屋面及外立面異形條件下吊籃非常規(guī)安裝方法探析

于海祥，李治強

（重慶建工集團股份有限公司，重慶 400080）

0 引言

高處作業(yè)吊籃是一種懸掛機構(gòu)架設(shè)于建筑物或構(gòu)筑物上，提升機驅(qū)動懸吊平臺通過鋼絲繩沿立面上下運行的非常規(guī)懸掛設(shè)備。吊籃作為一種特殊形式的腳手架，與其他腳手架相比具有安拆方便快捷、操作簡單、移位容易、作業(yè)高效、占地面積小等特點。在高層及多層建筑物的外墻裝飾施工中得到了廣泛應(yīng)用，在市政工程中，大型煙囪、水壩、橋梁等的裝飾、檢查、保養(yǎng)及維修中也離不開高處作業(yè)吊籃[1]。高處作業(yè)吊籃主要分為有配重型傳統(tǒng)吊籃和無配重型新型吊籃。目前市場上主流采用電動提升式ZLP 系列高處作業(yè)吊籃，這類吊籃主要由懸掛機構(gòu)、懸吊平臺、提升機、電氣控制系統(tǒng)、安全保護裝置、工作鋼絲繩和安全鋼絲繩組成[2]。一般無裝飾性結(jié)構(gòu)設(shè)計的傳統(tǒng)建筑平屋面，通常采用常規(guī)吊籃安裝方法（懸掛機構(gòu)加配重塊），其主要受力裝置為設(shè)置于結(jié)構(gòu)物上的三角桁架式懸掛機構(gòu)（通過標準前支腿和標準后配重支腿支設(shè)于結(jié)構(gòu)物上）（圖1），施工難度不大，產(chǎn)品工業(yè)化程度高，部件均為標準構(gòu)件，裝拆方便，便于安全管理。

圖1 ZPL 高處作業(yè)吊籃樓（屋）面常規(guī)安裝方式

近年來，隨著國內(nèi)建筑設(shè)計的不斷發(fā)展，民眾對建筑造型的審美標準不斷提高，出現(xiàn)很多非傳統(tǒng)裝飾效果屋面、花架造型及異型女兒墻設(shè)計，導(dǎo)致建筑外立面施工及吊籃安裝面臨極大挑戰(zhàn)。而屋面花架、坡屋面、高女兒墻等造型復(fù)雜，甚至外立面出現(xiàn)異常外凸或內(nèi)收，若采用常規(guī)吊籃安裝方法，吊籃懸掛機構(gòu)、配重架的定位及安裝無法保證，復(fù)雜立面條件下吊籃無法垂直升降。因此，探討、推廣異型屋面結(jié)構(gòu)、復(fù)雜外立面條件下吊籃安裝十分必要。

吊籃作業(yè)具有危險性高、事故后果嚴重等特點，吊籃作業(yè)發(fā)生事故極易造成人員傷亡。為規(guī)范吊籃作業(yè)管理，降低吊籃作業(yè)風(fēng)險，本文對異形屋面、復(fù)雜外立面非常規(guī)吊籃安裝方法進行分析、探討，并提出吊籃安裝管理的要點，為類似工程提供參考。

1 斜坡屋面（天溝）吊籃安裝

近些年來住宅建筑越來越多采用斜屋面，此時常規(guī)吊籃的懸掛結(jié)構(gòu)已無法支設(shè)于斜屋面上，懸掛平臺需尋求新的懸掛方式，根據(jù)斜屋面的結(jié)構(gòu)特點，此類吊籃又分為如下搭設(shè)方式。

1.1 斜屋面外挑長度適中

斜屋面外挑長度適中時，從屋面懸挑結(jié)構(gòu)的外端直接懸掛吊籃能滿足外墻作業(yè)。此時，鋼絲繩的具體生根方式需根據(jù)屋面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實際情況確定，一般可在斜坡屋面結(jié)構(gòu)梁（或板）上打孔安裝，將吊籃的主、副鋼絲繩穿過孔洞，上末端采用吊籃專用卡托與方鋼配合，可靠固定在斜坡屋面結(jié)構(gòu)梁（或板）上，以斜坡屋面結(jié)構(gòu)代替混凝土配重，鋼絲繩置于斜屋面上，沿挑檐邊緣下垂懸吊籃筐，如圖2 所示。這種設(shè)置方式下，檐口處需設(shè)置固定鋼絲繩的卡環(huán)，防止鋼絲繩滑移。

圖2 斜屋面打孔安裝吊籃示意圖

1.2 斜屋面外挑長度較大

斜屋面檐口離外墻面水平距離較遠，鋼絲繩沿挑檐邊緣下垂懸吊籃筐不能滿足外墻作業(yè)。此時，采用在屋面結(jié)構(gòu)板上打孔安裝，將吊籃的主、副鋼絲繩穿過孔洞，上末端采用吊籃專用卡托與方鋼配合可靠固定在結(jié)構(gòu)板上，以結(jié)構(gòu)板代替專用懸掛機構(gòu)，鋼絲繩從打孔處順下懸吊籃筐，如圖3 所示。

圖3 水平結(jié)構(gòu)板打孔安裝吊籃示意圖

1.3 斜屋面外挑長度較小

斜屋面檐口離外墻面垂直距離較近，鋼絲繩沿挑檐邊緣下垂懸吊籃筐不能滿足外墻作業(yè)。此時，吊籃鋼絲繩生根可采用本文第1.1 節(jié)中的方式固定，同時在邊梁（或檐口）上加設(shè)牛腿支架和固定滑輪（參照本文第5 章要求操作），增加吊籃離墻體的距離達到施工要求。

以上三種懸掛吊籃的方法都屬于免懸掛機構(gòu)的方法，其優(yōu)點在于充分利用屋面既有的結(jié)構(gòu)構(gòu)件作為懸掛鋼絲繩的生根點，無需使用懸掛架，避免了懸掛架的傾覆風(fēng)險。但實施中需注意：1）鋼絲繩需穿越既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)采取后封堵措施，減少后期滲漏隱患；2）工作鋼絲繩需多次轉(zhuǎn)折繞行，需做好轉(zhuǎn)折處的柔性防護，避免鋼絲繩轉(zhuǎn)折破壞；3）鋼絲繩的錨固端需通過吊籃專用方鋼管與卡托固定于既有結(jié)構(gòu)物上，其固定應(yīng)穩(wěn)固，鋼絲繩尾端繩夾固定方式應(yīng)規(guī)范。

2 花架屋面吊籃安裝

屋面設(shè)置各種類型的花架是近些年來屋面經(jīng)常采用的建筑處理方法，這給常規(guī)吊籃的設(shè)置帶來了一些困難，實際工程中可根據(jù)花架結(jié)構(gòu)的實際特點充分利用花架梁作為懸掛機構(gòu)的受力點。花架屋面吊籃安裝主要有如下幾種方式。

2.1 前后支點均固定于花架梁上

利用屋面花架梁構(gòu)造，將吊籃橫梁直接固定在結(jié)構(gòu)花架混凝土梁（或鋼梁）上，前支點采用加長螺栓、槽鋼抱箍形式固定于結(jié)構(gòu)邊梁上，吊籃橫梁支臂后端采用鋼絲繩環(huán)抱底部花架梁，形成穩(wěn)定的受力體系，從而取消吊籃配重及支架（圖4a）。

圖4 吊籃橫梁支架固定于屋面花架梁安裝示意圖

2.2 花架梁上單點支撐設(shè)置方式

當(dāng)屋面為多層花架梁，且吊籃后臂無法直接固定于花架梁時，可將吊橫梁直接設(shè)置在花架梁上，前支點采用加長螺栓、槽鋼抱箍形式固定于結(jié)構(gòu)邊梁上，吊籃橫梁支臂后端采用鋼絲繩反向斜拉底部花架梁[3]，形成穩(wěn)定的反拉力體系從而取消吊籃配重及后部支架（圖4b）。為確保反拉力體系的穩(wěn)定性，斜拉鋼絲繩應(yīng)采用花籃螺栓調(diào)節(jié)收緊。

以上方法可滿足外立面施工的同時進行屋面施工，有效利用了屋面花架結(jié)構(gòu)作為懸挑結(jié)構(gòu)的承力點，并且達到節(jié)省工期的目的。但須注意的是：1）當(dāng)?shù)趸@橫梁擱置于花架梁上時應(yīng)采取必要的限位、固定措施，確保前支點的可靠性；2）花架梁上單點支撐時，由于尾部采取了花籃螺栓鋼絲繩斜拉，此時缺乏剛性支撐，應(yīng)注意防止吊籃的反向傾覆，花籃螺栓緊固程度不可過量。

2.3 花架頂面設(shè)置懸掛機構(gòu)

當(dāng)屋面花架平整規(guī)則時，可將花架梁上滿鋪分配梁（必要時增加的型鋼橫梁）與腳手板，在腳手板上搭設(shè)傳統(tǒng)吊籃。根據(jù)吊籃選型、吊籃布置和花架梁間距等進行受力驗算確定腳手板厚度。所有腳手板應(yīng)采用鋼絲將其連成整體，并用鋼筋鎖壓固定在花架梁上，確保腳手板不存在懸挑板、探頭板和無移位情況，且應(yīng)在結(jié)構(gòu)邊梁上設(shè)置一圈安全防護。

3 高女兒墻吊籃安裝

3.1 跨越女兒墻的常規(guī)安裝方法

屋面女兒墻較高或者外立面超出屋面較高，傳統(tǒng)吊籃支架高度不夠，無法滿足外墻施工。為適應(yīng)作業(yè)環(huán)境的要求可通過調(diào)節(jié)插桿的高度來調(diào)節(jié)前后梁的高度，調(diào)節(jié)高度一般為1.15～1.75 m，在此范圍內(nèi)可增加吊籃前支架高度，滿足吊籃跨越女兒墻時的安裝高度，當(dāng)?shù)趸@前支架高度增加時，應(yīng)根據(jù)受力驗算設(shè)置雙立桿或斜撐等抗傾覆措施，保證前支架的整體穩(wěn)定性。后支架采用鋼絲繩接長，配重仍擱置于屋面。這種方法雖然采取了加長前后支架高度的方法，但仍屬于常規(guī)安裝方法。

3.2 滿堂支架搭設(shè)法

當(dāng)屋面僅為少部分女兒墻較高（或少許外立面局部超出屋面較高），可直接在屋面搭設(shè)腳手架支撐平臺，將吊籃橫梁固定于平臺上，吊籃后臂仍需按照常規(guī)方式設(shè)置配重，如圖5 所示。支撐平臺縱橫立桿間距、水平桿步距需進行受力驗算，確保支撐平臺的承載力和穩(wěn)定性。

圖5 吊籃橫梁置于支撐平臺安裝示意圖

架體跨距可根據(jù)吊籃懸掛機構(gòu)的跨度模數(shù)進行分段，每組架體針對吊籃獨立受力。這一做法有利于懸掛機構(gòu)的平行固定，保證架體對支架后梁形成有效支撐，避免懸掛機構(gòu)落空前翹。同時架體分段搭設(shè)可使架體形成小方塊集群，也可通過平面組合滿足弧線布置需求。

4 采光井吊籃安裝

采光井寬度不大時，可采用工字鋼或?qū)Ｓ梅戒摚ㄐ铦M足受力驗算）橫跨安裝在采光井短方向兩邊女兒墻上，作為吊籃懸掛支點，如圖6 所示。每臺吊籃放置2 根鋼梁，用4 顆鋼絲繩繩卡卡牢鋼絲繩（鋼絲繩纏繞工字鋼3 圈，塑膠管軟保護）懸掛籃筐。在鋼梁與女兒墻接觸處左右兩邊用不小于Φ16×300 的鋼筋植筋固定，防止工字鋼（或?qū)Ｓ梅戒摚﹤?cè)滑。這種方式簡便、可靠，但應(yīng)做好受力型鋼的限位措施，且鋼絲繩纏繞鋼梁時要做好軟防護，端部繩卡要設(shè)置規(guī)范。

圖6 采光井處吊籃安裝示意圖

5 主體結(jié)構(gòu)施工期間吊籃安裝

高層建筑工期緊，上部進行主體結(jié)構(gòu)施工時，下部需插入砌體及外墻裝飾施工，此時吊籃無法安裝在屋面，只能安裝在樓層中，由于高層建筑多為框剪結(jié)構(gòu)，建筑物外圍剪力墻較多，在主體結(jié)構(gòu)墻面大面積開孔，會影響結(jié)構(gòu)受力，因此傳統(tǒng)的吊籃施工工藝無法滿足施工要求。此時在建筑主體結(jié)構(gòu)上設(shè)置有向外延伸的牛腿支架，支架端部設(shè)置一個固定滑輪，在剪力墻上鉆孔，工作鋼絲繩和安全鋼絲繩穿過孔洞，上末端采用吊籃專用卡托與方鋼配合固定在剪力墻內(nèi)側(cè)，鋼絲繩沿支架端部固定滑輪下垂懸掛籃筐，如圖7 所示。

圖7 牛腿支架吊籃安裝示意圖

牛腿支架采用兩根槽鋼及鋼板焊接形成三角形支架，鋼板上預(yù)留4 個M14 螺栓孔，以便在剪力墻上固定。在槽鋼懸挑端端部焊接安裝鋼絲繩的固定環(huán)，鋼絲繩和固定環(huán)之間設(shè)置柔性防磨墊圈，減少鋼絲繩的磨損（圖7b）。

6 傾斜外立面吊籃安裝

根據(jù)施工進度吊籃可安裝于屋面層或者中間樓層，安裝時結(jié)合建筑物實際情況可參照前述章節(jié)方式進行安裝。由于受外墻傾斜的影響，籃筐離外墻的距離將會不斷變化，為滿足施工要求可在適當(dāng)位置加設(shè)牛腿支架及鋼絲繩固定環(huán)（做法同第5 章）調(diào)整籃筐與外墻間的距離，滿足施工需求，如圖8 所示。

圖8 傾斜外立面吊籃安裝示意圖

7 吊籃安裝注意要點

1）吊籃安裝前根據(jù)危大工程管理要求編制專項施工方案，當(dāng)作業(yè)面為異形、復(fù)雜或無法按產(chǎn)品說明書要求安裝的高處作業(yè)吊籃工程，屬于超過一定規(guī)模的危大工程，根據(jù)相關(guān)規(guī)定必須組織專家對專項施工方案進行論證；

2）安裝作業(yè)前，作業(yè)人員應(yīng)仔細學(xué)習(xí)施工方案，明確分工及崗位職責(zé)，熟悉安裝程序和安全注意事項；

3）作業(yè)人員必須嚴格遵守安全技術(shù)操作規(guī)程，持證上崗，嚴禁違章作業(yè)；

4）吊籃搭設(shè)必須遵循方案及使用說明書的程序和步驟，確保施工安全；

5）進場安裝前，設(shè)備產(chǎn)權(quán)單位應(yīng)提供營業(yè)執(zhí)照、高處作業(yè)吊籃合格證、高處作業(yè)吊籃型式檢驗報告、鋼絲繩質(zhì)量證明、安全繩檢測報告、安全鎖校驗證明、安裝人員資格證、租賃合同等，確保安裝單位、安裝人員、安裝產(chǎn)品符合要求；

6）吊籃到場后，應(yīng)核對吊籃合格證信息，并對安全鎖、鋼絲繩、安全繩及吊籃本體進行驗收，確保到場產(chǎn)品合格；

7）安裝結(jié)束后，應(yīng)由吊籃產(chǎn)權(quán)單位現(xiàn)場進行自檢，自檢合格以后，總承包單位組織產(chǎn)權(quán)單位、使用單位、監(jiān)理單位進行驗收。重點檢查吊籃的安裝位置、結(jié)構(gòu)的組裝情況，配重、安全繩、安全鎖、電氣裝置的靈活完好情況等；

8）鋼絲繩在混凝土結(jié)構(gòu)、鋼梁、工字鋼、矩管等綁扎固定時，鋼絲繩纏繞不少于3 圈，鋼絲繩繩卡不少于4 顆，鋼絲繩與混凝土、鋼梁、工字鋼等接觸摩擦部位應(yīng)設(shè)置柔性防磨保護，使用過程中安排專人定期檢查鋼絲繩的磨損及卡托的松緊情況；

9）移位后驗收應(yīng)按照初次驗收步驟，嚴格落實各項驗收要求。

8 結(jié)語

本文結(jié)合工程具體情況，分析不同屋面形式下及不同外立面情況下的吊籃安裝方式。通過對吊籃懸掛系統(tǒng)進行簡單改造，滿足了電動吊籃的安裝使用需求，改造后的懸掛機構(gòu)安全可靠，能適應(yīng)立面多變、平面不規(guī)則的建筑工程施工需求。文中介紹的幾種吊籃安裝方式可滿足大部分建筑吊籃使用場景，在保證施工安全、質(zhì)量的前提下不但可以節(jié)省施工費用，還可以節(jié)省工期。具體施工時需結(jié)合工程結(jié)構(gòu)形式、節(jié)點工期等，選擇不同的安裝方式，充分地發(fā)揮各種安裝形式的優(yōu)點。

當(dāng)前吊籃行業(yè)產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重，建筑業(yè)作為我國支柱產(chǎn)業(yè)之一，高處作業(yè)吊籃仍將有巨大的市場空間。隨著數(shù)字化與智能化的發(fā)展，建立信息管理系統(tǒng)，通過吊籃智能化提高自身產(chǎn)品維度，安全管理服務(wù)數(shù)字化升級，“智慧吊籃”技術(shù)將革新傳統(tǒng)工程管理反應(yīng)機制，人工智能安全監(jiān)管將代替?zhèn)鹘y(tǒng)人力監(jiān)管，解決吊籃施工人員安全和吊籃設(shè)備管理問題，從而提升高處作業(yè)吊籃施工安全。