金属屋面系统檐口铝板施工工法

金属屋面系统檐口铝板施工工法前言金属屋面是指采用金属板材作为屋盖维护材料，将防水层、装饰层合二为一的屋盖形式，其底部支撑结构往往采用钢结构网架形式，可形成宽敞、明亮的大空间、大跨度的室内环境，尤其在檐口部位，可利用自身结构优势，形成大悬挑的飞檐翘角，广泛应用于车站、机场、展馆、体育馆、厂房等现代工业民用建筑中，具有极佳的装饰装修效果。飞檐底部装饰围护材料一般采用吊挂轻质高强的金属板材的方式，但由于该部位一般悬挑尺寸较大，作业人员无稳固的落脚点，施工难度较大，目前国内此类工程节点部位施工，一是在首层地面搭设落地式操作脚手架，为檐口龙骨、铝板安装提供操作平台，但这种方法仅适用于多层建筑且脚手架搭拆工作量很大，项目外观形象差，架体安全管理压力较大，另外，占用室外工作面，管沟等室外作业不能同时开展，对工期要求高的工程项目不适用。二是利用高空作业车（曲臂车）进行施工，此方法适用于单块铝板面积、重量较小的单元铝板施工，因为高空作业车内只能容纳1人站立，若铝板面积较大、重量较大，将难以施工。另外，利用高空作业车，施工效率低下，作业人员会因体位欠佳等环境因素，导致短时间疲劳，工效严重降低。其次，利用高空作业车施工，还会因质检工程师难以接近工程实体，导致工程施工工序缺少监督，施工质量难以保证。国内因檐口铝板（石材）安装质量问题，导致板块坠落伤人的事故屡见不鲜。三是在高层、超高层建筑等无法搭设架体或利用高空车的工程项目，经常利用吊挂、绳索式脚手架进行檐口装饰施工，此方法架体搭设、拆除时安全隐患均极大，难以满足本质安全要求。本文拟采用一种利用滑移式操作平台进行高空安装作业的施工方法。工法特点抗干扰，适用性强。与利用落地式操作脚手架和高空作业车施工相比较，滑移式操作平台基本不受外界干扰，由于悬空作业，无需提供室外作业面，不影响相邻工序施工，可以同步开展作业。安拆便捷，经济效果明显。与其他传统施工方法相比较，滑移式操作平台制作所用材料均取自施工现场，取材便捷，不需要专业人员及设备即可制作、安装及拆卸，制作简单、周期短、耗材少，施工成本、经济效益较其他施工方法具有明显优势。作业效率高。安装檐口金属板属于高空悬空作业，本工法利用光滑的钢丝绳作为滑移轨道，高空移动便捷省力，通过卷扬设备可快速横向移动，4人同时操作，作业工效较高。安全可靠。利用滑移式操作平台施工过程中，为每个操作的工人配备一条独立的安全绳，安全绳材料采用申10（6X19型）钢丝绳，钢丝绳两端在钢结构球节点上固定，每端用不少于3个的绳卡锁紧，作业人员在平台上作业时将安全带系挂在安全绳上；其次，平台与滑索连接的每个吊点均采用双卡环进行连接；另外平台组装焊接完成后全部经过空载、满载、超载实验，与传统施工工艺相比较，较为安全可靠。适用范围本工法适用于金属屋面系统檐口铝板的安装施工。工艺原理4.1本工法利用两根申16,规格6X19的钢丝绳充当平台滑轨。滑索固定在钢结构网架球节点上，并用手拉葫芦张紧，为防止滑索下挠，每隔12.5米距离用手拉葫芦进行上拉，保证滑索水平。4.2平台使用6m长，直径25mm，壁厚2mm材质Q345的圆管做纵向主杆件。平台长6000mm宽800mm高1200mm，平台底部间距500mm间隔焊接圆管横撑，上部焊接间距1000mm的申25的圆管，侧面配申25的圆管斜撑。平台底部四周用150mm高0.6mm后彩钢板做踢脚板。平台底部采用0.6mm厚压型钢板做底面，间隔1000mm用50mm高木条做为平台底部防滑装置，可供4人同时操作。4.3平台提升采用2台1T的卷扬机，卷扬机通过4颗M12化学螺栓固定在混凝土地面上，卷扬机的转换滑轮固定在钢结构球节点上。提升时，用机械将平台移动到需提升部位正下方，平台通过缆绳及卷扬机拉至所需作业高度（滑索钢丝绳位置），将平台四个吊耳通过申20卡环与滑索钢丝绳导轨连接，每个吊耳点设置2个卡环。4.4平台在移动使用时，利用卷扬机实现平台横向滑移。5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程开始T平台材料验收、地面加工T平台验收T人员安全技术交底T网架布署滑索及安全绳T部署转换滑轮及卷扬机T地面移动平台至提升位置T卷扬机提升平台至工作高度T平台穿入滑索钢丝绳T对平台进行安全性能检测T人员进入平台并扣好安全带T电动滑移平台至安装位置T安装铝板、检查质量T结束。5.2操作要点5.2.1平台加工制作操作平台使用6m长，直径25mm，壁厚2mm材质Q345的圆管焊接成网架式样。长6000mm宽800mm高1200mm，平台底部间距500mm间隔焊接圆管横撑，上部焊接间距1000mm的申25的圆管，侧面配申25的圆管斜撑。平台底部四周用150mm高0.6mm后彩钢板做踢脚板。平台底部采用0.6mm厚压型钢板做底面，间隔1000mm用50mm高木条做为平台底部防滑装置。平台总重120kg，可供4人同时操作，平台模型在迈达斯软件进行杆件应力、变形验算，全部在允许范围内。5.2.2滑索及安全绳安装调试本平台滑移轨道采用两根申16(6X19)的钢丝绳充当平台滑轨。滑索固定在钢结构网架球节点上，缠绕部位钢丝绳垫胶皮垫，达到保护网架涂层的作业。滑索用不少于3个的绳卡锁紧，绳卡布置间距不小于300mm，绳头位置设置安全绳结。滑索另一端用5T手动葫芦(代替紧绳器)收紧，收紧后钢丝绳绳头再与钢结构球节点固定锁紧，然后放松手动葫芦。手动葫芦收紧钢丝绳时不宜太紧，避免钢丝绳受到过大的张力；钢丝绳势必会下挠，每隔12米在下挠部位用手动葫芦将钢丝绳往上提，调节钢丝绳与龙骨中间的距离。图5.2.2-2钢丝绳下挠控制图例固定滑索的同时，固定施工时用的安全绳，安全绳材料采用申10(6X19)钢丝绳，钢丝绳两端在钢结构球节点上固定，每端用不少于3个的绳卡锁紧，绳卡布置间距不小于300mm，绳头位置设置安全绳结。安全绳拉设的数量根据平台内施工人数而定，平台内每个操作的工人配一条独立的安全绳。滑索、安全绳沿檐口方向拉设。5.2.3平台实验检测及提升转换连接平台正式提升前，卷扬机及操作平台应经空载运行试验、额定载重运行试验、偏载运行实验检验平台及构配件的强度及稳定性。卷扬机空载运行试验：平台在不小于5米的行程中升降，测试升降速度和电动机功率试验三次，将试验结果记入平台运行试验记录表。额定载重运行试验：平台内均布额定载重，不小于5米的行程中升降，测试升降速度和电动机功率。试验三次，将试验结果记入平台运行试验记录表。悬吊平台内将额定载重分别处于左、右偏载位置，不小于5米的行程中升降，测试升降速度和电动机功率，试验三次，将试验结果记入平台运行试验记录表。经过实验检测合格后，平台方可正式提升，平台提升采用2台1T的卷扬机，卷扬机通过4颗M12化学螺栓固定在混凝土地面上，卷扬机的转换滑轮固定在钢结构球节点上。平台提升前，利用机械设备将平台移动到需提升部位正下方，平台通过缆绳及卷扬机拉至所需作业高度（滑索钢丝绳位置），将平台四个吊耳通过申20卡环与滑索钢丝绳导轨连接，每个吊耳点设置2个卡环。平台升降过程中不得与建筑物碰撞，遇突出部位时，可临时设人员在突出部位处配合将平台推开避免碰撞。平台升降过程中，必须保持缆绳与地面垂直，不准斜拉。平台顶面与铝单板龙骨底面保持500mm左右的间距。檐口龙骨倾斜角度较大时，适当调整平台高低端与钢龙骨支架的间距，减小平台的倾斜角度，平台最大倾斜角度＜30°。在平台安装就位后，为增加平台的稳定性，在平台四个角分别用四根直径为16mm的尼龙绳与网架节点连接牢固，保证平台不晃动。平台提升就位，将滑索穿入8个卸扣吊点后，应观察平台及悬吊机构的工作情况，外观检查有无异常及变形情况，并在不上人的情况下进行静态满载及滑移满载实验3次，并按表1填写调试检查记录后方可上人使用。表1平台调试检查表设备型号设备编号检杳须目判定悬静态满载头验结果

挂机构滑移满载实验结果螺栓、绳夹是否松动钢丝绳是否有断丝、拉结尼龙绳绳是否有断丝、拉结桁架支座是否扭曲变形自制平台螺栓是否松动各操作按钮是否正常漏电保护开关动作是否正常电源是否反接各限位开关动作是否正常安全锁动作是否正常升降机动作是否正常卷扬机是否工作正常滚轮转动是否顺畅其它5.2.4操作平台滑移使用操作人员进入平台后，应及时将防坠安全带系挂在上部安全绳上，作业人员在完成一处铝板安装，需要滑移至相邻位置时，首先需要拆解相邻的上提手拉葫芦装置，然后进行电动滑移，滑移时应控制速度，匀速滑移，平台滑移至相邻部位后，再恢复拆除的上提手拉葫芦，以调节滑索系统与作业面之间的距离。当平台滑移到距离轨道尽头3米的位置，不得再进行移动，施工人员需从平台内全部移动到结构安全部位，将平台降至地面，移动到下一水平滑移区域，再提升至工作面（重复平台提升移动步骤）。5.2.5平台下落及地面移动平台拆除的基本流程为：降落平台i钢丝绳完全松弛卸载i拆卸钢丝绳i拆除电气系统j拆卸平台其它配件j材料清理。首先固定卷扬机与平台的连接，并缓慢收紧，使平台与滑索之间的连接放松。由地面工作人员通过缆绳控制平台使之在垂直方向不发生位移，再由平台内的作业人员松开平台与滑索之间的连接。平台内的工作人员通过爬梯进到网架马道上，严禁。地面工作人员通过卷扬机，控制缆绳将平台缓慢下降到地面。拆除平台、吊环各组件，并将零件堆放整齐。拆出网架连接件(滑索、安全绳等)，堆放整齐，再由人力通过缆绳将零件缓慢下降至地面，严禁从高空扔至地面。将所有材料设备在地面运输至下一个施工部位对应的地面位置。6.材料与设备6.1材料性能滑移式操作平台所用的材料应符合国家现行产品标准的规定，应有出厂合格证和性能检测报告，其物理力学性能和耐候性能应符合设计要求。6.1.1钢丝绳及绳卡滑移操作平台中使用的滑索及安全绳分别采用申16(6X19)及申10(6X19)规格的钢丝绳，质量标准符合《起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废》(GB/T5972-2016)等规范要求。断丝、磨损、腐蚀程度不超过报废标准，不出现拧扭死结、死弯、压扁、股松明显、波浪形、钢丝外飞、绳芯挤出以及断股等现象。钢丝绳采用编结固接时，编结部分的长度不得小于钢丝绳直径的20倍，并不应小于300mm，其编结部分应捆扌呕田钢丝。当采用绳卡固接时，应采用与钢丝绳直径匹配的绳卡。最后一个绳卡距绳头的长度不得小于140mm，绳卡滑鞍(夹板)应在钢丝绳承载时受力的一侧，“U”形螺栓应在钢丝绳的尾端，不得正反交错。绳卡初次固定后，应待钢丝绳受力后再度紧固，并宜拧紧到使两绳直径高度压扁1/3。作业中应经常检查紧固情况。6.1.2卡环卡环规格为申20，材质应为碳钢、合金钢、不锈钢以及高强度钢，应选用镇静钢，不能使用铸铁或铸钢，表面应光滑平整，无裂纹、锐边、过烧等质量缺陷。卡环表面不能出现严重的磨损、变形或疲劳裂纹，并且严禁私自焊接修复。使用时要严格遵守额定载荷，严禁卡环侧向受力及超载使用。在扣体上应标明强度等级以及安全负荷等标记，若出现明显的永久变形，或者轴销转动不灵活、扣体和轴销上任何一处截面的磨损量为原尺寸的10%以上或者不能闭锁等情况应及时报废。6.1.3平台焊接用圆管钢管应采用直径25mm，壁厚2mm，钢材材质为Q345直缝焊接钢管，焊缝应采用全熔透对接焊缝并应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661中关于一级焊缝质量检验标准;也可采用无缝钢管，钢管质量应符合现行国家标准《结构用无缝钢管》GB/T8162的有关规定。钢管的强度设计值和强屈比、伸长率、冷弯性能、可焊性等物理性能指标，应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017、《碳素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T1591的有关规定执行。设备机械配备本工法现场所用的主要施工设备有：汽车吊、电焊机、切割机、手动葫芦、卷扬机、钢丝绳、滑轮等，详见下表2述,其余小件工具如安全帽、卷尺、工具箱等由各安装队准备。表2滑移式操作平台设备投入计划表序号设备名称数量单位型号备注1汽车吊1台25T地面转移平台2电焊机1台直流焊机焊接平台3手动胡户16台5t张紧钢丝绳4尼龙绳20根①16工作时固定平台5卷扬机4台1T提升平台用滑轮205T卡环40滑移用吊绳10①10钢丝绳平台提升钢丝绳切割机东城FF02-355滑轮205T卡环40滑移用吊绳10①10钢丝绳平台提升钢丝绳切割机东城FF02-355型切割圆管用7.质量控制7.1工程质量控制标准铝板施工所用的龙骨型材及辅件的品种、规格、型号、安装间距、连接形式必须符合深化设计和国家现行相关标准的规定，所用金属件，必须进行相应的防锈、防腐、防火处理，用螺栓、自攻钉连接的部位应加有抗耐热、耐磨垫片，不同金属材料相接触部位应有防腐蚀措施，与铝合金件固定的紧固件必须为不锈钢件。焊接连接的龙骨杆件焊缝尺寸必须符合设计及相关规范要求，无焊缝缺陷，并经隐蔽工程验收。铝板面层材料的材质、品种、规格、图案、颜色、性能应符合设计要求及国家现行标准的有关规定，尺寸准确，表面无铝屑、毛刺、砸压变形、表面无凹坑、麻点、返锈、划痕，颜色一致，洁净美观。所用结构胶、防水密封胶，密封条必须与所接触的材料相容，并在贮存、使用保质期内。铝板安装的表面平整度、接缝直线度、接缝高低差、坡度、搭接尺寸、朝向符合设计要求，有造型要求的群体成行成线无错位，表面无翘曲、无划伤、划痕，色泽一致，洁净、美观无污染。必须满足水密性、气密性、冷凝水排泄系统必须畅通。面板上的灯具、烟感器、喷淋头、风口篦子和检修口等设备设施的位置应合理美观，与面板的接缝应吻合严密。在铝板安装过程中，应随时检查安装质量，龙骨、铝板、打胶一次完成，并进行质量验收。滑移操作平台杆件焊接质量控制为本工法的质量控制关键点，焊缝应饱满、无焊接质量缺陷，应采用全融透的相贯焊缝，有条件的应进行焊缝探伤检测。平台安装调试完成后应经有资质的第三方检测单位进行检测并出具整机检测报告。8.安全措施安全绳、滑索钢丝、卷扬机及其他辅助配件进场手续必须齐全，要有正规的合格证，必须通过计算合格后才可投入使用；进场的时候到总包备案。机具、构件、材料进场要有完备的资料，投入使用前需经过验收。8.3滑索钢丝、安全绳两端与刚结构固定点至少缠绕2周并用不少于3个卡扣锁死。8.4安全用具、自制平台、钢丝绳、卡扣必须每天检查并有检查记录。8.5自制平台使用下方拉设警戒线并有明确标识，应考虑风力因素，警戒线拉设范围足够宽，平台使用时必须有专职安全员蹲点监督，确保工人安全带时时刻刻挂在安全绳上和监控施工区域下方的行人。表3:日常巡检记录表序号名称控制项目备注1自制平台材料材料质保书、合格证规格、型号2卷扬机绳轮结构传动系统电器系统安全装置试运行3滑索钢丝质保书、合格证检杳直径不圆度不松散检杳外观检查捻距的测量4滑轮滑轮直径施工用的卷扬机在使用前必须到管理部门备案，卷扬机、自制操作平台必须经现场安全监理单位验收许可以后方可使用。进入平台的人员必须载好安全帽，系好安全带，安全带必须是双钩安全带，并将安全带扣在安全绳上。酒后、过度疲劳、情绪异常者不得上岗，操作人员上岗前，必须经培训和技术指导、安全教育。工作前，必须按检验项目对平台逐项进行检验，平台严禁带病操作。使用中严格执行安全操作规程，杜绝违章作业，使用后做好维护保养工作；每天上班前，由专业人员对平台悬挑结构、配件连接进行检查；平台严禁超载（平台的载重包括人员的重量在内），平台两侧要有明显的限载重和限人数标识，且载荷在平台全长上应基本均匀。当施工高度较高及前梁伸出长度超过规定的范围时，平台的载重必须减少，风力较大时，还必须考虑风压的影响（相当于增加平台的载重量）；平台作业，应将平台与相应层位的构造相连，减少晃动。9.环保措施施工现场各类材料的包装盒、包装袋、保护膜应集中袋装收纳，每班结束后，应指定专人从工作面运下，转入现场垃圾消纳场，严禁在金属屋面上堆积丢弃，造成环境污染。施工现场高空焊接作业，容易造成大气环境污染，焊渣滴落容易引发消防火灾事故，在吊顶工程深化设计时，应尽可能少的采用焊接连接节点，多采用栓接形式，无法避免时，应在焊接作业点配备焊烟吸收装置，焊点下方配备接火盆，为作业工人配备必要的个人防护用具。加强机械设备的维修保养，保证机械设备的完好率，确保施工噪声达到环境保护标准要求。进入施工现场的机械车辆少鸣笛、不急刹、不带故障运行，减少噪声，采购机械设备时应购置低噪声设备、环境友好型设施设备并搭设噪音屏蔽棚。对施工便道指定专人定期进行洒水清扫，防止机动车辆通过时扬尘。对施工范围内的植被和绿化设施要进行必要的保护措施，在施工期间造成的不可避免的破坏，待施工结束后严格按照规范要求重新进行绿化和恢复。10.效益分析本工法主要应用在具有高大檐口的铁路站房、机场、展馆、体育馆、厂房等现代工业民用建筑中，施工成本效益、作业效率、本质安全水平均提升显著，解决了传统施工工艺需要搭设大体量脚手架的弊端，不占用相邻施工工序作业面，可以上下同步开展作业，对于工期任务紧张的工程项目尤其适用。其次，本工法采用滑索移动的方式进行人员、材料的水平运输，速度快、效率高，避免了传统吊篮脚手架重复升降、组装、搭拆的耗时方式，滑移式作业平台一次架设后，可一次完成50米范围内的金属板块施工，效率大大提升另外，对于超高层建筑超长檐口提供了一种全新的施工方法，传统的吊挂、绳索式架体搭拆存在较高风险，难以保证作业人员安全。本工法的应用，可以大幅降低施工措施费用、提升作业效率。每部滑移式操作平台制作成本：圆管（40米）、钢丝绳（100米）、卡环（8个）、压型钢板2平米、滑轮1组、卷扬机1台，耗费工时4工时，每部平台的材料费、人工费、机械费大约为10000元。采用滑移式操作平台，每一个平台上4人，每班按8小时，经实践测算，每部平台每天可完成近40平米龙骨、板块、注胶作业。10.3以海西商务写字楼工程来计，檐口建筑面积4000平方米，高度23米，按照传统工艺，搭设步距1500mm，跨距1800mm落地式脚手架计算，工期50天（含搭拆脚手架时间），施工措施费用（含架体租赁费用）大约为140万元。采用本工法中滑移式操作平台，仅需布置6部平台，施工措施费用为10000X6=6万元，工期可缩短至30天（含平台安装）。综上所述，通过应用本工法，可节省施工措施费用140万-6万=134万元，节省有效工期20余天，具有较好的经济社会效益。表4每部滑移式操作平台施工措施费预算明细钢管材料费钢丝绳材料费滑轮、卡环、压型钢板、辅材等人工费机械费等20元/米X4054元/米X1001000元4X4004X300800元5400元1000元1600元1200元合计10000元/台表5满堂式操作脚手架施工措施费用预算明细（以海西商务与字楼为例）架体体积架体搭设参数每天架体钢管租赁费工期内费用搭设、拆除人工费、机械费23米X4000平米1.5X1.8200000米X0.1250x2400012*800*15+5600092000立方1.65米/立方24000元1200000元200000元合计1400000元表6与传统施工方法经济效益对比（以海西商务与字楼为例）工效措施费工期滑移式施工方法40平米（每部）10000x6=60000元30（含平台加工安装时间）天传统施工方法8平米/人/天1400000元50（含架体搭设拆除时间）天11.应用实例11.1