一种建筑外墙高空作业爬升式防坠系统及其安装方法与流程

1.本发明涉及一种高空作业防坠系统，特别是一种建筑外墙高空作业爬升式防坠系统及其安装方法。


背景技术：

2.高空作业通常指的是高处作业，指人在一定位置为基准的高处进行的作业，若在2m以上的架子上进行操作，即为高处作业，在建筑工地中，针对部分有外墙装饰的建筑，搭建脚手架或者悬挑桁架用以外墙施工是建筑中常见的辅助施工手段，为了安全，处于脚手架上的工人仍然需要绑缚安全带，以避免施工过去专注跌落或者脚手架出现意外情况。
3.现有技术中的外脚手架工作过程中，外脚手架作业人员使用简易安全带，遵循高挂低用原则，挂钩悬挂位置与肩齐高，但是，人员行动横纵向范围有限，且跨步距或纵距期间须倒换双钩，存在安全防护真空期，一方面导致作业人员工作效率有限，另一方面在作业过程中仍存在防护临时缺失导致的坠落风险。高处坠落作为建筑施工现场“五大伤害”中发生率最高、危险性极大的事故，常发生于结构施工阶段的外脚手架作业活动中，事故原因大部分来自于工人不使用或错误使用安全带，事故一旦发生即造成较大的经济损失，严重时造成企业停工整顿。
4.故本案旨在提供一种应用于高层建筑结构施工阶段，作为保证建筑外立面作业人员作业安全的防护体系及其安装方法。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种建筑外墙高空作业爬升式防坠系统及其安装方法，可以有效解决上述问题。
6.本发明是这样实现的：
7.一种建筑外墙高空作业爬升式防坠系统，包括：
8.在建筑外立面结构梁的不同高度上预埋若干个pvc管；
9.在底部的pvc管上锁固有第一定位钢垫组，
10.焊接在所述第一定位钢垫组外侧的第一外延工字钢；
11.锁固在所述第一外延工字钢上方的隔垫板；
12.焊接在所述隔垫板上的单体支座工字钢；
13.在顶部的pvc管上锁固有第二定位钢垫组；
14.焊接在所述第二定位钢垫组外侧的第二外延工字钢，向上延伸的所述单体支座工字钢抵接在所述第二外延工字钢的外侧；
15.自所述单体支座工字钢腹板位置锁固在所述第二外延工字钢上的锁接件；
16.所述单体支座工字钢的腹板上开设有若干孔洞，所述孔洞与孔洞之间穿设有平拉索钢丝绳。
17.作为进一步改进的，进一步包括：锁固在所述第一外延工字钢与所述第二外延工
字钢之间的连接工字钢，钉紧在所述连接工字钢上的脚座，缠绕在所述脚座上且勾接在所述平拉索钢丝绳上的连接件。
18.作为进一步改进的，所述脚座共设有三组，对应设置在所述脚座上的连接件分别锁固在靠近所述连接工字钢一侧的平拉索钢丝绳上的三个等距均匀分布的点位上。
19.作为进一步改进的，所述连接件包括固定在所述平拉索钢丝绳一端的铆接部，自所述铆接部像所述连接工字钢一端延伸设置的拉结部，扣接在所述脚座上的双扣部，所述双扣部包括正勾在所述脚座上的正钩环，以及反勾在所述脚座上的反钩环。
20.作为进一步改进的，所述第一定位钢垫组与所述第二定位钢垫组均包括贴紧在所述pvc管内侧的内侧垫片，贴紧在所述pvc管外侧的外侧贴片，贯穿所述内侧垫片、外侧贴片、pvc管的连接螺杆，锁紧在所述连接螺杆上且紧贴在所述内侧垫片、外侧贴片上的若干个螺母。
21.作为进一步改进的，所述第一外延工字钢的底部连接有两个u型卡箍，所述u型卡箍的开口朝上，且所述u型卡箍贯穿所述隔垫板并锁固在所述隔垫板上。
22.作为进一步改进的，所述锁接件为一卡夹件，所述卡夹件包括锁固在所述第二外延工字钢上下端内侧的卡夹板，紧贴在所述单体支座工字钢腹板位置的两个配合板，贯穿连接所述卡夹板、单体支座工字钢、配合板的连接杆。
23.作为进一步改进的，所述锁接件为一回字形锁件，所述回字形锁件包括贯穿所述第二外延工字钢腹板的第一锁部，自所述第一锁部两端延伸且贯穿所述单体支座工字钢腹板的第二锁部与第三锁部，自所述第三锁部沿所述第二锁部一侧延伸的第四锁部，抵接在所述第一锁部内侧、第四锁部内侧的承压块，所述第一锁部、第二锁部、第三锁部、第四锁部通过热弯成型。
24.本发明还提供一种建筑外墙高空作业爬升式防坠系统的安装方法，具体步骤包括：
25.步骤一：预埋套管至建筑结构层的不同位置；
26.步骤二；锁固定位钢垫组至套管上，并在套管上焊接固定底座与固定支座；
27.步骤三；将单体支座吊装至固定底座与固定支座上，并进行机械锁紧；
28.步骤四；牵引平拉钢丝绳，平拉钢丝绳绷紧互锁，并挂扣安全防坠带至平拉钢丝绳。
29.作为进一步改进的，进一步包括：步骤五；吊运并固定一连杆至固定底座与固定支座之间，在连杆上布设与平拉钢丝绳扣接的平衡绳。
30.本发明的有益效果是：
31.本发明作为系挂安全防坠带及安全绳扣的外置悬挑防坠体系，单体主要由两处工字钢固定节点及一处工字钢支座组成，各单体由钢丝绳完成整体体系拉结，整体防坠体系可跟随工作面改变完成提升、降落动作，构件预制率高，安装简便，钢结构部分焊接操作少，材料可重复利用率高。本发明一方面能够保证建筑主体施工阶段外立面高空作业工人作业安全，另一方面能够有效提升建筑外立面操作架安装、拆卸效率。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用
的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
33.图1是本发明实施例提供一种建筑外墙高空作业爬升式防坠系统的总体结构示意图。
34.图2是本发明实施例的提供一种第一外延工字钢的正视结构示意图。
35.图3是本发明实施例的提供一种第一外延工字钢的侧视结构示意图。
36.图4是本发明实施例的提供一种第二外延工字钢的正视结构示意图。
37.图5是本发明实施例的提供一种第二外延工字钢的侧视结构示意图。
38.图6是本发明实施例的提供一种连接工字钢的侧视结构示意图。
39.图7是本发明实施例的提供一种连接件的正视结构示意图。
40.图8是本发明图4中b区域的放大示意图。
41.图9是本发明图1中a区域的放大示意图。
42.图10是本发明实施例的提供一种回字形锁件的俯视结构示意图。
具体实施方式
43.为使本发明实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
44.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
45.在现有的外脚手架的安全防护中，虽然工作人员可将安全绳扣挂接在外脚手架中，但是人员的活动范围极其有限，不方便工作人员进行施工，工人仅能够在较小的环形半径中活动，一旦需要较大范围的变更位置，则需要更换安全钩的位置，在更换安全钩的时候容易出现意外的情况，非常不利于工人连贯的施工，对其整体的施工安全也造成极大的影响，故为了解决上述的技术问题，本案提出了如下的技术方案：
46.参照图1-10所示，一种建筑外墙高空作业爬升式防坠系统，包括：包括：在建筑外立面结构梁的不同高度上预埋若干个pvc管1；在底部的pvc管1上锁固有第一定位钢垫组10，焊接在所述第一定位钢垫组10外侧的第一外延工字钢3；锁固在所述第一外延工字钢3上方的隔垫板4；焊接在所述隔垫板4上的单体支座工字钢5；在顶部的pvc管1上锁固有第二定位钢垫组20；焊接在所述第二定位钢垫组20外侧的第二外延工字钢6，向上延伸的所述单体支座工字钢5抵接在所述第二外延工字钢6的外侧；自所述单体支座工字钢5腹板位置锁固在所述第二外延工字钢6上的锁接件；所述单体支座工字钢5的腹板上开设有若干孔洞
51，所述孔洞51与孔洞51之间穿设有平拉索钢丝绳8。
47.首先，需要根据建筑外立面的整体结构，从而核定体系单体pvc管1间距、单体支座工字钢5高度、第一外延工字钢3悬挑长度，根据结构梁图中建筑外立面四周结构梁的高度确定pvc管1预埋位置及定位钢垫组尺寸，于结构施工过程中完成pvc管1预埋。
48.而在确定了pvc管1与第一定位钢垫组10、第二定位钢垫组20的位置之后，则可设置第一外延工字钢3与第二外延工字钢6的位置，首先，需要安装的是第一外延工字钢3，在本实施例中，第一外延工字钢3作为底座支座工字钢，故可以看出，第一外延工字钢3的型号、尺寸远大于第二外延工字钢6，第一外延工字钢3可支承的重量较大，而第一外延工字钢3与第二外延工字钢6与第一定位钢垫组10、第二定位钢垫组20的配合，由于是侧向上的配合，采用传统的锁固方式难以形成较为稳定的连接力，故需采用满焊的方式，让第一外延工字钢3与第二外延工字钢6与第一定位钢垫组10、第二定位钢垫组20进行稳定的配合。
49.在第一外延工字钢3的安装过程中，由于单体支座工字钢5与第一外延工字钢3之间的连接直接决定整个系统的稳定性，故单体支座工字钢5与第一外延工字钢3之间也需要采用焊接的方式，但是，若是直接在第一外延工字钢3上进行焊接的话，则在拆卸时需要切割到第一外延工字钢3，会破坏到第一外延工字钢3的结构，导致无法重复利用，且若第一外延工字钢3直接与单体支座工字钢5焊接的话，则由于第一外延工字钢3接触面的支撑力不均匀，容易导致焊接后二者的稳定性不足，故在单体支座工字钢5与第一外延工字钢3之间还设置有一隔垫板4，将二者进行分割，让隔垫板4锁紧在第一外延工字钢3的同时，单体支座工字钢5又能够焊接在隔垫板4上，使单体支座工字钢5与第一外延工字钢3之间形成固定连接的效果。
50.在第二外延工字钢6的安装过程中，由于此时在整个系统的底部部分已经有第一外延工字钢3作为兜底，故第二外延工字钢6仅仅作为固定支座的部分，作为固定支座时，由于其不需要作为底座进行支撑，仅需要固定，故无需采用焊接的方式，能够减少焊接的位置，让后期的拆卸循环利用更加的便捷，且由于单体支座工字钢5是贴合在第二外延工字钢6的外侧面的，故二者在单体支座工字钢5的腹板部分进行锁接连接即可。
51.在本实施例中，第二外延工字钢6仅设置有一组，但在实际施工过程中，可根据建筑外结构面的高度以及工人的施工跨度，可以具体选择第二外延工字钢6的安装数量，可设置为两组或者三组均可。
52.当第一外延工字钢3、第二外延工字钢6、单体支座工字钢5均全部完成施工固定后，此时可以准备进行平拉索钢丝绳8的固定，具体的，是在单体支座工字钢5的腹板开设孔洞51，随后，将平拉索钢丝绳8穿设到不同的孔洞51上，从而完成平拉索钢丝绳8的固定，工人在施工前将防坠钩挂到平拉索钢丝绳8上即可，工人在施工移动的过程中防坠钩可沿着平拉索钢丝绳8进行移动，而当工人不慎坠落后，可通过防坠钩与平拉索钢丝绳8之间的连接关系将工人拉住，使其不会下坠，而由于过防坠钩与平拉索钢丝绳8之间的活动空间大，使工人可施工的跨度大，无需频繁更换防坠钩的位置，安全系数更高。
53.优选的，孔洞51的打孔位置为距离第二外延工字钢6下方150mm的位置，打的孔洞51直径为15mm，能够让孔洞51以及孔洞51上的平拉索钢丝绳8能够充分利用到第一外延工字钢3、第二外延工字钢6的支撑效果，通过150mm的间距，可让平拉索钢丝绳8可借用到的拉结力是最强的，若孔洞51开设的位置距离第一外延工字钢3之间第二外延工字钢6较远，则
可能造成单体支座工字钢5腹板的局部变形，平拉索钢丝绳8无法稳定的拉结防坠钩，而若孔洞51开设的位置距离第一外延工字钢3之间第二外延工字钢6较近，则可能受到第一外延工字钢3、第二外延工字钢6以及其上固定结构的干扰，让平拉索钢丝绳8可能受到摩擦或者缠绕，不利于其长期、稳定的存在。
54.在其他实施例中，孔洞51的打孔位置也可位于整段单体支座工字钢5的顶部位置，让防坠钩能够自上而下垂下，实际上，孔洞51的位置可根据工人的位置进行具体的调节，孔洞51也不仅仅在单体支座工字钢5的单个位置上，让单体支座工字钢5的多个位置上均可拉结平拉索钢丝绳8。
55.而当工人真的发生坠落情况时，其防坠钩会沿着平拉索钢丝绳8滑动到底部，扯到整个平拉索钢丝绳8，陡然增加的拉力有可能导致平拉索钢丝绳8被拉断或者变形，为了提高平拉索钢丝绳8的稳定效果，本实施例中的建筑外墙高空作业爬升式防坠系统进一步包括：锁固在所述第一外延工字钢3与所述第二外延工字钢6之间的连接工字钢9，钉紧在所述连接工字钢9上的脚座12，缠绕在所述脚座12上且勾接在所述平拉索钢丝绳8上的连接件11，首先，能够通过连接工字钢9让第一外延工字钢3与所述第二外延工字钢6之间进行连接，避免二者之间长距离的空隙导致单体支座工字钢5的腹板受到过大的压力，尔后，能够通过固定的连接件11为平拉索钢丝绳8提供另一向上的平衡力，当平拉索钢丝绳8的一向受到防坠钩以及工人体重的拉力时，连接件11能够提供另一端上的平衡力，避免平拉索钢丝绳8由于受到较大冲击力直接变形，脚座12以及连接件11的设置位置随着孔洞51和平拉索钢丝绳8的位置变换而变换。
56.为了让连接件11对平拉索钢丝绳8另一向上的拉力较为的平衡，所述脚座12共设有三组，对应设置在所述脚座12上的连接件11分别锁固在靠近所述连接工字钢9一侧的平拉索钢丝绳8上的三个等距均匀分布的点位上，通过前中后三个点位上的拉结，让另一向上的平拉索钢丝绳8能够被均匀的拉结住，不须担心单点受力的断线现象，若只进行单点拉结的话，则由于防坠钩一般会拉结到平拉索钢丝绳8的底部才开始带动平拉索钢丝绳8变形，故只进行单点拉结的话容易导致平拉索钢丝绳8直接断掉。
57.而连接件11对平拉索钢丝绳8以及脚座12的拉结力和拉结强度则直接决定平拉索钢丝绳8的平衡效果，若在拉结到一半时连接件11自身脱落或者断开，则带给平拉索钢丝绳8的冲击以及伤害是比未拉结时还大的，故为了提高连接件11与平拉索钢丝绳8以及脚座12的拉结效果，所述连接件11包括固定在所述平拉索钢丝绳8一端的铆接部111，自所述铆接部111像所述连接工字钢9一端延伸设置的拉结部112，扣接在所述脚座12上的双扣部113，所述双扣部113包括正勾在所述脚座12上的正钩环1131，以及反勾在所述脚座12上的反钩环1132，首先，在平拉索钢丝绳8上，由于平拉索钢丝绳8本身具有一定的弹性，故二者无需过强的拉结效果，至采用一铆接部111让二者紧密结合在一起即可，而在连接件11与脚座12的连接过程中，由于二者为硬性连接，在受到冲击或者拉力、摆动力的情况下无法及时的调整，故二者需要更为紧密的连接，故采用正反两段拉结的方式，无论受到的冲击或者拉力、摆动力是小是大、是前是后、是左是右，均有各个方向上的拉结固定力，不容易出现断裂或者变形的现象。
58.在上述的安装过程中，需要先固定第一定位钢垫组10与所述第二定位钢垫组20，若第一定位钢垫组10与所述第二定位钢垫组20固定不稳定，则固定在其上的第一外延工字
钢3与第二外延工字钢6也会不稳定，故为了提高第一定位钢垫组10与所述第二定位钢垫组20的稳定性，所述第一定位钢垫组10与所述第二定位钢垫组20均包括贴紧在所述pvc管1内侧的内侧垫片21，贴紧在所述pvc管1外侧的外侧贴片22，贯穿所述内侧垫片21、外侧贴片22、pvc管1的连接螺杆23，锁紧在所述连接螺杆23上且紧贴在所述内侧垫片21、外侧贴片22上的若干个螺母24，采用纯机械连接的方式，且内侧垫片21、外侧贴片22能够根据pvc管1的尺径调节螺母24与连接螺杆23的距离，适配更多的环境，且在不同环境下安装时，均能够起到较紧密、稳定的安装效果。
59.为了提高第一外延工字钢3与隔垫板4的连接效果，从而提高第一外延工字钢3与单体支座工字钢5的连接效果，所述第一外延工字钢3的底部连接有两个u型卡箍30，所述u型卡箍30的开口朝上，且所述u型卡箍30贯穿所述隔垫板4并锁固在所述隔垫板4上，通过u型卡箍30能将整个第一外延工字钢3的底部兜住，并且贯穿隔垫板4后锁固在隔垫板4上，让第一外延工字钢3与隔垫板4能够连接的更加的紧密，从而让第一外延工字钢3与单体支座工字钢5连接的更加的紧密。
60.为了让第二外延工字钢6与单体支座工字钢5形成稳定的连接关系，第二外延工字钢6与单体支座工字钢5之间通过锁接件连接，在本实施例中，所述锁接件为一卡夹件7a，所述卡夹件7a包括锁固在所述第二外延工字钢6上下端内侧的卡夹板71，紧贴在所述单体支座工字钢5腹板位置的两个配合板72，贯穿连接所述卡夹板71、单体支座工字钢5、配合板72的连接杆73，可通过两个板块以及两个杆件的连接方式，效仿定位钢垫组的固定方式固定第二外延工字钢6与单体支座工字钢5。
61.但是，在其他的实施例中，也可以采用更为紧固的焊接方式进行固定，例如，所述锁接件为一回字形锁件7b，所述回字形锁件7b包括贯穿所述第二外延工字钢6腹板的第一锁部79，自所述第一锁部79两端延伸且贯穿所述单体支座工字钢5腹板的第二锁部78与第三锁部77，自所述第三锁部77沿所述第二锁部78一侧延伸的第四锁部76，抵接在所述第一锁部79内侧、第四锁部76内侧的承压块75，所述第一锁部79、第二锁部78、第三锁部77、第四锁部76通过热弯成型，采用提前在第二外延工字钢6、单体支座工字钢5上开孔的方式，让回字形锁件7b能够贯穿第二外延工字钢6、单体支座工字钢5的腹板，对二者形成固定，且回字形锁件7b整体通过热弯形成，仅有一处焊缝，在固定时，将第三锁部77、第四锁部76焊接到一起，在拆卸的时候再对二者进行切割，不影响其他位置，可重复循环利用，而为了提高第一锁部79、第二锁部78、第三锁部77、第四锁部76的受力面积，还设置了承压块75，让回字形锁件7b在焊接后有足够的面积进行卸力。
62.在本发明的又一实施例中，还提供了一种建筑外墙高空作业爬升式防坠系统的安装方法，具体步骤包括：
63.步骤一：预埋套管至建筑结构层的不同位置；
64.步骤二；锁固定位钢垫组至套管上，并在套管上焊接固定底座与固定支座；
65.步骤三；将单体支座吊装至固定底座与固定支座上，并进行机械锁紧；
66.步骤四；牵引平拉钢丝绳，平拉钢丝绳绷紧互锁，并挂扣安全防坠带至平拉钢丝绳。
67.而为了提高平拉钢丝绳被拉扯后的稳定性，还包括；
68.步骤五；吊运并固定一连杆至固定底座与固定支座之间，在连杆上布设与平拉钢
丝绳扣接的平衡绳。
69.上述的安装方法起到的技术效果可从上述的原理描述中获取，这里不再进行详细赘述。
70.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。