半坡屋面吊籃固定形式的探究

潘希成?吳匯成

摘要：建筑施工過程中屋面形式多樣，有些屋面形式無法采用標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行吊籃搭設(shè)，本文對半坡屋面在施工過程中吊籃的安裝和固定進(jìn)行探究，創(chuàng)新性地采用鋼絲繩抱框架柱或剪力墻的形式進(jìn)行吊籃的懸掛，經(jīng)過精確的力學(xué)計算，確保了吊籃懸掛的安全性，且此種方法拆裝方便，具有較高的靈活度，對于特殊形式的半坡屋面具有較強(qiáng)的適用性。

關(guān)鍵詞： 半坡屋面;吊籃;鋼絲繩抱框架柱或剪力墻

1 背景

結(jié)合實際工程項目，探索以下工程屋面吊籃安裝固定技術(shù)。該項目頂層為外緣女兒墻內(nèi)傾斜60度，上面掛瓦的特殊結(jié)構(gòu)。外緣斜面隨著下部結(jié)構(gòu)的形狀都有凹凸變化，距離頂層地面的高度也隨著大立面的形狀而高低不一，吊籃無法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)搭設(shè)施工。為保障足夠的安全系數(shù)，因此確定在建筑物上無法滿足安裝吊籃懸掛機(jī)構(gòu)的條件，需要按照特殊方案解決吊籃懸掛的要求，創(chuàng)新地提出使用鋼絲繩抱框架柱或剪力墻的形式懸掛搭設(shè)吊籃。

2 技術(shù)與特點

2.1 關(guān)鍵技術(shù)

2.1.1 半坡屋面吊籃安裝技術(shù)

2.1.2 半坡屋面吊籃拆卸技術(shù)

2.2 特點：

2.2.1 適用于外緣女兒墻傾斜的半坡屋面結(jié)構(gòu)。

2.2.2 懸掛吊籃的鋼絲繩經(jīng)過力學(xué)分析和計算得出，安全度較高。

2.2.3 拆裝方便，靈活度較高。

2.2.4 為防止鋼絲繩與建筑物結(jié)構(gòu)邊角的摩擦，采取一系列耐磨防護(hù)手段。

3 適用范圍

本方法適用于建筑結(jié)構(gòu)施工過程中，屋面結(jié)構(gòu)為女兒墻外緣傾斜，無法采用標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行吊籃搭設(shè)施工的半坡屋面結(jié)構(gòu)。

4 工藝原理

本技術(shù)方案的重點環(huán)節(jié)在于屋面形式為半坡型，需要采用鋼絲繩抱框架柱或剪力墻的形式懸掛搭設(shè)吊籃，涉及到吊籃和鋼絲的選取，懸掛機(jī)構(gòu)的安裝。

吊籃根據(jù)工程情況進(jìn)行選取，初選所需的鋼絲繩。首先計算吊籃所承受的風(fēng)荷載以及動力鋼絲繩所承受的豎向荷載，求得水平荷載與豎向荷載的合力即可得動力鋼絲繩所承受的拉力，看是否在鋼絲繩受力范圍之內(nèi)，從而確保初選鋼絲繩的合理性;鋼絲繩及吊籃確定之后需進(jìn)行安裝固定，對于本文所述特殊的半坡屋面，采用鋼絲繩抱框架柱或剪力墻的形式懸掛搭設(shè)吊籃，將鋼絲繩固定在施工面上方建筑物的主結(jié)構(gòu)柱上或者穿在結(jié)構(gòu)墻上，對鋼絲的距離進(jìn)行定位后，將鋼絲從檐外下垂，再進(jìn)行保險繩的安裝，懸吊平臺的安裝以及提升機(jī)、安全鎖、電器箱和重錘的安裝。

5 施工工藝流程及操作要點

5.1 吊籃選取

本工程選用ZLP630系列高處作業(yè)吊籃，屬于電動爬升式裝修機(jī)械，主要適用于高層及多層建筑物的外墻施工、裝修、清洗與維護(hù)工程。ZLP630吊籃操作簡便、安全可靠、可重復(fù)使用，從而降低施工成本、提高工作效率。

同時，按照J(rèn)G/T5032-93規(guī)定，吊籃的抗傾覆系數(shù)不得小于2。

用公式表示即為：K=M抗/M.傾=G.b/F.a ≥2

式中：K-抗傾覆系數(shù) ：

F-懸吊平臺、提升機(jī)、安全鎖、配電箱、鋼絲繩、額定載重量等質(zhì)量總和（610+630）kg

其中：鋼絲繩重量：0.25kg/m X 4根X 100m = 100kg

電纜線重量：0.30kg/m X 1根X 100m = 30kg

平臺總重量：480kg;

額定載重：630kg

配置的配重質(zhì)量：40 X 25kg =1000kg

承重鋼絲繩中心到支點間的距離1.5m

配重中心到支點間的距離4.5m

M抗=G.b = 1000 X 4.5 = 4500kg-M

M傾=F.a =（610+630）X 1.5 =1860kg-M

K=M抗/M傾= G.b/F.a = 4500kg-M/1860kg-M = 2.42≥2滿足條件

5.2 鋼絲繩初選

采用的是鍍鋅航空用鋼絲繩，其規(guī)格為：結(jié)構(gòu)為4×31Sw+FC，直徑8.3mm，單根公稱強(qiáng)度為2160 MPa，破斷拉力不小于53.5 kN。在此方案實施中，安裝鋼絲繩部位主體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力，在上述吊籃抗傾覆系數(shù)計算中得知吊籃的極限滿載情況下是1240kg，由2根主鋼絲繩來分散，符合安全要求。

5.3 受力分析

5.3.1 吊籃風(fēng)荷載計算

Qwk=wk×F=0.5kN/m?×4m?=2kN

式中：Qwk——吊籃的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN）;

Wk——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，Wk=500Pa=0.5kN/m?;

F——吊籃受風(fēng)面積，F(xiàn)=4m?。

5.3.2 鋼絲繩承載力驗算

5.3.2.1 吊籃動力鋼絲繩所受豎向荷載：

Q1=（Gk+Qk）/2=（5.58+3）/2=4.29kN

式中：Q1——吊籃動力鋼絲繩豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN）;

Gk——吊籃及鋼絲繩自重標(biāo)準(zhǔn)值

Gk=（60+18+480）×10=5580N=5.58KN

其中：鋼絲繩重量：0.25kg/m×4根×60m=60kg

電纜線重量：0.3kg/m×l根×60m=18kg

平臺總重量：480kg（以最長的6m平臺計算，包含提升機(jī)、安全鎖、配電箱）

Qk——施工活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，Qk=（800x80%-340） x 10=3000N=3kN

5.3.2.2 吊籃動力鋼絲繩所受水平荷載：

Q2=Qwk/2=2/2=lkN

式中：Qwk——吊籃的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，Qwk=2kN。

5.3.2.3 吊籃在使用時，動力鋼絲繩所受拉力為：

式中：QD（KN）——動力鋼絲繩所受拉力的施工核算值;

K——安全系數(shù)，選取9。

經(jīng)計算證明，施工中結(jié)構(gòu)為4×31SW+FC，直徑8.3mm，公稱強(qiáng)度為2160 MPa規(guī)格鋼絲繩符合GBl9155—2003吊籃標(biāo)準(zhǔn)5.4.6.2的安全要求。

5.4 鋼絲繩安裝固定

采用鋼絲繩抱框架柱或剪力墻的形式懸掛搭設(shè)吊籃，如下圖5.1。

將鋼絲繩固定在施工面上方建筑物的主結(jié)構(gòu)柱上或者穿在結(jié)構(gòu)墻上，穿過澆筑結(jié)構(gòu)墻的預(yù)留孔或者電鉆在實際結(jié)構(gòu)墻上打眼，直徑大于等于10mm，對鋼絲的距離進(jìn)行定位后（保證吊籃兩側(cè)的鋼絲距離大于吊籃筐體長度100mm），再把鋼絲直接從檐外下垂，依靠檐外與施工面的距離來確定吊籃籃體與工作面的距離，保證吊籃籃體與施工工作面垂直距離在合適的范圍內(nèi)。

為了防止鋼絲繩的位置挪動和與建筑物結(jié)構(gòu)邊角的摩擦，要在建筑物邊角處與鋼絲繩接觸的地方增加防磨損保護(hù)措施，防護(hù)措施處以韌性較好耐磨的木板為佳，容易滑落的位置需要對防護(hù)物增加有效固定或者以軟質(zhì)類的汽車外輪胎等為最佳耐磨防護(hù)，如圖5.2所示。

6 半坡屋面吊籃安裝固定過程

6.1 做好安裝吊籃進(jìn)度計劃鋪排與臨時用電方案布置

6.2 做好吊籃安裝前的準(zhǔn)備工作

6.3 到場布置：吊籃運抵施工現(xiàn)場后，將鋼絲繩、大繩、繩夾等用施工電梯分別運到樓面。將籃體部分搬運至相應(yīng)位置的地面;

6.4 懸掛機(jī)構(gòu)的安裝、調(diào)試

6.4.1 本工程頂層施工面比較復(fù)雜，大多數(shù)為斜面，全部使用鋼絲繩捆綁結(jié)構(gòu)柱進(jìn)行懸掛安裝。

6.4.2 緊固鋼絲繩繩夾時，繩夾方向和距離要嚴(yán)格控制，并且要循環(huán)緊固，直至符合要求，如圖6.1所示。

6.4.3 安裝保險繩：將上部固定在屋面及剪力墻的可靠結(jié)構(gòu)上，保險繩彎折處要進(jìn)行有效保護(hù)，防止安全繩的磨損破壞并從上往下放至吊籃邊，操作人員將其安全帶掛在保險繩上。

6.4.4 檢查步驟完成后，在距離上檐子20cm處的安全鋼絲繩上安裝限位裝置。

6.5 懸吊平臺的安裝、調(diào)試

6.5.1 將底板墊高200mm以上平放，各基本節(jié)對接處對齊，裝上籃片，低的籃片放于工作面一側(cè)，用螺栓連接，預(yù)緊后保證整個平臺框架平直。

6.5.2 將提升機(jī)安裝在側(cè)籃兩端，安裝時注意使安全鎖支架朝向平臺外側(cè)。

6.5.3 每臺吊籃有4根鋼絲繩分別懸臂垂下，2根工作用鋼絲繩分別穿過提升機(jī)用于提升吊籃上、下工作，2根安全用鋼絲繩分別穿過安全鎖，用于防止吊籃的傾斜和墜落。

6.5.4 裝成后均勻緊固全部連接螺栓。

6.6 提升機(jī)、安全鎖、電器箱的安裝

6.6.1 將提升機(jī)安裝在懸吊平臺的安裝架上，用手柄、鎖銷、螺栓固定。

6.6.2 將安全鎖安裝在安裝架上的安裝板上，用螺栓緊固（安全鎖滾輪朝平臺內(nèi)側(cè)）。

6.6.3 擰下安全鎖上的六角螺母，將提升機(jī)的上限位行程開關(guān)安裝在該處。

6.6.4 將電器箱掛在工作平臺后籃片的中間空擋處，將電動機(jī)插頭分別插入電器箱下部相應(yīng)的插座內(nèi)。

6.6.5 各航空插頭分別插入電器箱下面對應(yīng)的插座內(nèi)，所有航空插頭在接插過程中必須對準(zhǔn)槽口，保證插接到位，以防止虛接損壞。確認(rèn)無誤后連接電源。

6.7 穿繩檢查：將電器箱面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至待穿鋼絲繩的提升機(jī)一側(cè)，工作鋼絲繩從安全鎖的限位輪與擋環(huán)中穿過后插入提升機(jī)上端孔內(nèi)，啟動上行按鈕，提升機(jī)即可自動卷繞完成工作鋼絲繩的穿繩進(jìn)位。工作鋼絲繩到位后，將自動打開安全鎖，然后安全鋼絲繩從安全鎖的上端孔插入。（另一側(cè)提升機(jī)操作過程相同）

6.8 安裝重錘：安裝時用繩夾在鋼絲繩下端離開地面20厘米位置緊固于鋼絲繩上，且安全鋼絲繩垂直繃緊。

6.9 安裝安全繩：在吊籃安裝完畢使用以前，必須從屋面垂下一根獨立的安全繩，安全繩在樓頂?shù)呐蕭禳c必須牢固，切不可將安全繩攀掛在懸掛機(jī)構(gòu)上面，頂部掛完后安全繩放置于吊籃的中間，自鎖器直接安裝在安全繩上面。

7 半坡屋面吊籃拆除注意事項

7.1 鋼絲繩移位處理

7.1.1 將鋼絲繩從提升機(jī)和安全鎖內(nèi)抽出，并抽回屋面;再將鋼絲繩運到目的樓面垂放，并相應(yīng)移動吊籃重新穿繩試驗。

7.1.2 將吊籃移位安裝完畢后，必須報項目部、監(jiān)理單位驗收合格方可投入使用。

7.2 吊籃拆除

7.2.1 將平臺停放在平整的地面上，拆下安全鋼絲的重錘，退出鋼絲繩;

7.2.2 切斷電源，分解吊籃籃筐;

7.2.3 將電纜從臨時配電箱和吊籃上拆下，并卷成圓盤;

7.2.4 將鋼絲繩卸下拉到上方，并卷成圓盤扎緊;

7.2.5 最后拆卸固定鋼絲繩的各個位置的繩夾，并做好保護(hù)工作;

7.2.6 將拆卸的各種零部件分類收集，集中返還。

8 安全措施

8.1 涉及到高空作業(yè)，操作人員必須戴好安全帽、系好安全帶，并使安全帶與安全繩有效連接。

8.2 操作人員必須身體健康，年滿18歲以上能適應(yīng)高空作業(yè)，經(jīng)過培訓(xùn)，掌握吊籃操作的有關(guān)規(guī)定，取得監(jiān)管部門頒發(fā)的有效證件，高空作業(yè)時不能喝酒，并穿防滑鞋。

8.3 一臺吊籃同時作業(yè)人員不得超過兩人，嚴(yán)禁兩人以上升空作業(yè)，作業(yè)前需對吊籃按照規(guī)定進(jìn)行檢查。

8.4 出現(xiàn)雷陣雨、大霧、五級風(fēng)等惡劣氣候天氣下，不得使用吊籃進(jìn)行作業(yè)。

8.5 在施工過程中遇到特殊或突發(fā)情況時，操作人員首先要鎮(zhèn)靜，然后采取合理有效的應(yīng)急措施，果斷化解或排除險情，切莫驚慌失措，束手無措，延誤排險時機(jī)，造成不必要的損失。

8.6 電動吊籃拆裝操作過程中存在發(fā)生重大安全事故的危險，因此，必須制定一套有效應(yīng)急救援預(yù)案。

8.7 為了能夠維持吊籃的性能，延長使用壽命，可靠的保障操作人員的安全，操作人員對日常使用的吊籃進(jìn)行一定的維護(hù)、保養(yǎng)。

9 前景展望

采用鋼絲繩抱框架柱或剪力墻的形式進(jìn)行懸掛搭設(shè)吊籃這一方法，解決了特殊屋面無法按照標(biāo)準(zhǔn)方法搭設(shè)吊籃的問題。此種方法具有很強(qiáng)的創(chuàng)新性和適用性，且安裝過程能夠?qū)崿F(xiàn)流程化，安裝拆卸速度較快，靈活性強(qiáng)，可復(fù)制程度很高，推廣性強(qiáng)，為同類復(fù)雜的半坡屋面結(jié)構(gòu)吊籃搭設(shè)提供了借鑒性方法。