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电动吊篮在三峡施工中补漏改进

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产品介绍

    2001年前,三峡工程缺陷处理工作量不大,施工单位大多采取吊机或门机吊自制吊篮的形式进行。2001年初三峡总公司根据国家生产安全形势,结合2000年的施工情况,提出了“双零”(质量无事故、安全无亡人)目标。从此,三峡总公司、监理对使用上述作业方法多次下文禁止。但2001年底,三峡工程二期主体混凝土浇筑将全部到顶,并要求于2002年年中通过验收。如何安全有效地进行缺陷处理,选择何种的设备,这种设备能否满足业主、监理和各施工单位对安全、质量、进度、效益考虑的要求,成为摆在缺陷处理面前的首要难题。

    武警水电第五支队三峡工程指挥所(以下简称“武警北线”)早在2000年就开始考虑缺陷处理问题。经过参照高楼建筑外墙施工的方法,多次填密的考查论证,决定于2001年5月在三峡永船工程中率先引进一台高空吊篮并结合永久船闸具体情况加以改进,这样可克服24 h高强度作业和磨光产生的粉尘等带来的问题。实践证明,高空吊篮这一设备在边墙缺陷处理中取得了很好的效果。其安全系数高、稳定性好、成本低等优点得到业主、监理的肯定,经推广后,得到各施工单位在缺陷处理中的广泛应用。

    高边墙缺陷处理所选用的设备,首先应考虑安全。针对永久船闸的情况,武警北线选用了21刀8(X)吊篮。该吊篮单机载重量不大于800 kg,结构简单、操作简便,吊篮安全运行的关键部件安全锁设计合理,整体安全系数可达到卯%以上。
    吊篮在设计是利用物理学杠杆原理(见图1)0设其配重量为W,提升力为F,前梁伸出量为a,倾翻间距为6,4项之间应满足W`2Falbo a一般为1.1一1.5 m,最大伸出量a~为2.1 m,此时工作载荷不得大于400 kg。由于直立墙为钢筋加混凝土结构,其顶面局部承受压强尸远大于设计要求。

    吊篮主要由悬吊平台(上、下)、悬挂机构(2只)、提升机构(2只)、安全锁(2只)、控制系统等组成。由于吊篮属于高空作业设备,其安全系数要求很高,厂家在设计、加工时对其做了重点考虑。
    (1)悬吊平台用于承载作业人员、工具、设备及作业材料,采用成型异形焊管、网状钢板焊接而成。四周有护栏,靠墙护栏高0.9 m,并设有可调式支撑轮防撞装置,两侧及背护栏高1.1 m。使用时平台内载荷应大致均布,严禁超载作业。平台两侧最大倾斜量应小于800
    (2)悬挂机构架设于建筑物上,通过钢丝绳悬挂悬吊平台装置。每台吊篮设有两只悬挂机构,每只悬挂机构均由前、中、后梁,上支座,前、后座等组合拼装;配以脚轮、配重、加强钢绳等。
    (3)提升机设在悬吊平台两端,是沿工作钢绳上、下运行的动力机构。每台吊篮配有两只提升机。每只提升机均由电磁制动电机、S形摩擦传动爬行机构、离心限速装置等组成。使用时提升机应具有良好的穿绳性能,润滑应良好,不得有异常响声和冒烟现象,不能有任何异物进人机内,严禁在有腐蚀性的液体、气体环境中使用。工作中当突然断电时,需两名操作人员同时上拉手柄,松开两边的电磁制动器,可使平台缓慢下降,直至地面。
    (4)ISO型安全锁安装于悬殊吊平台两端的安装架上,属于防倾斜型安全锁,是安全的重点部件。当工作钢丝绳断裂或悬吊平台发生倾斜时,能自动闭合,锁住安全钢丝绳,使悬吊平台停止工作。此锁是通过摆臂锁绳机构实现自动锁绳,属于常闭型安全锁。正常工作时,滚轮受到工作绳的压迫而将摆臂抬起,带动锁绳机构松开,使安全锁处于开锁位置,此时安全绳可自由通过安全锁。当工作绳断裂或悬吊平台倾斜至一定角度时,工作绳对滚轮的压力消除,摆臂下落至原始闭锁位置,并带动锁绳机构将安全绳抱合,锁住安全钢丝绳。
    (s>钢丝绳分为工作钢丝绳和安全钢丝绳,各两根,均采用了GB8902-88, 6 x 19W + 1 WS,告8.6航空镀锌钢绳,其破断拉力)68 kN。工作钢丝绳用于悬挂和提升悬吊平台,是悬吊平台上下运行的绳梯。安全钢绳用于锁定和保护悬吊平台,独立悬挂在悬挂机构上,两者严禁合用,均不得有污物。
    (6)控制系统由电器系统和行程限位开关组成。电器系统是使悬吊平台上、下运行和停止的控制装置,由控制电箱、制动电机、点触式操纵按钮组成。使用电压为380 V,频率s0 HZ,控制电压为36 V,控制动力为2.2 kW电动机2只,可逆顺双向运转。行程限位开关是防止悬吊平台上升或下降到钢丝绳端点超出行程的范围,是吊篮安全运行的保护装置。应和钢丝绳安装、连接牢固。

    在缺陷处理施工的开始时因报价不明,所以施工单位不会投入较多的资金去采购施工设备和材料。但要较准确地估计施工设备的实际工作能力,可厂家提供的吊篮相关数据,是按一般条件下正常工作时设计计算的。武警北线在考虑整个设备的可靠性的同时,还考虑了三峡永久船闸边墙的缺陷处理的难度,如:工作面积大,时间紧,需要每天24 h作业,而磨光机工作时粉尘又容易对提升电机造成损坏,而使其工作能力降低等实际情况。对缺陷处理进行了吊篮与搭设排架的成本进行比较。以北线为例:施工边墙共计40面,一面边墙长12 m、高55m,其成本比较如下:
    (1)吊篮总费用。①一台吊篮费用为3.3万元,40面边墙共投人10台,共计金额33万元,厂家委派一人在现场进行售后维修,并且其易损件价格很低;②处理一面墙要4人磨光和摸面,约要2天时间。
    (2)搭排架总费用(实际投人更大)。①租赁钢管扣件,以市场租赁旧钢管0.0135元/m/d、扣件0.006元//d计算,一面边墙简易排架约要5000根钢管和20000个扣件,合计金额为10500元。搭设人工费按合同2400元/面,共计12900元。40面墙(不算损耗),合计金额51.6万元;②搭排架需人工10人,搭拆8天,处理时间5天,处理一面墙共计13天,且实际施工中无法保证工期。

    通过以上成本比较,购买电动吊篮进行缺陷处理和竖井二期施工是经济的,在工期上也大大节约了时间。

    吊篮设计时主要适用于高层建筑的外墙施工、装修、清洗等,对水电项目施工针对性不强。武警北线为在实际使用中确保安全,根据有关高空作业规定制定了安全操作规范。如严禁吊篮超载作业、吊篮操作人员必须经过培训合格后方可上岗等共计11条规则,要求操作人员必须做到。并根据三峡永久船闸工程立体交叉作业和施工环境的特点,结合自己的实际情况采取了如下措施,并进行了一些改进。
    (1)为确保三峡总公司提出的双零目标,在施工范围内设置警戒信号灯。每天组织专职人员进行安全检查,并认真填写安全检查表。对吊篮除电源设置采取了五线制,即一线接地、一线接零,另又加设了漏电保护器,确保用电安全。
    (2)在直立墙打裂缝观测孔时,由于冲击钻的冲击力,在高空作业打孔时吊篮不容易定位。为此对靠墙面护栏进行了改装,加工成异形吊篮,将吊篮拆成2.5 m长(原长为7.5 m),利用现有材料做成可调支撑,将吊篮紧固在直立墙上,从而使观测孔一次成形,提高了效率。
    (3)传统施工方法中,门槽二期混凝土施工的立模、浇筑都采取搭设排架的方法,武警北线结合竖井门槽二期工程实际,根据吊篮特点,运用吊篮承载的许可重量进行立模和二期混凝土浇筑施工,这种方法大大地节约了工时,降低了成本。

吊篮使用过程中发生的问题
    (1)由于三峡工程永久船闸的直立墙墙下的淤水、淤泥较多,钢丝绳在使用过程中,不可避免地会接触到泥、砂浆等杂物,因而容易产生卡住钢丝绳的现象,常会造成钢丝绳开裂、乱丝、变形等,增加了成本,又不利于作业安全。
    (2)由于缺陷处理强度大,且露天作业,虽电路等作了防雨措施,但雨天工作时仍有水渗人电器开关,造成开关失灵,电机发热。
    (3)少部分特殊部位直立墙有一个圆角与闸顶,吊篮悬挂伸出量不够,操作会产生钢丝绳斜拉,造成变速箱损坏.虽尽量将支点前移,但仍要保持0.5 m的安全距离,对此类工作面只有增加配重,增派人员在顶部加强看护,以确保安全。
    从以上分析和实际应用来看,高空吊篮虽有不足,但在直立墙缺陷处理和竖井门槽二期混凝土的立模、浇筑中的使用是成功的。高空作业中无一伤亡事故,确保了北线双零目标的实现,并缩短了工期,提高了效率,三峡永久船闸于2002年8月顺利通过验收。这为今后大坝施工中直立墙的缺陷处理和竖井门槽二期施工提供了很好的经验。

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