建筑大角特殊部位吊篮安装施工工法

建筑大角特殊部位吊篮安装施工工法1.前言进入21世纪以来，高处作业吊篮进入了一个高速发展的时期，新的吊篮产品层出不穷，新产品在操作简单、使用可靠等方面都有了提高，朝着轻型化、安全装置标准化、控制系统自动化不断发展。随着吊篮产品质量和科技含量愈来愈高，制约高处作业施工的因素向着吊篮支设方式转移，目前市面上常用的ZLP500、ZLP630、ZLP800标准吊篮的前臂最大伸出长度均为1.7m，若需要加长前梁长度、需要进行抗倾覆验算，采取的措施往往是增大配重，增大后梁长度，而这些措施对增大前梁伸出长度的作用较弱，根据计算，采取上述措施，标准前梁的伸出长度最大可增加为2.3m。目前公共建筑设计中，经常出现中低层设计阳台，在高层或屋面层取消阳台做法的情况，这导致在幕墙施工中吊篮前臂伸出长度需考虑阳台宽度，尤其在建筑大角等特殊部位的施工吊篮前臂长度经常超出2.3m，传统解决做法是搭设施工脚手架平台，在施工脚手架平台上支设吊篮前支腿，传统做法费时费力，成本和工期都难以保证，本工法利用工字钢做为主要受力构件，参照悬挑脚手架挑梁方式将工字钢固定于结构楼板上，将吊篮前支腿放置在伸出女儿墙的工字钢平台上，从而达到增加吊篮前梁外伸长度的目的。2.工法特点2.1工字钢、钢方通、角钢等均是建筑工程常用材料，获取方便，角钢可采用幕墙施工过程中的边角料，成本增加少，节约了安装成本。2.2采用工字钢为主要受力构件、参照悬挑脚手架挑梁方式固定于结构楼板上，极大的保证了吊篮整体支设的安全性。2.3采用本方式对增加吊篮前梁外伸长度的作用非常显著，灵活设置，可操作性强，克服吊篮前梁外伸长度短限制。2.4采用工字钢外伸搭设平台和吊篮前臂自身加长两种方式优化组合，可达到增加吊篮前臂外伸长度的最优效果，在甘肃农业大学图书馆项目大角特殊部位幕墙施工的实际运用中，通过工字钢外伸1.1m和吊篮前臂自身长度2.3m组合,解决了原幕墙施工需吊篮前臂外伸长度3.45m的难题。3.适用范围适用于对吊篮前臂外伸长度要求比较大的建筑大角特殊部位的幕墙安装工程。4.工艺原理采用工字钢出女儿墙，将吊篮前支腿放置在工字钢上，参照悬挑脚手架挑梁固定方式固定工字钢，使得在不影响吊篮整体抗倾覆性能的情况下增加吊篮前臂的外伸长度。克服幕墙施工中，需在结构有外伸阳台的大角等特殊部位架设吊篮的难题。5.施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程施工工艺流程详见图5.1。图5.1特殊部位吊篮支设流程5.2操作要点5.2.1施工准备1、施工技术交底，做好各项材料进场验收工作；2、对作业人员进行检查及教育，保证工人具备特种作业条件；3、焊接作业工具设备检定合格；4、安全管理人员旁站监督，避免违章作业；5、在作业影响区域内拉警戒绳，禁止非作业人员进入；5.2.2阻尼墙支墩钢筋预埋1、确定特殊部位吊篮位置关系，计算所需工字钢型号、工字钢长度、悬挑段长度、锚固段长度。工字钢型号根据计算选取；悬挑段长度根据计算和现场测量得出，计算时需根据下部外伸阳台轮廓、石材幕墙轮廓和吊篮作业面综合考虑，锚固段的长度要满足悬挑段：锚固段≥1：1.25的要求，并适当的留一定余量，工字钢长度为悬挑端长度和锚固段长度之和。2、在进行工字钢型号设计和工字钢平台稳定性计算时，可以参照钢连续梁模型进行计算，钢连续梁为2跨，后锚固点到女儿墙边缘的支点为第一跨，女儿墙边缘支点到吊篮前支腿支点位第二跨，左支座简支，右支座自由。分别计算2跨梁的上部弯矩、下部弯矩、剪力和各跨的最大应力，选取抗弯、抗剪容许安全系数为1.1，计算钢连续梁的抗弯强度、抗剪强度，从而判断设计是否安全。（工字钢平台吊篮剖面图详见图5.2.2-2）图5.2.2-2工字钢平台吊篮剖面图5.2.3工字钢平台搭设1、女儿墙上预留穿墙孔在女儿墙施工前进行图纸放线，确定工字钢出女儿墙位置，在浇筑女儿墙时，在该位置提前预留洞口，预留洞口大小根据工字钢型号和穿出角度控制。遇结构钢筋自弯折后沿预留洞口边缘通过，不得割除钢筋，工字钢穿女儿墙洞口位置采用木楔楔紧，铁钉钉牢，防止工字钢出现侧向位移，开孔间距控制在1.1m左右，即两根工字钢间距1.0m。2、放置工字钢、锚环固定工字钢锚固段采用3道Φ20圆钢冷弯加工螺杆和锚板配合进行固定，锚环间距200mm，最后一道锚环距工字钢后段距离200mm。工字钢上部和锚固位置楼板底部配Q235B材质压板，规格为（长×宽×厚）300mm×100mm×10mm，螺杆表面套PVC管套,在混凝土浇筑前预留预埋。楼板下部钢板主要为增大楼板受力面积设置，锚环端部套丝高度不小于100mm，顶部配双螺帽固定。螺帽拧紧需二次复拧，首次拧紧在工字钢安装完成后，二次复拧在吊篮载荷试验完成后。锚环与工字钢间隙采用木楔楔紧、铁钉钉牢加固。3、工字钢上焊接钢方通和角铁1）两根工字钢间采用三根120mm×60mm×5mm方钢通做横向连接，使工字钢形成整体框架平台。方钢距工字钢两端各50mm，中间均匀布置。方钢与工字钢腹板、翼缘板焊接连接，确保焊缝饱满、无夹渣、电弧损伤等缺陷。2）方钢两端与工字钢夹角位置焊接L50mm×5mm角钢，角钢高出工字钢顶面200mm。吊篮安装完成后采用Φ20圆钢螺杆和压板将吊篮前支腿与方管进行连接，锚环内空隙位置采用木楔楔紧，铁钉钉牢。角钢和U型环均用于固定吊篮前支腿，防止吊篮前后滑移。（悬挑工字钢端部锚环大样图详见图5.2.3-2）图5.2.3-2悬挑工字钢端部锚环大样图5.2.4安装验收吊篮，静动载试验1、吊篮安装1）吊篮安装流程：2）吊篮的安装严格按厂家提供的方案和要求进行，并应注意一下事项：（1）配重必须码放整齐，安装牢固，并用配重钢丝绳和U型绳卡固定。（2）前后支架与承面的接触要稳定牢固。（3）两台吊篮间的间距不得小于50cm。（4）钢丝绳卡的固定如图：（5）悬吊平台的零部件应齐全、完整，不得少装、漏装。（6）螺栓必须加装垫圈，所有螺母均应紧固。2、试验验收1）静载试验（1）静载试验系数1.5。（2）起升机构应静态承载1.5×Wn的载荷达15min。（3）观察起升机构主制动器应无滑移或蠕动的迹象。（4）观察起升机构承零部件是否产生失效、变形或削弱。（5）卸载后起升机构应能进行正常操作。2）动载试验空载试运行；接通电源，使平台上下运行三次，每次行程3～5m。要求，电路正常灵敏、可靠。提升机启动、制动正常、升降平稳，无异常声响，各连接处无松动现象。6.材料与设备本工法采用的主要材料见表6.1。表6.1主要材料表序号名称型号数量单位备注1工字钢16#、18#、20#2根工字钢型号、长度根据具体计算确定2钢方通120mm×60mm×5mm3根长度为1m左右3角铁L50mm×5mm4个长度为300mm4吊篮ZLP8001架根据需要选定型号5锚板Q235:300mm×100mm×10mm钢板14个锚板性能需进场检测6圆钢螺杆Ф2014根上下套丝本工法采用的主要机具设备见表6.2。表6.2主要机具设备表序号名称规格数量单位用途1扳手/2把螺栓施工2交流电焊机J-4001台钢方通与工字钢的焊接3冲击钻/1台预留孔的修扩7.质量控制本工法严格执行国家及相关规范的质量要求，包括：《高处作业吊篮》GB19155-2017、《高处作业吊篮安装、拆卸、使用技术规程》JB/T11699-2013、高处作业吊篮使用说明书、《钢筋焊接机技术使用规程》JGJ18-2012等。7.1材料质量控制所需要的材料进场、加工安装前应有制造合格证，各种规格、尺寸和性能指标应通过现场抽查和检查试验合格后方可使用。使用的工字钢梁、定型钢板、螺帽必须是国标合格产品，否则不得使用。7.2安装质量控制加强焊接质量检查，焊口质量存在缺陷的不得使用，注意焊缝高度不得小于6mm，检查方通与工字钢的焊接、角铁与工字钢的焊接的焊缝饱满、无夹渣、电弧损伤等缺陷，并符合相关焊接规范的要求。锚板使用前应对丝杆及螺帽涂刷机油，其余部分刷防锈漆进行保护。浇筑混凝土前应将PVC套管开口处及丝口位置用透明胶带包裹严实，防止水泥砂浆灌入及污染。压板必须使用双螺帽加垫片并用扳手紧固到位，防止单个螺帽松动。支设吊篮前，必须对工字钢梁安装质量、定型钢板压顶质量进行全面检查，在验收合格的前提下，方可进行吊篮的搭设。工字钢悬挑端长度、锚固段长度满足要求。工字钢出女儿墙洞口，工字钢与锚环之间、前支腿与钢方通之间的空隙均需用木楔楔紧。8.安全措施8.1操作人员必须经过培训，持证上岗。8.2严禁酒后、疲劳进行作业。8.3操作人员必须带好安全帽，系牢安全带。8.4不准光脚、穿拖鞋（或其它易打滑的鞋）上岗。8.5吊篮的安装、升降、拆除、维修必须由持高处作业吊篮安装拆除特种作业证的专业人员进行。8.6吊篮悬挂机构固定形式是通过在后支架处加配重固定，配重块必须均匀码放并固定，以保证负载平衡。8.7在工字钢中部、后部方通与工字钢焊接完成后，再将工字钢伸出女儿墙，工字钢伸出女儿墙边缘后，即进行工字钢和角铁的焊接，减少悬空作业；8.8拆除作业时必须将吊篮拆除后，方可进行锚环的拆除；8.9在作业区域下拉警戒带，禁止人员出入；8.10在支设前支腿时，在工字钢梁上铺设跳板进行作业，跳板必须牢固、可靠；8.11严格按吊篮设计荷载80%进行限载，专人巡查吊篮荷载情况。9.环保措施9.1安装施工时，不得大力随意敲击钢板，尽量减少噪音的产生。9.2焊接作业时应正确佩戴个人防护用品。9.3焊接作业后应及时收集焊渣等废弃物，保持施工作业面整洁，做到工完场清。10.效益分析解决大角特殊部位幕墙施工的传统方式有两种：一种为在最上层外伸阳台出搭设落地式脚手架，在落地式脚手架上搭设平台，在平台上支设吊篮前支腿；第二种种为使用吊车悬吊平台的方式进行幕墙施工；10.1与传统脚手架搭设平台施工方式对比，通过运用此工法，可以极大的缩短工期，若采用落地式脚手架平台支设吊篮，考虑需在墙体开孔拉结架体，则每天每个大角可搭设一层脚手架，以平均每个大角需搭设2层脚手架计算，则一栋单体建筑需8天搭设架体，需1天支设吊篮，使用第一种方法共需9天完成吊篮支设；本工法在甘肃农业大学图书馆项目运用中，在一天内完成了3个大角特殊部位吊篮的支设。对比分析两种方法，可以得出使用本工法在一栋单体建筑大角特殊部位吊篮支设中可以缩短8天的工期。吊篮支设在幕墙施工中属于关键线路上的关键工作，以甘肃农业大学图书馆项目为例，平均每天可节省10000元的管理成本，另考虑钢管脚手架的租赁费用为10000元（考虑一个大角需600m钢管、360个扣件）使用本工法在一栋单体建筑中，平均可节约90000元的管理成本。10.2与吊车悬吊平台施工方法对比，本工法在实用性与经济性上均能取得一定效益；使用吊车悬吊平台进行大角特殊部位的外幕墙施工，由于吊车臂自身长度原因，受建筑高度限值较大；本工法受建筑高度限值较弱，可调整受力工字钢型号、强度、长度、锚固方式来适应建筑高度的增大。本工法减少了吊车的租赁费用，平均每天可节省租赁费用7000元/天。10.3根据本工法编制的特殊部位吊篮支设方案在甘肃农业大学图书馆项目组织的专家咨询会上，取得了甘肃省专家库专家“新颖独特，构思成熟”的评价，取得了建设、监理单位的认可，为企业贏得了荣誉，创造了良好的社会效益。10.4本工法能够有效节约人工，减少周转料具的使用，促进资源节约，工法实施过程中对环境无污染、无扬尘，节材环保。11.应用实例本工法应用于甘肃农业大学图书馆建设项目，该项目位于甘肃省兰州市安宁区营门村1号，开竣工日期为2018年11月25日-2021年12月30日，建筑面积41469m2,建筑层数为地下一层，隔震一层，地上十层，建筑规模为小于100万册藏书的图书馆，建筑高度46.8m，结构类型为框架结构，设计使用年限为50年，一至三层及十层部分设计为玻璃幕墙，四层至九层设计为石材幕墙。西宁北川万达广场三期3号地块项目位于西宁市城北区铁东路以东，滨河西路以西，纬二路以北，汇金路以南。项目建设用地86615㎡，项目规划总建筑面积415500㎡，包括9栋住宅、3栋公寓及配套底商，公寓结构类型为框架结构，设计使用年限为50年，公寓外立面设计为玻璃幕墙。西宁北川万达广场项目1号地块位于西宁市城北区，铁东路以东，沟北路以北，北园路以南，滨河西路以西。本项目包含住宅、底商、配套，主体为10栋高层住宅（27F-7栋，18F-3栋）、12栋联排别墅（3F）、1栋幼儿园及若干商业网点组成，地上建筑面积165633㎡，地下建筑面积58185.76㎡，其中：高层住宅117878㎡，小高层住宅28882㎡，洋房7757㎡，商业5898㎡，配套791㎡，幼儿园4080㎡，合计总建筑面积223818.76㎡。甘肃农业大学图书馆项目及西宁北川万达广场三期