河北恒建机械设备有限公司

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晁岱圣讲电动吊篮高层坡屋面应用

2020-12-13

    某老旧小区群体建筑混合公建节能综合改造项目由5个住宅单体及裙房工程组成,总建筑面积约8万mzm,其中2栋住宅为高层建筑((1号楼和5号楼),地下2层,地上24层,檐高71.65mo  1号楼及5号楼屋面由上人平屋面和不上人坡屋面组成,其中1号楼平屋面184mz,坡屋面794mz } 5号楼平屋面439mz,坡屋面51 l mz o
    本工程主要进行外墙节能保温改造、外窗更换、外饰面喷涂和屋面防水、节能改造,设计要求外墙采用60mm厚A1级改性挤塑聚苯板外保温+真石漆涂料墙面,外窗为70系列断桥铝合金窗,屋面保温材料为60mm厚A1级改性挤塑聚苯板。

    深入考虑拟改造工程的建筑和结构设计、施工特点,尤其是现场条件限制等各种因素,决定采用电动吊篮施工方案。
    1、高层坡屋面住宅的2个立面均位于裙房之上,如图1所示。建筑平面布置复杂,转角较多,4个立面均有凹槽,凹槽从地面或裙房屋面直通到住宅楼屋面,1号楼东、西、南凹槽顶部有屋面板,5号楼南侧凹槽顶部有屋面板;吊篮布置比较灵活,能较好地适应建筑平面布置变化。

    1)立面上空调板挑出SSOmm,立面垂直变化不大(见图2);裙房处有坡屋檐突出住宅外墙2. 3 m适合吊篮作业。

    2)在坡屋檐四周均设置有X20光圆钢筋预埋环,间距3m,为屋面搭设吊篮操作平台提供固定措施(见图3)。

    3)裙房屋面板厚130mm混凝土强度等级C30}配筋为:底部,方向小8@ 150}y方向小8@ 150;上部支座负筋小10@ 150;分布钢筋小6@ 150;裙房屋面的配筋偏小,承受施工附加荷载能力较弱,吊篮落地放置时对放置面的承载能力要求小,满足裙房屋面承载力要求。
    4) 1号楼及5号楼的屋面均有平屋面和坡屋面,5号楼有2个标高的平屋面,屋面标高变化大(见图4),因存在错层,增加了吊篮安装时的难度。
    5)外墙均为180mm厚现浇剪力墙,楼(屋)面板均为150mm厚现浇钢筋混凝土板,混凝土强度等级为C25,钢筋均为二级钢小12@ 200双层双向布置,屋面结构主梁截面250mmx500 (600 } 650 } 800) mm,边梁250mmx450mm;楼板下的混凝土剪力墙顶到屋面板底,承受屋面荷载,使屋面具备承受较大额外附加施工荷载的能力,为屋面放置吊篮提供条件。
    改造施工时带户作业(住户正常在楼内生活居住),对文明施工要求较高。要求采用的施工方法尽

    量减小遮光、噪声,避免对楼内居民正常生活造成过大干扰。电动吊篮遮挡光线少,间断运行噪声小。

    2、施工现场平面布置
    施工现场作业面狭窄,楼体四周自行车棚、停车位、小区道路、出入口均要正常使用,现场管理难度大,不利于平面布置。电动吊篮占用场地面积小,可保证居民正常生活的空间。
    综上所述,电动吊篮操作方便、相对安全,故选择该方案进行施工。

    3、坡屋面电动吊篮施工关键技术
    在坡屋面上搭设一个操作平台,整体平面呈“回”字形扣在坡屋面上,操作平台采用扣件式钢管搭设,前端最大搭设高度为4. 5m,单立杆承重,吊篮支腿部位由主次梁双扣件承重,平台在吊篮支腿部位满铺木脚手板。架体底部利用结构预设的光圆小20@ 3 000钢筋锚环抗滑移,架体顶部横杆纵·横向拉通形成整体抗滑移。搭设前立杆垫板范围内的屋面瓦要拆除,采用剔凿或抹细石混凝土找平的方法使垫板与接触面紧密接触,保证架体传力充分。

    屋面承载力要经原结构设计单位核算,保证屋面结构的安全性。满堂架体投影面积为1号楼606mZ , 5号楼426 m2,共用钢管约4. 1万m,卡扣(转扣、十字扣)共计约1. 8万个,脚手板约3 000块,钢丝绳约1 SSOm }1号楼平台设置30台吊篮,5号楼平台设置19台吊篮。经统计1号楼附加重量约1 800kN,5号楼约1 250kN,经核算坡屋面附加恒荷载如下:1号楼附加恒荷载} = 2. 970kN / m2 } 5号楼附加恒荷载}=2.93kN/mz,经原结构设计单位核算给出的允许附加恒荷载为4. OkN /m2 o  1号楼及5号楼的施工附加荷载均小于屋面允许的附加恒荷载,故结构安全有保证。

    计算模型选择
    对于异形架体,选择合适的计算模型是架体设计安全的根本保证。本工程采用等效混凝土梁的计算模型对架体进行安全计算。取架体的前端即吊篮正常施工时前支腿处为最不利点,将吊篮前支腿处等效为3跨连续混凝土梁模型,混凝土梁尺寸根据前端荷载确定,本方案取600mm x 1 200mm ( HD),等效荷载为8. 95kN/m,计算模型如图5所示。经验算满足要求。

    3、操作平台设计要点
    平台设计时要充分考虑吊篮位置、自重及施工活荷载要求,设计参数要满足施工要求,同时考虑操作安全性、抗滑移、抗倾覆及高空风阻力作用。本操作平台设计要点如下。
    1)荷载参数本工程设计平台材料堆放允许荷载为3kN/mZ,均布施工允许活荷载为1.SkN/mzo
    2)设计参数脚手架用X48. 3 x 3. 6钢管和扣件搭设满堂脚手架,前端高度4. 5m,吊篮支腿范围内的立杆横距蕊SOOmm(其他,1. 5m),纵距}lm}步距}1. lm,纵横扫地杆距离底部垫板200mm。剪刀撑应在外侧立面长度与高度上连续设置,外侧剪刀撑宽度为6跨(6m),内部纵、横向剪刀撑间隔为4跨(4m);剪刀撑斜杆与屋面倾角宜为45 0 } 60 0 o
    3)立杆底部垫板脚手架立杆下部垫SOmm厚通长木板,不平处用细石混凝土找平,防止垫板登空。立杆与垫板间用木楔塞紧,木楔与垫板用钉子固定牢固(见图6)。
    4)屋面安全防护搭设前在坡屋面四周用多层板做好硬质安全防护,防护板高度)900mm,防止高空坠物,保证操作安全。
    5)架体安全防护脚手架外立杆内侧挂密目安全网封闭施工,距离架体顶部蕊SOOmm范围满布安全接网,平台四周及通道设置1. 2m高防护栏杆,满挂密目安全网。
    6)抗倾覆措施采用小15. 5钢丝绳与屋顶部炮楼拉结抗倾覆,钢丝绳拉在架体的前端顶部、转角处及变截面处,用手动紧绳器张拉紧钢丝绳(见图7)。

    7)抗滑移措施结构预埋光圆X20 @ 3 000锚环内穿钢管,架体外侧立杆与此钢管固定,不同坡向屋面的架子横、纵向拉通形成整体(见图8)。

    8)平台脚手板采用SOmm厚木脚手板,在吊篮的前后支腿部位满铺,支腿底部采用纵横双层板,中间部位插花布置脚手板,不得满布,以减轻荷载和高空负风压效应。
    长度<2m的架体材料及设备竖向运输采用室内电梯运输到平屋面,再配合人工运输到坡屋面;长度>2m的材料通过在坡屋面的马鞍部位提前搭设平台,设置扒杆吊运,每栋楼的楼顶平屋面设置1台打又杆。

    4、电动吊篮选型及安装4. 1型号及主要技术参数
    采用ZLP630型电动吊篮,提升速度为8一11m/min,提升高度理论无限制,每台吊篮功率1.SkWx2o工作吊篮尺寸为1.0(1.5}2.0}2.5}3.0}3.5}4.0}4.5}5.0}5.5}6.0) mx0.72mx1. 16m。采用6x19W+1WS小8工作钢丝绳(GB8902-88《镀锌航空钢丝绳》),安全钢丝绳同工作钢丝绳,安全锁为LS 30电源电缆为橡套电缆YC 3 x 2. 5,每个吊篮重1 OOOk},额定载重SOOk。

    平台架体验收合格后方可安装吊篮,在平台上安装吊篮的方法与正常工况相同,如图9所示。

特殊部位吊篮安装
    1)有屋面板的凹槽内安装吊篮,首先将吊篮位置确定好,钢丝绳穿楼板处用小30钻头打孔,将钢丝绳穿过屋面板,吊篮支腿采用“马凳式支架”进行安装(见图10)。

    2)在屋面机房内布置吊篮时,横梁需要穿过机房外墙,因此需要将墙体打洞,因机房尺寸限制,前端支座仅SOOmm高,无法采用正常方法组装吊篮,采用横梁落地式安装方法,如图11所示。

4. 4安全管理
    1)把控架体搭设材料质量,严禁使用不合格材料。
    2)严格规范架体的验收程序,保证操作平台搭设质量。
    3)制定季节施工管理制度。
    4)每天定专人对架体运行情况进行监测,做好记录。
    5)明确架体管理班组和吊篮管理班组责任。
    6)派专人做好吊篮的日常保养工作。
    7) 4级以上大风或中雨后,对架体及吊篮重新复查合格方可使用。
    8)制定有针对性的安全应急预案。

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