分析等方面对操作平台进行了介绍，并对各个部分的安装施工技术进行模拟和分析，证实了平台的安全性，以期为其他类似工程提供借鉴。关键词：装配式施工平台；定型化；钢结构；BIM技术中图分类号：TU69 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2023)01-0071-0
2、4 DOI：10.14144/ki.jzsg.2023.01.018Construction Technology of Indoor Elevator Installation and Operation PlatformLIU Xiangqun WU Zhiqiang CHEN Yali XIN Huawen YANG HaohaoChina Construction Xinjiang Construction(Group)Co.,Ltd.,Urumqi 830002,Xinjiang,ChinaAbstract:In order to reduce the cost of elevato
3、r installation and improve the construction efficiency,the indoor elevator installation and operation platform is further designed in combination with the actual situation of the project.A set of reusable assembly type operation platform is designed.The operation platform is introduced from the aspe
4、cts of process characteristics,process flow,operation points,benefit analysis,etc.The installation and construction technology of each part is simulated and analyzed to verify the safety of the platform,so as to provide reference for other similar projects.Keywords:prefabricated construction platfor
5、m;customization;steel structure;BIM technology本文依托具体工程项目，着重对电梯安装装配式操作平台施工设备进行深化设计，建立操作平台结构模型，利用有限元软件计算分析其工作状态的安全特征，并对其在项目施工中的工艺特点、工艺流程、操作要点、效益分析等方面进行了阐述，采用了BIM技术模拟电梯安装过程，形成三维可视化的设备安装交底。保证了电梯安装施工安全和工程质量，也降低了施工成本，为其他类似工程提供了借鉴。1 工程背景1.1 项目简介蒲东花园小区二期建设工程总承包项目位于山西省运城市，建筑规模约为15.6万 m2，主要包含11栋高层住宅及配套商业、地下车库
6、等施工内容。住宅楼为剪力墙结构，层数为1517层，每栋楼根据楼型不同设计有室内电梯34部。整体建筑效果如图1所示。1.2 施工方案比选目前室内电梯安装施工通常有2种方案：第1种是搭设脚手架完成电梯结构的安装，第2种是将电梯施工平台的零部件组合为组件完成电梯结构的安装。第1种方案相较于第2种施工成本高，材料和人工投入大，且安全系数低。本工程选用第2种施工方案，同时采用BIM技术进行施工过程的模拟，辅助现场施工。近年来国内建筑行业飞速发展，室内电梯设备制造也得到了快速发展，人们为了节省空间，将曳引电机和电器元件逐渐小型化。越来越多的无机房电梯将原机房内的控制屏、曳引电机、限速器等移往井道的顶部和底
7、部，使得电梯井道底部越来越深、顶部越来越高，从而给井道内电梯安装带来了难度。传统搭建悬挑脚手架的方法原始落后，存在劳动成本高、施工速度慢、工作效率低下、安全隐患多等问题，并且在安装施工过程中由于井道中搭建了脚手架，会影响井道中电梯的通畅顺利安装，同时也难以保证电梯的安装速度和质量。采用无脚手架施工方法进行电梯安装已逐渐普及，现有的电梯施工平台零部件以及连接结构较多，使得电梯施工平台进行安装和拆卸时的难度较大，且需要花费较多的时间进行安装和拆卸，导致安装和拆卸效率较低，延误了电梯的安装施工进度；或由于平台高度不足，难以将操作人员和相应的安装工具送达相应的操作高度，不便于操作人员安全地进行电梯安装
8、1-4。作者简介：刘相群（1983），男，本科，工程师。通信地址：浙江省杭州市萧山区钱江世纪城市心北路盈丰民和路600号A座27层（311200）。电子邮箱：收稿日期：2022-08-29模 板 与 脚 手 架FORMWORK&SCAFFOLD20231Building Construction72图1 项目建筑效果图1.3 设备简介项目的实施依托发明专利“一种可伸缩易于拆卸的电梯施工平台及其施工方法”。操作平台设计包括支撑横杆、定型化平台板、可调节式连墙件、支撑立杆、可伸缩的操作平台、辅助支撑立杆、防护横杆、上部定型化防护、可拆卸式爬梯、上部定型化防护、辅助支撑横杆等11个定型化构件，如图2
9、所示。上部定型化防护支撑立杆防护横杆可拆卸式爬梯支撑横杆可伸缩的操作平台辅助支撑立杆辅助支撑横杆定型化平台板可调解式连墙件上部定型化防护图2 操作平台根据电梯洞口的墙厚，确定可调节式连墙件的距离，并将连墙件通过螺栓固定于下部支撑横杆下部，外支撑立杆与可调节式连墙件用固定螺栓固定，辅助支撑立杆通过螺栓固定在下部支撑横杆上，防护横杆固定于辅助支撑立杆上，上下支撑横杆两端分别连接在支撑立杆和辅助支撑立杆上，辅助支撑横杆两端分别连接于支撑横杆上，上部定型化防护通过螺栓固定于上支撑横杆上，定型化平台板分别放置于上下支撑横杆上，形成上下层操作平台。下层操作平台设置有向两侧扩展的可伸缩操作平台，通过固定螺栓
10、连接到下部操作台。可拆卸式爬梯两端分别固定于下部操作台和上部操作台上。1.4 技术原理操作平台支撑横杆和支撑立杆为平台的主要承力构件，主要传递竖向荷载。支撑立杆下部通过螺栓安装在结构楼板上，上部伸出电梯洞口2030 cm，使用时受到电梯井上部墙体的水平约束力，防止施工平台向电梯井内位移而导致平台倾覆。1.5 技术特点1.5.1 安拆快速相对于以往电梯安装操作平台搭设技术，本方案不需要采用悬挑型钢脚手架，采用装配式构造，通过螺栓定位连接，安装和拆除方便，速度快。1.5.2 成本更低操作架设计响应“新技术、新材料、新工艺、新设备”的“四新”技术理念，采用装配式构造，将平台集成设计划分为11个定型化
11、构件，周转重复使用，降低型钢及脚手架租赁费用。1.5.3 快速维修平台设计采用定型化模块，构件强度得到有效保障，同时配件的标准化，使得其在损坏后仅需更换对应模块即可继续使用，保障总体施工进度。1.5.4 适用更广本操作平台工作面更加宽敞，便于施工操作及设备安装，适用范围广，可扩展平台宽度使其满足不同尺寸规格的电梯井道，同时通过2层、3层平台的扩展，可对井道顶部设备及轨道实施安装。1.5.5 安全可靠在室内电梯安装过程中更加简单和方便，且设置了多种安全防护措施，结构强度高，减小了平台与电梯井壁缝隙，可防止人员高处坠落及工件材料掉落，有效提高了施工安全性。2 数值仿真因为此装配式电梯施工平台承重梁
12、及承重立杆为主要受力杆件，所以采用有限元软件进行承重梁及承重立杆的建模分析。有限元软件可采用Abaqus通用有限元程序。2.1 模型建立2.1.1 材料属性支撑立杆及支撑横杆均采用Q345钢材的材料属性，钢材本构采用双折线理想弹塑性模型进行模拟。其抗拉强度取值为325 MPa，泊松比取0.3，弹性模量取值2.06 105 MPa，材料密度为7.85106 kg/mm3。2.1.2 单元类型为了更直观地显示构件的变形和应力分布情况，支撑立杆及支撑横杆均采用实体单元进行模拟。2.1.3 边界条件通过节点耦合模拟各构件间螺栓连接。边界条件为支撑立杆底部固定连接，上部约束y向的平动自由度，支撑横杆前端
13、约束z向的平动自由度。2.1.4 施加荷载可变荷载主要考虑施工人员和工器具荷载，为保证施工安全，保守取3.5 kN/m2均布荷载。刘相群、吴志强、陈亚丽、辛化文、杨豪豪:户内电梯安装操作平台施工技术建筑施工第45卷第1期73永久荷载为施工平台自重，通过软件自动计算。2.2 结果分析构件最大应力6.6 MPa，主要分布于支撑立杆，远小于钢材的屈服应力，满足要求，构件的应力分布如图3所示。构件最大变形为0.16 mm，分布于支撑横杆，变形满足使用要求，构件变形分布如图4所示。图3 应力分布 图4 变形分布3 工艺流程及操作要点3.1 安装工艺流程施工准备支撑立杆及下部支撑横杆安装1层操作平台安装并
14、滑入电梯井1层防护及辅助支撑立杆安装2层操作平台及防护横杆安装1层平台根据电梯井尺寸扩展3.2 BIM模拟辅助安装因为此装配式电梯施工平台为空间体系，属于采用“四新”技术中新设备施工，为了直观明了地对操作人员进行安装技术交底，项目采用BIM软件建立三维整体模型进行施工过程模拟，具体阐述如下：1）下部支撑横杆及支撑立杆安装如图5所示，首先按照电梯井尺寸确定支撑立杆位置，在地面上放线进行定点打孔，将支撑立杆与楼板连接固定，再将支撑横杆与支撑立杆通过螺栓连接固定。支撑横杆一端固定、一端悬挑，通过螺栓节点将力传递给承重立杆。2）1层操作平台安装并滑入电梯井，如图6所示，将定型化平台板按顺序依次放置于支
15、撑横杆上，相邻平台板之间间隔不超过10 mm。定型化平台板为两端带卡槽的木质平台板，可沿支撑横杆前后滑动，方便安装，同时卡槽可约束平台板向支撑横杆外侧移动，保证使用安全。图5 下部支撑横杆及支撑 图6 1层操作平台安装并 立杆安装 滑入电梯井3）1层防护及2层辅助支撑立杆安装如图7所示，先将2层辅助支撑立杆通过螺栓与下部支撑横杆进行固定，再将支撑横杆通过螺栓连接，一端固定于支撑立杆，另一端固定于辅助支撑立杆，然后增加支撑斜杆，通过螺栓与支撑立杆、2层支撑横杆固定，增加整体稳定性。4）2层平台及定型化防护安装如图8所示，将2层平台板依次放置于2层支撑横杆上，相邻平台板间距不超过10 mm，将2层
16、定型化防护与2层支撑横杆通过螺栓固定。根据施工需要，2层操作平台可再向上扩展搭设3层平台板。2层定型化防护横杆与立杆间通过焊接进行连接，安装时横杆位于内侧，可用于放置3层定型化平台板。图7 1层防护及2层辅助 图8 2层平台及定型 支撑立杆安装 化防护安装5）根据电梯井宽度及电梯安装施工需要，下层操作平台可增加能向两侧扩展的可伸缩的操作平台，通过固定螺栓连接到下部操作台，增加操作空间和安全防护性能，如图9所示。图9 1层平台根据电梯井尺寸扩展3.3 操作要点3.3.1 受力杆件连接将支撑横杆和支撑立杆分别固定于楼板上，并将支撑横杆和支撑立杆通过螺栓连接在一起，螺栓连接使用扭力矩扳手确保紧固程度达到设计要求，保证整体结构的稳定性，如图10所示。为增加结构的冗余度，保证使用安全，实际使用中支撑横杆的前端也通过螺栓固定于楼板上。刘相群、吴志强、陈亚丽、辛化文、杨豪豪:户内电梯安装操作平台施工技术20231Building Construction743.3.2 2层支撑斜杆安装2层支撑斜杆采用定型化支撑托通过螺栓与2层纵向主梁连接，另一端连接于支撑立杆，起到传递上层荷载的作用，有效保证2层支