张悬下挂式吊篮用于铝单板安装

张悬下挂式吊篮用于铝单板安装

 ,蒋同 ,隋德鑫  ,齐泽晓

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【摘要】在屋面檐口位置设置悬挑支撑架，支撑架与建筑钢结构焊接，悬挑支撑端部安装U形定滑轮，将上部张悬钢索通过悬挑支撑端部U形定滑轮固定于主体结构两端。吊篮架体分为两部分，吊篮上部架体和下部架体通过铰连接。将吊篮下挂于上部钢索上，为限制吊篮下部架体的摆动，在檐口下部张拉一根下部钢索，使吊篮能够稳定、安全的工作，下部钢索借助结构梁实现支撑作用，下部吊篮端部通过导链与钢索链接。

【关键词】下挂式；吊篮；檐口

1  前言

高铁与机场的建设给人们的出行带来了便利，同时，高铁站、机场航站楼及相关配套的客运站的建设量也相应增长。在这一类建筑中，为追求立面效果，通常会设置曲线异型屋盖，既满足公建大客流量的要求，也力图在建筑造型中彰显特色，其中铝单板檐口包装是被经常采用的一种装饰形式。车站、机场航站楼铝单板的安装，不仅安装高度较高，而且在安装阶段因没有合适的施工吊篮满足不同的檐口形状的铝单板安装。一般的普通电动吊篮，难以满足形状及曲线的要求。横向不能移动，需要多次往复的摘挂吊篮，不但效率低下、危险较大、租赁成本较高。采用张悬下挂式吊篮施工，满足了在高度及曲线等各种工况下的檐口铝单板施工的需求。在施工中由于采用提前制作的自制吊篮完成了整个屋面檐口的封板工作，有效的加快了施工进度，并保证了施工人员的安全，效益明显。结合施工实践，对该施工工艺进行总结，形成了张悬下挂式吊篮在屋面檐口快速施工工法。

 2  工法特点

2.1 采用自制与檐口同形状的吊篮安装在钢丝绳上，采用卷扬机配合横向的滑移。实现了一次吊挂后边施工边横向滑移。不但安全可靠、而且效率提升了近5倍。

2.2 能够根据檐口的不同形状变换样式，吊篮结构简单方便制作。满足双曲、弧线等不同的工况。

3  适用范围

本工法主要适用于车站、机场航站楼等结构较为复杂的金属屋面系统的檐口包装施工，满足长距离、多角度、异型檐口铝单板施工要求。

4  工艺原理

在屋面檐口位置设置悬挑支撑架，支撑架与建筑钢结构焊接，悬挑支撑端部安装U形定滑轮，将上部张悬钢索通过悬挑支撑端部U形定滑轮固定于主体结构两端。吊篮架体分为两部分，吊篮上部架体和下部架体通过铰连接。将吊篮下挂于上部钢索上，为限制吊篮下部架体的摆动，在檐口下部张拉一根下部钢索，使吊篮能够稳定、安全的工作，下部钢索借助结构梁实现支撑作用，下部吊篮端部通过导链与钢索链接。通过计算机仿真技术模拟张悬下挂吊篮拉索有限元分析模型,有限元分析模型如图4.1所示，通过受力分析确定钢丝绳选型，选择合适的初拉力并对拉索施加，形成张悬结构，如图4.2所示。架体可移动原理图如图4.3所示，下挂式吊篮节点原理详图如图4.4所示，吊耳装置靠近定滑轮时滑轮侧壁的倒角设置，避免吊耳靠近定滑轮时产生碰撞，吊耳底部弧面与大滑轮槽面相切，保证了吊篮在卷扬机的牵引作用下顺利跨越定滑轮支撑，完成屋面檐口的施工工作。

5  施工工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程

   测量檐口待装饰面截面形状、设计吊篮尺寸→张弦结构模型建立与分析→张弦钢丝绳支撑截面与尺寸、钢丝绳材料与直径确定→张弦支撑下料预拼装与现场焊接连接→安装固定上、下部位拉索并施加初拉力→吊装吊篮→安装电动卷扬机→施工工作→ 跨越上部支撑障碍→跨越下部建筑柱障碍→完成屋面檐口铝单板安装→拆除吊篮→拆除支撑。

5.2 操作要点

5.2.1测量出待装饰面截面的大体轮廓尺寸，根据轮廓的尺寸再考虑到施工面的空间大小设计出吊篮尺寸，保证吊篮形状的协调性。                                  

5.2.2根据设计的吊篮尺寸初选焊接吊篮架体的材料，根据不同工况的受力情况进行计算分析，选择能够满足承载力要求的材料。支撑装置的设计计算与吊篮的计算相同，选择合适的材料满足施工要求。

5.2.3确定所用材料后下料生产支撑架和吊篮，各个杆件之间通过焊接组合在一起，保证焊缝的焊接质量和焊接尺寸与设计一致。

5.2.4把上部的支撑装置焊接在建筑物的钢结构上，上部钢索通过U形定滑轮固定于主体结构两端并施加初始拉力，再将吊篮吊装在上部钢索上，随后安装吊耳底部销轴，避免吊篮在移动过程中脱绳，保证吊篮在工作过程中的安全稳定，吊篮安装如图5.1所示。

5.2.5 檐口的下部设置一道钢索， 下部支撑装置借助结构梁实现支撑作用，钢丝绳绕过结构梁上部，两端固定在建筑物主结构上。                 

5.2.6吊篮下部通过两条导链与下部拉索连接，拉动导链调整吊篮的位置，吊篮下部与下部拉索连接如图5.2 所示。

5.2.7在所要施工的方向上安装一台卷扬机放置在地面上，卷扬机上部施工面的位置安装一滑轮，卷扬机钢丝绳绕过滑轮与吊篮侧面连接，保证卷扬机水平段钢丝绳与吊篮将要运行的方向大体一致，卷扬机与吊篮的水平距离20m左右,完毕后准备施工工作，吊篮、卷扬机安装如图5.3所示。

5.2.8在吊篮架体上每隔一米设置一个工作平台，工人将铝单板提升至吊篮开始装饰面的封板工作，在完成吊篮所能完成的区域后启动卷扬机进行下一区域面的施工。

5.2.9当吊篮靠近上部支撑装置时，拉动下部导链调整吊篮位置，使上部架体端部的耳板能够顺利通过大滑轮的U型凹槽，避免产生碰撞，启动卷扬机通过上部支撑装置,切断电源完成当前施工面的工作,跨越上部支撑如图5.4所示。

5.2.10启动卷扬机使吊篮继续前进，前进一段距离，下部架体开始跨越建筑柱，关闭卷扬机，在上部架体的中底部增加两条限位导绳与下部拉索连接，解除下部导链，再解除上下架体连接处的上部铰连接，使下部架体自由垂下，调整两条限位导绳确保吊篮能够顺利绕过结构柱而不产生碰撞，启动卷扬机通过建筑柱。                                       

5.2.11吊篮通过结构柱之后提升下部架体，连接上下架体连接处的上部铰，再连接下部架体和下部拉索之间的导链，解除中部导绳，启动卷扬机继续前进。

5.2.12完成整个装饰面的工作后，采用吊车提升的方式提升吊篮，人工解除上下拉索的端部后，吊车慢慢降落直至吊篮平稳放置地面，已完成工作面如图5.6所示。

5.2.13用切割机把支撑装置在与结构相连的根部切除、磨平，再涂抹防锈油漆做好防护工作。                      

6  质量要求

6.1工程质量控制标准

1、质量标准

  焊接工程执行《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-2011等有关施工和验收规范规程的要求。

2、焊接技术质量控制

（1）所选用的焊接材料必须与母材相符匹配。

（2）当采用埋弧焊时，焊道的开始与收尾必须装有引弧板与收尾板、收尾溶池必须保温。

（3）焊接厚板时，因溶池温度过高，焊道填充金属较多，易产生内应力变形，要采用小直径、小能量、快速度，合理焊接程序进行。

（4）焊缝接头严禁在外加的作用下，进行焊接，防止内应力的产生，而引起延迟裂纹。

（5）焊缝的宽度应溶满坡口边缘1～2毫米，焊缝高度应满足设计要求，如无要求时，焊缝高度不超过3毫米。角焊缝的焊脚高度应与较薄一侧钢材厚度一致。焊缝饱满、平直。

（6）焊接好后的焊缝表面不得有气孔、裂纹、夹渣、焊瘤、咬边、未溶合等现象。对于飞溅金属颗粒应清除干净。

6.2质量保证措施

1、吊篮零构件在专业钢结构制作厂家制作时应严格根据设计图进行制作。严格按工艺书的要求组织加工制作。技术人员按《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205）的相关要求进行验收。

2、在运输及操作过程中应采取措施防止构件变形和损坏，钢结构安装前应对构件进行全面检查：如构件的焊缝连接是否符合设计要求等。

3、钢结构安(吊)装时，应采取有效措施，确保结构的稳定，并防止产生过大变形。

7.总结

与普通吊篮相比，自制电动吊篮可满足各种不同建筑形式的要求，尤其是构筑圆拱和任意曲线形状比网架结构更有优势。其各向稳定性相同，节省材料用量。具有其独特的优越性和实用性，使用较经济。有利于减少原材料的浪费和减少对临时施工场地的占用，具有良好的环保、节能效益，并可以加快工程进度。