屋面及外立面异形条件下吊篮非常规安装方法探析

于海祥，李治强

（重庆建工集团股份有限公司，重庆 400080）

0 引言

高处作业吊篮是一种悬挂机构架设于建筑物或构筑物上，提升机驱动悬吊平台通过钢丝绳沿立面上下运行的非常规悬挂设备。吊篮作为一种特殊形式的脚手架，与其他脚手架相比具有安拆方便快捷、操作简单、移位容易、作业高效、占地面积小等特点。在高层及多层建筑物的外墙装饰施工中得到了广泛应用，在市政工程中，大型烟囱、水坝、桥梁等的装饰、检查、保养及维修中也离不开高处作业吊篮[1]。高处作业吊篮主要分为有配重型传统吊篮和无配重型新型吊篮。目前市场上主流采用电动提升式ZLP 系列高处作业吊篮，这类吊篮主要由悬挂机构、悬吊平台、提升机、电气控制系统、安全保护装置、工作钢丝绳和安全钢丝绳组成[2]。一般无装饰性结构设计的传统建筑平屋面，通常采用常规吊篮安装方法（悬挂机构加配重块），其主要受力装置为设置于结构物上的三角桁架式悬挂机构（通过标准前支腿和标准后配重支腿支设于结构物上）（图1），施工难度不大，产品工业化程度高，部件均为标准构件，装拆方便，便于安全管理。

图1 ZPL 高处作业吊篮楼（屋）面常规安装方式

近年来，随着国内建筑设计的不断发展，民众对建筑造型的审美标准不断提高，出现很多非传统装饰效果屋面、花架造型及异型女儿墙设计，导致建筑外立面施工及吊篮安装面临极大挑战。而屋面花架、坡屋面、高女儿墙等造型复杂，甚至外立面出现异常外凸或内收，若采用常规吊篮安装方法，吊篮悬挂机构、配重架的定位及安装无法保证，复杂立面条件下吊篮无法垂直升降。因此，探讨、推广异型屋面结构、复杂外立面条件下吊篮安装十分必要。

吊篮作业具有危险性高、事故后果严重等特点，吊篮作业发生事故极易造成人员伤亡。为规范吊篮作业管理，降低吊篮作业风险，本文对异形屋面、复杂外立面非常规吊篮安装方法进行分析、探讨，并提出吊篮安装管理的要点，为类似工程提供参考。

1 斜坡屋面（天沟）吊篮安装

近些年来住宅建筑越来越多采用斜屋面，此时常规吊篮的悬挂结构已无法支设于斜屋面上，悬挂平台需寻求新的悬挂方式，根据斜屋面的结构特点，此类吊篮又分为如下搭设方式。

1.1 斜屋面外挑长度适中

斜屋面外挑长度适中时，从屋面悬挑结构的外端直接悬挂吊篮能满足外墙作业。此时，钢丝绳的具体生根方式需根据屋面结构构件的实际情况确定，一般可在斜坡屋面结构梁（或板）上打孔安装，将吊篮的主、副钢丝绳穿过孔洞，上末端采用吊篮专用卡托与方钢配合，可靠固定在斜坡屋面结构梁（或板）上，以斜坡屋面结构代替混凝土配重，钢丝绳置于斜屋面上，沿挑檐边缘下垂悬吊篮筐，如图2 所示。这种设置方式下，檐口处需设置固定钢丝绳的卡环，防止钢丝绳滑移。

图2 斜屋面打孔安装吊篮示意图

1.2 斜屋面外挑长度较大

斜屋面檐口离外墙面水平距离较远，钢丝绳沿挑檐边缘下垂悬吊篮筐不能满足外墙作业。此时，采用在屋面结构板上打孔安装，将吊篮的主、副钢丝绳穿过孔洞，上末端采用吊篮专用卡托与方钢配合可靠固定在结构板上，以结构板代替专用悬挂机构，钢丝绳从打孔处顺下悬吊篮筐，如图3 所示。

图3 水平结构板打孔安装吊篮示意图

1.3 斜屋面外挑长度较小

斜屋面檐口离外墙面垂直距离较近，钢丝绳沿挑檐边缘下垂悬吊篮筐不能满足外墙作业。此时，吊篮钢丝绳生根可采用本文第1.1 节中的方式固定，同时在边梁（或檐口）上加设牛腿支架和固定滑轮（参照本文第5 章要求操作），增加吊篮离墙体的距离达到施工要求。

以上三种悬挂吊篮的方法都属于免悬挂机构的方法，其优点在于充分利用屋面既有的结构构件作为悬挂钢丝绳的生根点，无需使用悬挂架，避免了悬挂架的倾覆风险。但实施中需注意：1）钢丝绳需穿越既有结构构件，应采取后封堵措施，减少后期渗漏隐患；2）工作钢丝绳需多次转折绕行，需做好转折处的柔性防护，避免钢丝绳转折破坏；3）钢丝绳的锚固端需通过吊篮专用方钢管与卡托固定于既有结构物上，其固定应稳固，钢丝绳尾端绳夹固定方式应规范。

2 花架屋面吊篮安装

屋面设置各种类型的花架是近些年来屋面经常采用的建筑处理方法，这给常规吊篮的设置带来了一些困难，实际工程中可根据花架结构的实际特点充分利用花架梁作为悬挂机构的受力点。花架屋面吊篮安装主要有如下几种方式。

2.1 前后支点均固定于花架梁上

利用屋面花架梁构造，将吊篮横梁直接固定在结构花架混凝土梁（或钢梁）上，前支点采用加长螺栓、槽钢抱箍形式固定于结构边梁上，吊篮横梁支臂后端采用钢丝绳环抱底部花架梁，形成稳定的受力体系，从而取消吊篮配重及支架（图4a）。

图4 吊篮横梁支架固定于屋面花架梁安装示意图

2.2 花架梁上单点支撑设置方式

当屋面为多层花架梁，且吊篮后臂无法直接固定于花架梁时，可将吊横梁直接设置在花架梁上，前支点采用加长螺栓、槽钢抱箍形式固定于结构边梁上，吊篮横梁支臂后端采用钢丝绳反向斜拉底部花架梁[3]，形成稳定的反拉力体系从而取消吊篮配重及后部支架（图4b）。为确保反拉力体系的稳定性，斜拉钢丝绳应采用花篮螺栓调节收紧。

以上方法可满足外立面施工的同时进行屋面施工，有效利用了屋面花架结构作为悬挑结构的承力点，并且达到节省工期的目的。但须注意的是：1）当吊篮横梁搁置于花架梁上时应采取必要的限位、固定措施，确保前支点的可靠性；2）花架梁上单点支撑时，由于尾部采取了花篮螺栓钢丝绳斜拉，此时缺乏刚性支撑，应注意防止吊篮的反向倾覆，花篮螺栓紧固程度不可过量。

2.3 花架顶面设置悬挂机构

当屋面花架平整规则时，可将花架梁上满铺分配梁（必要时增加的型钢横梁）与脚手板，在脚手板上搭设传统吊篮。根据吊篮选型、吊篮布置和花架梁间距等进行受力验算确定脚手板厚度。所有脚手板应采用钢丝将其连成整体，并用钢筋锁压固定在花架梁上，确保脚手板不存在悬挑板、探头板和无移位情况，且应在结构边梁上设置一圈安全防护。

3 高女儿墙吊篮安装

3.1 跨越女儿墙的常规安装方法

屋面女儿墙较高或者外立面超出屋面较高，传统吊篮支架高度不够，无法满足外墙施工。为适应作业环境的要求可通过调节插杆的高度来调节前后梁的高度，调节高度一般为1.15～1.75 m，在此范围内可增加吊篮前支架高度，满足吊篮跨越女儿墙时的安装高度，当吊篮前支架高度增加时，应根据受力验算设置双立杆或斜撑等抗倾覆措施，保证前支架的整体稳定性。后支架采用钢丝绳接长，配重仍搁置于屋面。这种方法虽然采取了加长前后支架高度的方法，但仍属于常规安装方法。

3.2 满堂支架搭设法

当屋面仅为少部分女儿墙较高（或少许外立面局部超出屋面较高），可直接在屋面搭设脚手架支撑平台，将吊篮横梁固定于平台上，吊篮后臂仍需按照常规方式设置配重，如图5 所示。支撑平台纵横立杆间距、水平杆步距需进行受力验算，确保支撑平台的承载力和稳定性。

图5 吊篮横梁置于支撑平台安装示意图

架体跨距可根据吊篮悬挂机构的跨度模数进行分段，每组架体针对吊篮独立受力。这一做法有利于悬挂机构的平行固定，保证架体对支架后梁形成有效支撑，避免悬挂机构落空前翘。同时架体分段搭设可使架体形成小方块集群，也可通过平面组合满足弧线布置需求。

4 采光井吊篮安装

采光井宽度不大时，可采用工字钢或专用方钢（需满足受力验算）横跨安装在采光井短方向两边女儿墙上，作为吊篮悬挂支点，如图6 所示。每台吊篮放置2 根钢梁，用4 颗钢丝绳绳卡卡牢钢丝绳（钢丝绳缠绕工字钢3 圈，塑胶管软保护）悬挂篮筐。在钢梁与女儿墙接触处左右两边用不小于Φ16×300 的钢筋植筋固定，防止工字钢（或专用方钢）侧滑。这种方式简便、可靠，但应做好受力型钢的限位措施，且钢丝绳缠绕钢梁时要做好软防护，端部绳卡要设置规范。

图6 采光井处吊篮安装示意图

5 主体结构施工期间吊篮安装

高层建筑工期紧，上部进行主体结构施工时，下部需插入砌体及外墙装饰施工，此时吊篮无法安装在屋面，只能安装在楼层中，由于高层建筑多为框剪结构，建筑物外围剪力墙较多，在主体结构墙面大面积开孔，会影响结构受力，因此传统的吊篮施工工艺无法满足施工要求。此时在建筑主体结构上设置有向外延伸的牛腿支架，支架端部设置一个固定滑轮，在剪力墙上钻孔，工作钢丝绳和安全钢丝绳穿过孔洞，上末端采用吊篮专用卡托与方钢配合固定在剪力墙内侧，钢丝绳沿支架端部固定滑轮下垂悬挂篮筐，如图7 所示。

图7 牛腿支架吊篮安装示意图

牛腿支架采用两根槽钢及钢板焊接形成三角形支架，钢板上预留4 个M14 螺栓孔，以便在剪力墙上固定。在槽钢悬挑端端部焊接安装钢丝绳的固定环，钢丝绳和固定环之间设置柔性防磨垫圈，减少钢丝绳的磨损（图7b）。

6 倾斜外立面吊篮安装

根据施工进度吊篮可安装于屋面层或者中间楼层，安装时结合建筑物实际情况可参照前述章节方式进行安装。由于受外墙倾斜的影响，篮筐离外墙的距离将会不断变化，为满足施工要求可在适当位置加设牛腿支架及钢丝绳固定环（做法同第5 章）调整篮筐与外墙间的距离，满足施工需求，如图8 所示。

图8 倾斜外立面吊篮安装示意图

7 吊篮安装注意要点

1）吊篮安装前根据危大工程管理要求编制专项施工方案，当作业面为异形、复杂或无法按产品说明书要求安装的高处作业吊篮工程，属于超过一定规模的危大工程，根据相关规定必须组织专家对专项施工方案进行论证；

2）安装作业前，作业人员应仔细学习施工方案，明确分工及岗位职责，熟悉安装程序和安全注意事项；

3）作业人员必须严格遵守安全技术操作规程，持证上岗，严禁违章作业；

4）吊篮搭设必须遵循方案及使用说明书的程序和步骤，确保施工安全；

5）进场安装前，设备产权单位应提供营业执照、高处作业吊篮合格证、高处作业吊篮型式检验报告、钢丝绳质量证明、安全绳检测报告、安全锁校验证明、安装人员资格证、租赁合同等，确保安装单位、安装人员、安装产品符合要求；

6）吊篮到场后，应核对吊篮合格证信息，并对安全锁、钢丝绳、安全绳及吊篮本体进行验收，确保到场产品合格；

7）安装结束后，应由吊篮产权单位现场进行自检，自检合格以后，总承包单位组织产权单位、使用单位、监理单位进行验收。重点检查吊篮的安装位置、结构的组装情况，配重、安全绳、安全锁、电气装置的灵活完好情况等；

8）钢丝绳在混凝土结构、钢梁、工字钢、矩管等绑扎固定时，钢丝绳缠绕不少于3 圈，钢丝绳绳卡不少于4 颗，钢丝绳与混凝土、钢梁、工字钢等接触摩擦部位应设置柔性防磨保护，使用过程中安排专人定期检查钢丝绳的磨损及卡托的松紧情况；

9）移位后验收应按照初次验收步骤，严格落实各项验收要求。

8 结语

本文结合工程具体情况，分析不同屋面形式下及不同外立面情况下的吊篮安装方式。通过对吊篮悬挂系统进行简单改造，满足了电动吊篮的安装使用需求，改造后的悬挂机构安全可靠，能适应立面多变、平面不规则的建筑工程施工需求。文中介绍的几种吊篮安装方式可满足大部分建筑吊篮使用场景，在保证施工安全、质量的前提下不但可以节省施工费用，还可以节省工期。具体施工时需结合工程结构形式、节点工期等，选择不同的安装方式，充分地发挥各种安装形式的优点。

当前吊篮行业产品同质化严重，建筑业作为我国支柱产业之一，高处作业吊篮仍将有巨大的市场空间。随着数字化与智能化的发展，建立信息管理系统，通过吊篮智能化提高自身产品维度，安全管理服务数字化升级，“智慧吊篮”技术将革新传统工程管理反应机制，人工智能安全监管将代替传统人力监管，解决吊篮施工人员安全和吊篮设备管理问题，从而提升高处作业吊篮施工安全。