半坡屋面吊篮固定形式的探究

潘希成?吴汇成

摘要：建筑施工过程中屋面形式多樣，有些屋面形式无法采用标准方式进行吊篮搭设，本文对半坡屋面在施工过程中吊篮的安装和固定进行探究，创新性地采用钢丝绳抱框架柱或剪力墙的形式进行吊篮的悬挂，经过精确的力学计算，确保了吊篮悬挂的安全性，且此种方法拆装方便，具有较高的灵活度，对于特殊形式的半坡屋面具有较强的适用性。

关键词： 半坡屋面;吊篮;钢丝绳抱框架柱或剪力墙

1 背景

结合实际工程项目，探索以下工程屋面吊篮安装固定技术。该项目顶层为外缘女儿墙内倾斜60度，上面挂瓦的特殊结构。外缘斜面随着下部结构的形状都有凹凸变化，距离顶层地面的高度也随着大立面的形状而高低不一，吊篮无法进行标准搭设施工。为保障足够的安全系数，因此确定在建筑物上无法满足安装吊篮悬挂机构的条件，需要按照特殊方案解决吊篮悬挂的要求，创新地提出使用钢丝绳抱框架柱或剪力墙的形式悬挂搭设吊篮。

2 技术与特点

2.1 关键技术

2.1.1 半坡屋面吊篮安装技术

2.1.2 半坡屋面吊篮拆卸技术

2.2 特点：

2.2.1 适用于外缘女儿墙倾斜的半坡屋面结构。

2.2.2 悬挂吊篮的钢丝绳经过力学分析和计算得出，安全度较高。

2.2.3 拆装方便，灵活度较高。

2.2.4 为防止钢丝绳与建筑物结构边角的摩擦，采取一系列耐磨防护手段。

3 适用范围

本方法适用于建筑结构施工过程中，屋面结构为女儿墙外缘倾斜，无法采用标准方式进行吊篮搭设施工的半坡屋面结构。

4 工艺原理

本技术方案的重点环节在于屋面形式为半坡型，需要采用钢丝绳抱框架柱或剪力墙的形式悬挂搭设吊篮，涉及到吊篮和钢丝的选取，悬挂机构的安装。

吊篮根据工程情况进行选取，初选所需的钢丝绳。首先计算吊篮所承受的风荷载以及动力钢丝绳所承受的竖向荷载，求得水平荷载与竖向荷载的合力即可得动力钢丝绳所承受的拉力，看是否在钢丝绳受力范围之内，从而确保初选钢丝绳的合理性;钢丝绳及吊篮确定之后需进行安装固定，对于本文所述特殊的半坡屋面，采用钢丝绳抱框架柱或剪力墙的形式悬挂搭设吊篮，将钢丝绳固定在施工面上方建筑物的主结构柱上或者穿在结构墙上，对钢丝的距离进行定位后，将钢丝从檐外下垂，再进行保险绳的安装，悬吊平台的安装以及提升机、安全锁、电器箱和重锤的安装。

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 吊篮选取

本工程选用ZLP630系列高处作业吊篮，属于电动爬升式装修机械，主要适用于高层及多层建筑物的外墙施工、装修、清洗与维护工程。ZLP630吊篮操作简便、安全可靠、可重复使用，从而降低施工成本、提高工作效率。

同时，按照JG/T5032-93规定，吊篮的抗倾覆系数不得小于2。

用公式表示即为：K=M抗/M.倾=G.b/F.a ≥2

式中：K-抗倾覆系数 ：

F-悬吊平台、提升机、安全锁、配电箱、钢丝绳、额定载重量等质量总和（610+630）kg

其中：钢丝绳重量：0.25kg/m X 4根X 100m = 100kg

电缆线重量：0.30kg/m X 1根X 100m = 30kg

平台总重量：480kg;

额定载重：630kg

配置的配重质量：40 X 25kg =1000kg

承重钢丝绳中心到支点间的距离1.5m

配重中心到支点间的距离4.5m

M抗=G.b = 1000 X 4.5 = 4500kg-M

M倾=F.a =（610+630）X 1.5 =1860kg-M

K=M抗/M倾= G.b/F.a = 4500kg-M/1860kg-M = 2.42≥2满足条件

5.2 钢丝绳初选

采用的是镀锌航空用钢丝绳，其规格为：结构为4×31Sw+FC，直径8.3mm，单根公称强度为2160 MPa，破断拉力不小于53.5 kN。在此方案实施中，安装钢丝绳部位主体结构的应力，在上述吊篮抗倾覆系数计算中得知吊篮的极限满载情况下是1240kg，由2根主钢丝绳来分散，符合安全要求。

5.3 受力分析

5.3.1 吊篮风荷载计算

Qwk=wk×F=0.5kN/m?×4m?=2kN

式中：Qwk——吊篮的风荷载标准值（kN）;

Wk——风荷载标准值，Wk=500Pa=0.5kN/m?;

F——吊篮受风面积，F=4m?。

5.3.2 钢丝绳承载力验算

5.3.2.1 吊篮动力钢丝绳所受竖向荷载：

Q1=（Gk+Qk）/2=（5.58+3）/2=4.29kN

式中：Q1——吊篮动力钢丝绳竖向荷载标准值（kN）;

Gk——吊篮及钢丝绳自重标准值

Gk=（60+18+480）×10=5580N=5.58KN

其中：钢丝绳重量：0.25kg/m×4根×60m=60kg

电缆线重量：0.3kg/m×l根×60m=18kg

平台总重量：480kg（以最长的6m平台计算，包含提升机、安全锁、配电箱）

Qk——施工活荷载标准值，Qk=（800x80%-340） x 10=3000N=3kN

5.3.2.2 吊篮动力钢丝绳所受水平荷载：

Q2=Qwk/2=2/2=lkN

式中：Qwk——吊篮的风荷载标准值，Qwk=2kN。

5.3.2.3 吊篮在使用時，动力钢丝绳所受拉力为：

式中：QD（KN）——动力钢丝绳所受拉力的施工核算值;

K——安全系数，选取9。

经计算证明，施工中结构为4×31SW+FC，直径8.3mm，公称强度为2160 MPa规格钢丝绳符合GBl9155—2003吊篮标准5.4.6.2的安全要求。

5.4 钢丝绳安装固定

采用钢丝绳抱框架柱或剪力墙的形式悬挂搭设吊篮，如下图5.1。

将钢丝绳固定在施工面上方建筑物的主结构柱上或者穿在结构墙上，穿过浇筑结构墙的预留孔或者电钻在实际结构墙上打眼，直径大于等于10mm，对钢丝的距离进行定位后（保证吊篮两侧的钢丝距离大于吊篮筐体长度100mm），再把钢丝直接从檐外下垂，依靠檐外与施工面的距离来确定吊篮篮体与工作面的距离，保证吊篮篮体与施工工作面垂直距离在合适的范围内。

为了防止钢丝绳的位置挪动和与建筑物结构边角的摩擦，要在建筑物边角处与钢丝绳接触的地方增加防磨损保护措施，防护措施处以韧性较好耐磨的木板为佳，容易滑落的位置需要对防护物增加有效固定或者以软质类的汽车外轮胎等为最佳耐磨防护，如图5.2所示。

6 半坡屋面吊篮安装固定过程

6.1 做好安装吊篮进度计划铺排与临时用电方案布置

6.2 做好吊篮安装前的准备工作

6.3 到场布置：吊篮运抵施工现场后，将钢丝绳、大绳、绳夹等用施工电梯分别运到楼面。将篮体部分搬运至相应位置的地面;

6.4 悬挂机构的安装、调试

6.4.1 本工程顶层施工面比较复杂，大多数为斜面，全部使用钢丝绳捆绑结构柱进行悬挂安装。

6.4.2 紧固钢丝绳绳夹时，绳夹方向和距离要严格控制，并且要循环紧固，直至符合要求，如图6.1所示。

6.4.3 安装保险绳：将上部固定在屋面及剪力墙的可靠结构上，保险绳弯折处要进行有效保护，防止安全绳的磨损破坏并从上往下放至吊篮边，操作人员将其安全带挂在保险绳上。

6.4.4 检查步骤完成后，在距离上檐子20cm处的安全钢丝绳上安装限位装置。

6.5 悬吊平台的安装、调试

6.5.1 将底板垫高200mm以上平放，各基本节对接处对齐，装上篮片，低的篮片放于工作面一侧，用螺栓连接，预紧后保证整个平台框架平直。

6.5.2 将提升机安装在侧篮两端，安装时注意使安全锁支架朝向平台外侧。

6.5.3 每台吊篮有4根钢丝绳分别悬臂垂下，2根工作用钢丝绳分别穿过提升机用于提升吊篮上、下工作，2根安全用钢丝绳分别穿过安全锁，用于防止吊篮的倾斜和坠落。

6.5.4 装成后均匀紧固全部连接螺栓。

6.6 提升机、安全锁、电器箱的安装

6.6.1 将提升机安装在悬吊平台的安装架上，用手柄、锁销、螺栓固定。

6.6.2 将安全锁安装在安装架上的安装板上，用螺栓紧固（安全锁滚轮朝平台内侧）。

6.6.3 拧下安全锁上的六角螺母，将提升机的上限位行程开关安装在该处。

6.6.4 将电器箱挂在工作平台后篮片的中间空挡处，将电动机插头分别插入电器箱下部相应的插座内。

6.6.5 各航空插头分别插入电器箱下面对应的插座内，所有航空插头在接插过程中必须对准槽口，保证插接到位，以防止虚接损坏。确认无误后连接电源。

6.7 穿绳检查：将电器箱面板上的转换开关拨至待穿钢丝绳的提升机一侧，工作钢丝绳从安全锁的限位轮与挡环中穿过后插入提升机上端孔内，启动上行按钮，提升机即可自动卷绕完成工作钢丝绳的穿绳进位。工作钢丝绳到位后，将自动打开安全锁，然后安全钢丝绳从安全锁的上端孔插入。（另一侧提升机操作过程相同）

6.8 安装重锤：安装时用绳夹在钢丝绳下端离开地面20厘米位置紧固于钢丝绳上，且安全钢丝绳垂直绷紧。

6.9 安装安全绳：在吊篮安装完毕使用以前，必须从屋面垂下一根独立的安全绳，安全绳在楼顶的攀挂点必须牢固，切不可将安全绳攀挂在悬挂机构上面，顶部挂完后安全绳放置于吊篮的中间，自锁器直接安装在安全绳上面。

7 半坡屋面吊篮拆除注意事项

7.1 钢丝绳移位处理

7.1.1 将钢丝绳从提升机和安全锁内抽出，并抽回屋面;再将钢丝绳运到目的楼面垂放，并相应移动吊篮重新穿绳试验。

7.1.2 将吊篮移位安装完毕后，必须报项目部、监理单位验收合格方可投入使用。

7.2 吊篮拆除

7.2.1 将平台停放在平整的地面上，拆下安全钢丝的重锤，退出钢丝绳;

7.2.2 切断电源，分解吊篮篮筐;

7.2.3 将电缆从临时配电箱和吊篮上拆下，并卷成圆盘;

7.2.4 将钢丝绳卸下拉到上方，并卷成圆盘扎紧;

7.2.5 最后拆卸固定钢丝绳的各个位置的绳夹，并做好保护工作;

7.2.6 将拆卸的各种零部件分类收集，集中返还。

8 安全措施

8.1 涉及到高空作业，操作人员必须戴好安全帽、系好安全带，并使安全带与安全绳有效连接。

8.2 操作人员必须身体健康，年满18岁以上能适应高空作业，经过培训，掌握吊篮操作的有关规定，取得监管部门颁发的有效证件，高空作业时不能喝酒，并穿防滑鞋。

8.3 一台吊篮同时作业人员不得超过两人，严禁两人以上升空作业，作业前需对吊篮按照规定进行检查。

8.4 出现雷阵雨、大雾、五级风等恶劣气候天气下，不得使用吊篮进行作业。

8.5 在施工过程中遇到特殊或突发情况时，操作人员首先要镇静，然后采取合理有效的应急措施，果断化解或排除险情，切莫惊慌失措，束手无措，延误排险时机，造成不必要的损失。

8.6 电动吊篮拆装操作过程中存在发生重大安全事故的危险，因此，必须制定一套有效应急救援预案。

8.7 为了能够维持吊篮的性能，延长使用寿命，可靠的保障操作人员的安全，操作人员对日常使用的吊篮进行一定的维护、保养。

9 前景展望

采用钢丝绳抱框架柱或剪力墙的形式进行悬挂搭设吊篮这一方法，解决了特殊屋面无法按照标准方法搭设吊篮的问题。此种方法具有很强的创新性和适用性，且安装过程能够实现流程化，安装拆卸速度较快，灵活性强，可复制程度很高，推广性强，为同类复杂的半坡屋面结构吊篮搭设提供了借鉴性方法。