1?工程概况
1.1?项目简介
某项目总建筑面积为73?200?m2。建筑结构采用框架核心筒设计,最大建筑高度为92.65?m,地上3栋单体建筑通过地下室连成一个整体,其中主楼地上19层,2栋附楼地上3层,外立面装饰均采用玻璃幕墙+石材幕墙。
1.2?施工难点
(1)幕墙安装最大高度92.65?m,施工吊篮是一种用于高空作业的设备,它在施工过程中发挥着重要作用,但同时也存在着一些安全风险,例如吊篮倾覆、高处坠落等。为了确保施工安全,须选择结构稳定、安装牢固,且具备多道安全防护措施的施工吊篮。选择结构稳定、安装牢固、具备多道安全防护措施的施工吊篮是保证施工安全,避免吊篮倾覆、高处坠落等安全隐患的重要措施。
首先,结构稳定是选择施工吊篮的首要条件。一个结构稳定的吊篮,能够在各种复杂环境下保持良好的稳定性,避免因设备晃动或倾斜导致的安全事故。
其次,安装牢固也是吊篮选择的重要因素。吊篮安装是否牢固,直接影响到其在使用过程中的安全性。因此,在选择吊篮时,一定要选择安装方便、牢固可靠的吊篮。设置有多层安全措施的吊篮是必然选择。多道安全防护措施能够增加吊篮的安全性,一旦发生意外,能够及时启动安全防护措施,避免或减少事故的发生。
(2)本工程建筑结构采用框架核心筒设计,最大建筑高度为92.65?m。其中,屋面楼板的结构顶标高度为86.650?m,而女儿墙的结构顶标高度为92.500?m。女儿墙结构采用框架梁+钢筋混凝土墙体设计,女儿墙净高度为5.85?m。在幕墙的施工安装过程中,需要借助施工吊篮完成一系列高空作业。然而,为了满足本工程对女儿墙高度的要求,需要对吊篮支架进行特殊设计。
(3)在本工程中,由于常规吊篮支架的高度限制,其在搭设过程中会占用大量的屋面空间。如此一来,不单单导致屋面施工作业被迫停止,同时也会干扰到外幕墙的施工速度。由于外幕墙工程作业量大,施工周期长,这将会严重拖延屋面工程的进度,从而对整个项目的施工计划产生影响。
采用“骑墙式吊篮、多点位固定支架”的方式,可以在女儿墙顶部进行稳固安装,为建筑幕墙施工创造良好的条件。这种方式不仅不会占用屋面空间,而且还可以使屋面工程与幕墙工程同时进行,从而大幅节约了工程周期。骑墙式吊篮、多点位固定支架的设计,可以使吊篮在女儿墙顶部进行灵活的移动和操作,提高了施工效率。
同时,这种吊篮支架采用了较先进的技术,设有多道安全保障措施,如防滑装置、安全锁等,确保了吊篮在高空作业过程中的稳定性和安全性。此外,采用骑墙式吊篮、多点位固定支架的方式,还可以减少其对屋面施工的影响,避免了吊篮施工对其他工程进度造成的拖延。这对于保证整个项目的施工进度,提高工程质量具有重要意义。
2?骑墙式吊篮、多点位固定支架
2.1?吊篮构造与安装方法
本工程使用的骑墙式吊篮主要由十字支柱、可滑移支柱、后置埋件拉结点、电动吊篮等构件组成。
十字支柱:立杆为70?mm×70?mm×3.5?mm方钢管,水平杆为80?mm×80?mm×3.5?mm方钢管,立杆距底部高350?mm处设置内径82?mm×82?mm×3.5?mm方钢管,水平杆穿过82?mm×82?mm×3.5?mm方钢管,首先,使用2根直径为16?mm的螺栓与立杆连接,形成一个十字形的支撑结构。该结构需要根据施工的具体要求来进行灵活调整,即是变化施工吊篮的外挑具体长度。然后,再用直径为8.3?mm的钢丝绳,将立杆的顶部与水平杆的两端连接起来,形成图1稳定的受力结构。支柱底部的材料是200?mm×250?mm×7?mm钢板,并采用2根M16膨胀螺栓加以固定,将其按照图2所示,固定于女儿墙顶面。
图1?十字支柱构造
图2?支柱固定示意
可滑移支柱:这个设备采用方钢管制作,形状呈T字形。T字形的上部水平段部分,采用的是内径为82?mm×82?mm×3.5?mm的方钢管制作。而下部的垂直段和支撑段,采用的是内径为70?mm×70?mm×3.5?mm的方钢管制成,设置在十字支柱的尾部,上部水平段套十字支柱的水平杆,采用2根直径为16?mm螺栓连接,可通过调整上部水平段的位置控制与女儿墙的距离,通过调整支撑段竖向位置控制支撑点在女儿墙上的高度,此种固定方式可巧妙地避开女儿墙顶部挑檐或凸出墙面的其他构造。设备的支撑段前端,是尺寸为200?mm×250?mm×7?mm的钢板。这片钢板通过使用2根直径为16?mm的膨胀螺栓,固定在女儿墙的内侧。可滑移支柱构造如图3所示。
图3?可滑移支柱构造
后置埋件拉结点:采用200?mm×250?mm×7?mm钢板制作,钢板角部设置4个螺栓固定孔,钢板表面采用8?mm厚耳板穿M16高强螺栓制成3处钢丝绳拉结点(图4),先采用4根M16膨胀螺栓将埋件固定于框架梁侧,再采用3根 ?8.3?mm钢丝绳与十字内 支柱尾部连接,形成反向受力拉结保护。
图4?后置埋件拉结点示意
电动吊篮由电器控制箱、铝合金悬吊平台、提升机、安全锁及重锤等构件组成,悬吊平台两端分别采用2根直径为8.3钢丝绳(工作钢丝绳、安全钢丝绳)连接在十字支柱前端,在钢丝绳顶部距十字支柱前端500?mm高处设置吊篮提升限位器,确保吊篮提升过程中使用安全。
首先,挑选一个相对平整的场地,在场地上完成吊篮的整个拼装。然后,在吊篮两端装上安装架,用以固定提升机。然后,调整高低栏杆,使其保持在一条直线上,这是为了保证吊篮在使用过程中的稳定性和安全性。最后,在高栏杆中部横杆的适当位置,装上电器控制箱,以控制吊篮的提升和下降。
首先,将电器箱面板上的转换开关拨动到等待穿接钢丝绳的提升机侧面。紧接着,将钢丝绳穿过安全锁的限位轮与挡环,待穿过后则将其插入到提升机的上端孔洞内。然后,启动按钮后,提升机会自动卷绕。当工作钢丝绳到位后,安全锁将自动打开。最后,将安全钢丝绳位于安全锁上端的孔洞插入。以保证吊篮使用的稳定安全性(图5)。
图5?安装完成后整体样式
2.2?检查与验收
(1)骑墙式吊篮的安装环节,必须由具备资质的公司来完成,从而确保起使用安全稳定性。安装结束后,应首先进行自我评估,如果评估结果良好,则向独立的第三方检测机构申请专业检测。
(2)需经具备资质的检测机构现场检测,按合格与否出具报告。
(3)在第三方检测机构确认合格后,总包单位负责协调使用单位等各监理单位共同进行验收。一旦验收通过,需要填写相关验收表和登记表。
(4)自检测合格之日起15?d内,到工程所在地的安全监督机构进行登记备案,备案完成后方可投入使用。
(5)注意验收标识牌的树立与设置,标识牌中应明确显示验收的时间,并公示相关责任人员的名单。
(6)吊篮使用期间,由专职安全员每天对吊篮的固定点、钢丝绳进行逐一检查,发现问题及时解决,确保施工作业安全。
2.3?施工要点
(1)本工程使用的骑墙式吊篮、多点位固定支架属于非标准吊篮,施工前应编制安全专项施工方案,并组织专家组对方案中骑墙式吊篮的安全性、可靠性进行论证,专家论证通过后方可实施。
(2)关于骑墙式吊篮的受力计算,不应仅限于骑墙吊篮、多点位固定支架及钢丝绳的安全验算,由于最终受力构件为屋面结构女儿墙及框架梁,因此需由本工程设计单位对受力的结构构件进行复核确认,避免破坏结构构件,发生安全事故。
(3)独立安全绳的设置,需要在吊篮时完成。安全绳选用直径为8.3?mm钢丝绳,先将M12膨胀螺栓(端部带固定环)锚固至屋面框架梁上,将钢丝绳一端穿过膨胀螺栓固定环采用3+1卡扣固定,钢丝绳另一端绕过女儿墙顶部垂进施工吊篮内,安全绳上安装自锁器,施工人员在吊篮中施工作业时必须将安全带挂在安全绳上的自锁器上,确保作业安全。
(4)多点位固定支架及后置埋件拉结点安装固定时,应先使用“钢筋定位探测仪”确定女儿墙、框架梁内钢筋位置,并在结构构件上作出标记,开孔时避开钢筋所在位置,采用膨胀螺栓固定时,应由第三方检测机构进行抗拔强度检测,检测合格后方可进行下一道工序。
(5)后置埋件拉结点处3根反向拉力钢丝绳安装时,钢丝绳下端应采用花篮螺栓与后置埋件钢板连接,利用花篮螺栓将3根钢丝绳全部调整至紧绷状态,共同分担拉力,使用过程中由于钢丝绳受力会发生变形,可能导致个别钢丝绳松动,因此需定期检查钢丝绳的紧绷程度,避免因受力不均而引发安全事故。
3?技术原理
针对本工程的施工难点,采用骑墙式吊篮、多点位固定的支架结构,通过固定柱和多个水平连接柱对固定在女儿墙顶面上的十字立柱加固,同时将多个副钢丝绳固定在竖向立杆上,进而对十字立柱形成多点位的固定,十字立柱、固定柱、多个水平连接柱和多个副钢丝绳共同形成稳固的连接结构,可防止支架结构发生倾覆,保证施工人员在使用吊篮过程中的安全。
通过骑墙式吊篮、多点位固定的支架结构优化了传统支架在女儿墙上的单一的固定方式,进而解决了支架竖向固定在女儿墙的顶面上,固定点位单一,牢固性不佳,极易发生安全隐患的技术问题,同时针对现代建筑多样的女儿墙结构造型,设计了一种可滑移支柱,通过竖向与水平位置的双向调整,可轻松应对现代建筑设计中各种女儿墙造型。
4?经济效益
本工程采用骑墙式吊篮、多点位固定支架结构为幕墙工程提供施工作业条件,施工过程经监理单位、建设单位、安全监督站等监管部门进行了多次的现场检查验收,均认为该结构稳定可靠、无安全隐患,使用过程中骑墙式吊篮整体结构稳定、未发生任何安全事故,各项功能指标均符合安全施工作业要求,经济效益显著。
根据设计施工图纸,本工程女儿墙高为5.85?m,如采用常规吊篮作业,需在屋面沿女儿墙内侧搭设满堂式钢管脚手架操作平台,平台高为5?m,宽为4.5?m,周转材料租赁费约为75万元,平台搭设人工费用约为20万元。因此采用骑墙式吊篮、多点位固定支架施工作业,无需搭设满堂式钢管脚手架操作平台,共可节约项目成本95万元。
5?结束语
在本工程中,由于女儿墙结构超高,常规的吊篮搭设方法无法适用。为了解决这一问题,并配合建筑幕墙的施工作业,采用了“骑墙式吊篮、多点位固定支架”的吊篮安装固定方法。这种方法不仅有效解决了因女儿墙超高而无法搭设常规吊篮的施工难点,而且确保了施工吊篮在高处作业时的安全性和可靠性。具体来说,吊篮支架通过多点位安装固定在女儿墙结构顶部,这样既保证了吊篮的稳定性,又避免了因超高女儿墙而导致的施工难题。同时,骑墙式吊篮的设计使得吊篮在作业过程中不会占用屋面空间,从而为屋面工程与幕墙工程的同步进行提供可能。这种吊篮安装方法不仅提高了施工效率,节约了工期,还为类似超高女儿墙结构的建筑工程提供了实践经验。这种创新的吊篮安装方法为超高女儿墙建筑工程提供了安全、高效的施工解决方案。
摘自《建筑技术》2024年9月, 魏晓东,张江伟,杨德成,王春艳
来源:建筑技术杂志社
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