建筑行业无配重悬挑装置式吊篮施工工法

无配重悬挑装置式吊篮施工工法前言随着建筑业快速发展，建筑施工企业都在研究如何提高效率，保证工期履约，工序穿插已是普遍现象，外墙保温提前插入施工能有效缩短工期。建筑楼房外檐造型复杂，施工业务量越来越大，高处作业设备需求量逐步增加。住宅多为剪力墙结构，空间狭小，无处安装传统带配重式吊篮，该工法在中海锦城小区20#-25#楼、27#-30#楼及地下车库项目工程成功应用，2020年受疫情影响，项目工期严重滞后，项目人员策划部署，在主体结构未封顶的情况下，提前插入外墙保温施工，项目技术团队通过技术攻关，研发设计了一种无配重式悬挑装置式吊篮施工方法，但是却面临这类吊篮运行时与外墙距离无法控制，以及如何实现外檐分段施工不影响其它工序穿插的难题。通过以研发新型悬挑装置做为支点，将钢丝绳的力传导至剪力墙或花架梁上以及屋面女儿墙上，成功解决了吊篮运行时与外墙的距离控制难题，通过采用外墙预埋连接点，有效实现外檐分段施工的目标，大大节约了工期。无配重悬挑装置式吊篮体积小、重量轻、搬运简便，施工适用性强，成本低、安全可靠又节能环保，通过总结形成了一套施工方法，适用于各种建筑物或构筑物场地，推广使用前景广阔。工法特点2.0.1该工法通过无配重悬挑装置式吊篮的安装，具有节省配重空间的特点；2.0.2该工法可以同时进行屋面防水铺贴、外墙保温层施工，具有工序可穿插优越性较明显的特点。2.0.2该工法通过无配重悬挑装置式吊篮的安装，能有效解决传统吊篮在剪力墙结构楼层内配重占空间较大，安装不便的特点。2.0.3该工法通过优化无配重悬挑吊篮装置，具有在楼栋中间层外墙上穿墙安装、可以分段插入外墙保温施工的特点。2.0.4该工法具有安全性高的特点。2.0.5该工法具有节约工期的特点。适用范围适用于各种外檐造型复杂、外墙作业工期紧迫的外立面装饰施工。工艺原理通过提前深化设计，并进行抗倾覆等安全验算。待验算通过后，首先进行测量定位，根据吊篮悬挂位置采用M10膨胀螺丝将底座固定在屋面女儿墙上，通过在楼栋中上部楼层外墙剪力墙上预埋套管，待剪力墙拆模后达到安装强度后，安装穿墙式吊篮悬挑装置，钢丝绳一端通过预留安装孔位位置固定在剪力墙上（利用原有主体螺栓孔或缠绕于剪力墙、钢筋混凝土柱上）。之后对悬挂平台的安装并调整，随后开始安全锁及提升机的安装，电气箱安装完毕后，进行通电、检查。吊篮安装完成后，在正式使用前应认真检查各部位是否符合安装要求，并进行使用前的检查和调整，经调整正常后，进行吊篮专项验收，验收合格后，投入使用。工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程5.2操作要点5.2.1方案设计（1）带底座式无配重吊篮悬挑装置由底座、挑梁、立柱、拉杆、钢丝绳等组件组成。底座用膨胀螺丝安装在屋面女儿墙上，钢丝绳一端通过吊篮悬挑装置，固定在剪力墙或是屋面花架梁上，另一端与吊篮连接。适用于主体封顶后外墙保温施工时安装。护套挑梁底座立柱斜拉杆护套挑梁底座立柱斜拉杆图5.2.1-1带底座式无配重吊篮悬挑装置（2）穿墙式吊篮悬挑装置由挑梁、立柱、穿墙固定片、穿墙螺栓、斜拉杆等主要部分组成。适用于主体结构未封顶外墙保温提前插入施工，通过在楼栋中上部楼层外墙剪力墙上预埋套管，待剪力墙拆模后达到安装强度后，安装穿墙式吊篮悬挑装置。钢丝绳一端通过吊篮悬挑装置，固定在室内剪力墙或梁上，另一端与吊篮连接。挑梁2.穿墙固定片3.立柱4.斜拉杆5.穿墙螺栓图5.2.1-2不带底座式无配重吊篮悬挑装置（2）吊篮悬挑装置参数：序号名称规格1挑梁矩形钢管70X50X4.02底座扁钢-50X53立柱双角钢L50X54斜拉杆扁钢-50X5L1（mm）1010L2（mm）240L（mm）12505.2.2安全验算根据《高处作业吊篮》GB/T19155-2017规定，吊篮的主参数用额定载重量表示：计算简图见下图：图5.2.2-1悬挂计算受力简图吊篮载重600kg，即约6kN；吊篮及钢丝绳重400kg，即约4KN；2W=6+4=10kN。采用4X31SW+FC-8.3双根钢丝绳，单根钢丝绳最小破断力为52KN。伸臂为矩形钢管70X50X4.0，斜拉杆和立柱为双角钢L50X5，均为Q235级钢材，屈服点为215N/mm2，抗剪强度为125N/mm2。CD轴向拉力：DP轴向拉力：1)抗倾覆验算(以A为支撑点)倾覆力矩为：（W+P）×（L+0.1）=10×1.35=13.5kN·m抗倾覆力矩为：当安全系数取2.0，；此时，绳子拉力sinα≥0.721，此时，α≥46.05°。内侧斜拉钢丝绳锚固点，距离支点A距离LAE不得小于380mm.2）混凝土局部受压计算：本案例中所采用吊篮型号为ZLPW630：篮体自重400kg,额定载重量600kg，单根钢丝绳受力F=5kN钢丝绳固定孔处混凝土受压承载力应按下式计算：NV≤1.35βbβlfcbd式中：NV-单个锚固孔所承受的剪力设计值（N）；βb-螺栓孔混凝土受荷计算系数，取0.39；βl-混凝土局部承压提高系数，取1.73；fc-提升时混凝土龄期试块轴心抗压强度设计值（C30混凝土），fc=14.3（N/mm2）b-混凝土外墙的厚度，以墙梁厚度为200mm为例，b=200mm。d-锚固钢丝绳直径，以直径8.3钢丝绳为例，d=8.3mm。经计算：钢丝绳固定孔处混凝土受压承载力Nv=21.62kN，钢丝绳节点承受最大拉力F=5kN钢丝绳固定孔处混凝土受压承载力符合规范要求。3）女儿墙混凝土受压计算：本案例按女儿墙200mm宽为例计算：女儿墙为全现浇混凝土外墙,混凝土强度为C30。吊篮型号为ZLPW630：篮体自重400kg,额定载重量600kg。受力分析计算如下图所示：图5.2.2-2女儿墙受压计算分析受力单个三脚架上吊篮工作钢丝绳承载力P=10KN，工作钢丝绳通过三脚架前端转向滑轮，传力至三脚架顶端，F1′=10KN；通过计算，固定钢丝绳受力F2′=40.28cotα，三脚架下支点底座承受压力F=F1′+F2′=10+40.28cotα。三角架对女儿墙混凝土平面的压力为F=10+40.28cotα带底座式吊篮悬挑装置底座由两个角钢受力，角钢型号L50*5mm,女儿墙200mm宽如下图：图5.2.2-3带底座式吊篮悬挑装置底座安装照片吊篮悬挑装置底座处角钢受力面积为：50mm*2*200mm＝20000mm2=2m2，C3O混凝土轴心抗压强度为14.3N/mm2，所以吊篮悬挑装置底座处女儿墙处承重为20000mm2*14.3N/mm2=286KN。经计算，当钢丝绳与竖向截面角度α≥8.5°，女儿墙完全满足上述三角架对混凝土平面的压力。5.2.3测量定位（1）安装在女儿墙上：根据吊篮悬挂位置采用M10膨胀螺丝将底座固定在屋面女儿墙上，随着吊篮位置的变动，可重新固定底座位置。（2）穿墙式吊篮悬挑装置安装在中上部楼层：每个吊篮悬挑装置在剪力墙上预留两个孔位①挑梁孔位Φ150mm，②钢丝绳孔位Φ100mm，洞间距400mm，最上部孔位距地1500mm。5.2.4安装悬挑装置（1）如果外架是附着式提升脚手架（以下简称爬架），在爬架提升通过预留孔洞楼层时，利用架体与主体结构的空隙在架体提升过程中，将吊篮悬挑装置的矩形钢管、斜拉杆及穿墙固定片通过预留在剪力墙上的孔洞用穿墙螺栓固定在剪力墙上。安装时需要两个人在楼内外配合安装。钢丝绳一端固定在楼内剪力墙上，另一端预留足够长度，待外墙施工时与悬吊平台固定。（2）如果外架是钢管脚手架，在架体拆除前在外墙上直接安装穿墙式吊篮悬挑装置，安装时需要两个人在楼内外配合安装。钢丝绳一端固定在楼内剪力墙上，另一端预留足够长度，待外墙施工时与悬吊平台固定。（3）悬挑装置的安装示意图图5.2.4-1安装悬挑装置剖面图1将悬挑装置吊运至建筑物待安装楼层后，在预留定位的剪力墙（或其它结构柱、墙）上安装。图5.2.4-2安装悬挑装置剖面图2图5.2.4-3安装悬挑装置连墙件立面示意图5.2.5固定钢丝绳（1）钢丝绳一端通过预留安装孔位位置固定在剪力墙上（利用原有主体螺栓孔或缠绕于剪力墙、钢筋混凝土柱上）。后用绳夹固定钢丝绳，钢丝绳与混凝土转角接触处采用柔性材料包裹，防止钢丝绳因摩擦损伤。装夹钢丝绳时，绳夹数量是不少于4个，U型开口在钢丝绳尾端对侧，且方向一致。绳夹应从吊装点处开始依次夹紧，并在最后一个绳夹和前一个绳夹间，使钢丝绳稍稍拱起。如下图所示：图5.2.5-1钢丝绳安装尺寸控制图（2）垂放钢丝绳时，将钢丝绳自由盘放在楼面，将绳头仔细抽出后沿墙面缓慢下放。钢丝绳放完后应将地面多余的钢丝绳仔细盘好压紧。5.2.6悬挂平台的安装、调整（1）选择平整的地面做安装面。（2）各基本节对接处对齐，预紧后整个平台框架平直。（3）安装两端提升机架使安全锁支架朝向平面外侧。（4）装成后均匀紧固全部连接螺栓。5.2.7安全锁及提升机的安装吊篮上必须装有两把安全锁，在吊篮悬挂处增设一根与提升机使用的工作钢丝绳相同型号的安全钢丝绳，每根安全钢丝绳上必须装有不能自动复位的安全锁。安全钢丝绳得以自由通过安全锁，当吊篮发生倾斜或工作钢丝绳断裂时，篮筐的倾斜角度达到锁绳角度时，安全锁起作用加紧钢丝绳吊篮停止下滑确保安全。安全锁的动作要灵敏，工作可靠并经过严格的检验和实验。5.2.8电气箱的安装电气箱安装于悬吊平台中间部位的后（高）篮片上，电箱门朝向悬吊平台内侧，用两个吊钩将电箱固定在篮片的栏杆上。电气箱安装固定后，将电源电缆、电机电缆、操纵开关电缆的接插件插头插入电箱下端相应的插座中。5.2.9通电、检查通电前后应作仔细检查，如不符合要求应立即纠正，符合要求后才能对吊篮进行启动和调整。(1)通电前调整及要求：①电源应是380V三相接地电源，电源电缆接出处应可靠固定，电源插头处不可直接承受电缆重量。②顶面悬挂机构安装正确，安放平稳，固定可靠，连接螺栓无松动或虚紧。③钢丝绳连接处的绳扣装夹正确，绳口螺母拧紧可靠④悬垂钢丝绳应分开，无绞结、缠绕和折弯。⑤提升机、安全锁及悬吊平台安装正确，连接可靠，连接螺栓无松动或虚紧，连接处构件无变形或开裂现象。⑥电缆接插件接插正确无松动，保险锁扣可靠锁紧。⑦电箱内各电线接点螺钉拧紧无松动或虚紧。⑧吊篮施工立面上无明显突出物或其它障碍物。(2)通电后检查及要求：①闭合电箱内开关，通电指示灯亮，电气系统通电。②将转换开关置于左位置，分别点动电箱门上及操纵开关的上升和下降按钮，左提升机正反运转。③将转换开关置于右位置，分别点动电箱门上及操纵开关的上升和下降按钮，右提升机正反运转。④将转换开关置于中间位置，分别点动电箱门上及操纵开关的上升和下降按钮，左、右提升机电机同时正反运转。⑤将转换开关置于中间位置，启动左右提升机电机后，按上电箱门上紧停按钮（红色），电机停止运转。旋动紧停按钮使其复位后，可继续启动。⑥将转换开关置于中间位置，启动左右提升机电机后，分别按下各行程开关触头，这时电机停止运转。放开触头后，可继续启动。5.2.10吊篮正式（正常）使用前日常的检查和调整吊篮安装完成，在正式使用前应认真检查各部位是否符合安装要求，并进行使用前的检查和调整，经调整正常后，方可正式使用，检查和调整步骤如下：1)将电箱转换开关置于中间位置，按上升按钮将悬吊提升至离地面0.5米左右，检查悬吊平台是否处于水平位置，如有明显倾斜，应将转换开关转达向高（或低）端，然后按下降（或上升）按钮，使悬吊平台的高（或低）端下降（或上升），至悬吊平台恢复水平位置后停止，将转换开关恢复至中间位置。2)继续按上升按钮，提升悬吊平台至离地6-8米出停止，稍定片刻，然后按下降按钮，将悬吊平台下将至离地0.5米左右处停止片刻，在下降至地面。在上升、下降和停止过程中检查：①提升机是否存在不正常声响出现;②提升机两端是否出现水平倾斜；③在上升和下降停止时能否立即制动停止，是否出现滑降现象。3)按上法将悬吊平台提升至离地3米左右后停止，然后同时将两端提升机的电机罩壳长形孔中的手动滑降球形手柄向上提，手动打开电磁制动器，使悬吊平台在自重作用下自动滑降，离地面0.5米左右时放开手柄，将悬吊平台停止片刻，再提起手柄将悬吊平台下降至地面。在滑降过程中检查：①手动滑降过程是否平稳，是否存在受阻现像;②手动滑降停止是否有继续滑降现象；③手动滑降是否有失速（正常滑降速度≤14米/分）现象。(2)(3)两项检查，需要时可重复进行几次。如提升机发出异声、噪声过大或电机过热、有冒烟或焦味，或提升机上升高度不一样，制动后悬吊平台仍有滑降以及手动滑降受阻现象，通常是由于电磁制动器的间隙过大、、过小或两端提升机电磁制动间隙不等所造成，应立即停机，将悬挂平台手动滑降至地面，检查和调整电磁制动器间隙。正常情况下，制动器与衔铁间的间隙0.5～0.6毫米，且四周间隙应均力。5.2.11验收、交接安装完毕后，组织有关人员进行验收检查，并填写《高处作业电动吊篮安装验收表》，由相关人员签字后方可投入使用。5.2.12安全绳及绳卡的安装安全绳在顶楼的悬挂点必须牢固，不可将安全绳系挂在悬挂机构上面，顶部固定后安全绳放置于吊篮中间，自锁扣直接安装在安全绳上面。材料与设备6.1材料序号名称规格1挑梁矩形钢管70×50×4.02底座扁钢-50×53立柱双角钢L50×54斜拉杆扁钢-50×55钢丝绳4X31SW+FC-8.36穿墙螺栓直径14mm6.2设备主要机械设备配置见下表6.2：序号机械名称数量1提升机24台2电工工具2套3修理工具1套4另备专用扳手、安全帽、安全带、手套等工具和用具若干1人/套5安全锁246电缆1200米7电箱2个8安全大绳24根9悬挂24个10篮筐32组11三级箱2个质量控制质量标准及验收规范序号规范名称编号1《高处作业吊篮》GB/T19155-20172《起重机钢丝绳保养、维护、安装、检验和报废》GB5972-20163《安全带国家标准》GB6095-20164《建筑结构荷载规范》GB50009-20165《施工现场临时用电规范》JGJ46-20056《建筑施工安全检查标准》JGJ59-20117《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-20168《施工现场机械设备检查技术规程》JGJ160-20169《建筑结构荷载规范》GB50009-20127.2质量控制措施1．进场吊篮均经过出库检验并具备有效的产品合格证。2.钢丝绳、电缆线、提升机、安全锁及各类电器均是合格产品。3．吊篮操作人员均持证上岗。4.严格按照“吊篮安装架设工艺流程”中的步骤执行。5.交付使用前必须进行安全技术交底，制订切实的安全操作规程。6.吊篮安装及作业范围内须设置防护栏或醒目警示绳、警示牌;7．做好租赁施工期内的善后服务、维修保养工作。8．安全锁确保在有效标定期内使用，施工期内超期应及时送检。安全措施8.0.1作业时应佩带安全帽、使用安全带，安全带上的自锁钩应扣在单独悬挂于建筑物顶部牢固部位的安全保险绳上。8.0.2酒后、过度疲劳、情绪异常者不得登吊篮工作。8.0.3严格按照规定的额定载重量，不得超载。8.0.4不允许穿拖鞋、塑料底等易滑鞋进行作业，作业人员必须在地面进出工作篮，不得在空中攀缘窗口出入。不得在空中跨入另一吊篮。8.0.5因主体结构尚未封顶提前插入吊篮进行外墙施工，考虑垂直交叉作业，在外架底部进行全封闭，与主体结构间空隙进行防护，也可以外墙上增加一道水平挑网，避免施工过程混凝土块、扣件、对拉螺栓等物体掉落。8.0.6服从总承包方的总体安排和协调；在总承包方的统一管理下施工作业。8.0.7高出作业点下方不得有人逗留，工作中严禁上下抛掷工具和材料。8.0.8严禁用绳索、软线、链条等代替安全带。8.0.9大雨和五级以上大风时，应停止高处露天作业。8.0.10施工现场的电器设备采用“三相五线制”（TN-S）；施工用电实行“一机、一闸、一漏、一箱、一锁”，严禁“私拉乱接”、“一闸多机”等违章用电行为。严禁漏电发生。环保措施9.0.1控制施工污染，减少污水、水泥、粉尘及空气噪音污染，为生态平衡创造良好的生态环境。9.0.2现场每日施工产生的施工废料等要及时清除，做到活完场清。9.0.3.现场的材料保管根据材料的性能，采取必要的防水、防潮、防晒、防火、防爆、防损坏等措施，易燃、易爆及有毒物品按有关规定分别堆放或入库，品种标识明显。9.0.4施工中，最大限度减小噪声和环境污染，当无法避免产生噪声污染时，提前搭设隔声措施。9.0.5工人操作做到“活完料净脚下清”，保证小责任区整洁，现场文明。施工现场设垃圾、分拣池，及时集中分拣、回收、利用、清运。垃圾清运出现批准的消纳场地倾倒，不乱倒乱卸。效益分析10.1经济效益本工法是在中海锦城小区20#-25#楼、27#-30#楼及地下车库项目在实际施工中探索、实践中有效的，解决传统吊篮在剪力墙结构楼层内无处安放，吊篮与爬架穿插施工问题。保证吊篮安全、稳定的前提下，快速插入外墙保温施工，达到了节省工期的目的。与传统配重式吊篮相比较，其经济效益对比分析如下：传统配重式吊篮无配重吊篮占用空间程度配重占用屋面空间，与屋面施工有冲突，不能同时施工。可安装在屋面女儿墙上，不占屋面空间，不影响屋面防水铺贴、保温层施工等特点。安装便捷程度传统配重悬臂式吊篮安装在固定的支座上，运输、安装、拆卸操作过程复杂，时间长，不仅使用不方便，配重一旦损坏，整个配重就要报废，容易倾覆。无配重，体积小轻便，架设方便，施工效率高，用工少；穿墙式与带底座式两种无配重式吊篮根据施工进度情况可灵活使用，操作简单，安装拆卸方便，移位容易，安全可靠，二者结合非常适