幕墙吊篮施工方案设计及施工要点

孙连弟　王景升

【摘 要】本文介绍了幕墙吊篮施工方案设计的编制方法及施工要点。着重论述了设计方案编制的内容、吊篮选型、荷载验算和安装注意事项。

【关键词】超高层幕墙；吊篮方案；施工要点

【Abstract】This article describes the preparation method and curtain wall construction points gondola construction program design. It focuses on the design of programming content， the basket selection， load checking and installation considerations.

【Key words】Construction points；Basket programs；Super-tall walls

1. 前言

（1）目前建筑幕墙的施工方案基本采用脚手架和吊篮两种方案进行施工安装。但对于脚手架施工，往往受到许多的限制。特别对于高层幕墙来讲，因脚手架是主体施工单位搭设，当主体结构完成后，自然脚手架跟随拆除，不会留给幕墙公司使用。另外，土建施工脚手架的搭设要求和幕墙安装施工的要求也不一样。尤其现在的大多幕墙外立面采用外挑的竖向装饰柱，土建施工用的脚手架无法满足幕墙安装，条件好也只能完成幕墙支撑框架的施工，而幕墙面板则必须采用吊篮进行安装。

（2）国家住房和城市建设部颁发的建质[2009]87号《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的管理规定，超过一定规模的危险性较大的分部分项工程专项方案应当由施工单位组织召开专家论证会。根据管理规定的要求，50米以上的幕墙施工需编制专项施工方案，经专家评审通过后方可施工。在评审过程中发现大多数的专项施工方案不符合论证要求。内容不全面，针对性差，更是缺少安全方面的介绍。对此，本文着重论述幕墙采用吊篮施工方案的编制及施工要点，供施工单位参考。

2. 方案设计

幕墙施工吊篮设计方案主要应包括工程概况、吊篮选型、吊篮荷载验算、吊篮安装和拆卸要求、吊篮使用注意事项、吊篮布置图、吊篮明细表等其他内容。

2.1 工程概况。

（1）一般的吊篮设计方案往往在工程概况中只描述工程的建设单位、设计单位、施工单位、工程地点、建筑的高度和面积等基本信息。这些内容不能完全满足编制吊篮施工方案的需要。工程概况应着重说明建筑的立面造型、屋面结构形式（上人屋面或不上人屋面）、屋顶造型（有无其他设施及支撑框架）、建筑主体施工状况、现场起吊和运输设施、材料存放、周边环境、幕墙的类型及位置、幕墙预埋件的安装等其他与吊篮施工关系密切的情况。

（2）建筑立面造型对吊篮规格的选用和布置影响很大。现在大多数的建筑立面都设计比较大的竖向装饰柱，有的进出尺寸达到1000mm。而吊篮的长度规格是标准的，如将吊篮设置在装饰柱之间，则装饰柱的净空决定了吊篮的长度。另一方面，装饰柱进出尺寸的大小也同时决定吊篮布置的位置。对装饰柱进出尺寸在500mm左右的，可将吊篮设置在装饰柱的外侧，柱间的玻璃幕墙和装饰柱可同时进行施工。如装饰柱进出尺寸超高1000mm，则只能采取玻璃幕墙和装饰柱分别施工安装的方案。

（3）屋面结构形式确定了其支撑荷载的大小，即通常所说的活荷载。根据荷载规范，上人屋面取2.0KN/m2，不上人屋面取0.5KN/m2。其值相差4倍，应采取不同的防护措施。建筑主体施工状况主要指幕墙进场主体结构是否已经完成？有无交叉施工等情况。这决定了吊篮的施工方案和布置及采取的安全防护措施。建筑主体施工状况、现场起吊和运输设施、材料存放、幕墙的类型及位置等概况，主要关系到吊篮施工的内容及材料的运输。幕墙安装可分为骨架安装和面板安装两大部分。可根据施工计划，幕墙的骨架安装可利用主体施工时的脚手架，吊篮只进行幕墙面板的安装。在材料运输方面，规范明文规定，吊篮不可以作为材料运输设备，只能用作暂时存放有限的材料。对于大面积的石材幕墙，主体结构为实心墙体，材料不可能从楼层间直接转运到吊篮内，特别是幕墙的立柱，长度方向都超过3米，需单独考虑材料的运输方案。另一方面，当幕墙安装进行焊接操作是，电焊机不能放置在吊篮内，所以，电焊机的摆放位置和焊接作业点的范围及距离应符合现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46的要求。同时，在10m范围内如有高压输电线路，应采用隔离措施。

2.2 吊篮选型。

2.2.1 吊篮常用型号和规格使用范围。

目前幕墙施工常用的吊篮为ZLP630和ZLP800两种型号。吊篮长度多为2米、4米和6米。也可根据需要进行1米～6米之间进行组合。使用范围是：吊蓝悬挂高度在60米及其以下的，宜选用长边不大于7.5米的吊篮平台；悬挂高度在100米及其以下的，宜选用长边不大于5.5米的吊篮平台；悬挂高度100米以上的，宜选用不大于2.5米的吊篮平台。

2.2.2 引用标准。

《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号

《高处作业安全技术规范》JGJ80-91

《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》JGJ202-2010

《建筑施工升降设备设施检验标准》JGJ305-2013

《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011

《施工现场临时用电规范》JGJ46-2005

《高处作业吊篮》GB19155-2003

《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

《钢丝绳夹使用方法》GB/T 5976-2006

《起重机钢丝绳保养、维护、安装、检验和报废》GB5972-2009

《安全带国家标准》GB2811-2006

《ZLP系列高处作业吊篮使用说明书》

《建筑施工升降设备设施检验标准》JGJ 305-2013

所引用的标准规范，应是最新现行版本。

2.2.3 其他技术资料。

方案设计除引用上述相关标准外还应包含建筑幕墙施工图纸、建筑幕墙施工组织设计、当地环境气象信息、当地施工安全管理规定等其他有关文件资料。

2.2.4 选型荷载确定。

吊篮的荷载可分为垂直方向荷载Q1和水平方向荷载Q2并进行几何组合计算。垂直方向的荷载Q1由永久荷载（即恒载）GK和可变荷载（即活载）Qk两类。吊篮选型主要以可变荷载为依据。可变荷载Qk包括：操作人员、施工工具、施工材料。操作人员按两人考虑。每人体重按75 Kg计算，即工人体重 =75×2 = 150Kg 。施工工具为常用的扳手、连接螺栓等小件物品，常规按 20Kg计算。 主要荷载即为材料荷载。确定方法为：根据幕墙施工图，确定幕墙最大板块的重量。吊篮只能暂时存放材料，考虑施工方便及吊篮在空中的稳定性，一般情况下宜存放两块。这样即可计算出存放材料的荷载。通过操作人员、施工工具和材料荷载值，得出吊篮的允许荷载，再考虑吊篮80%的富余量，得出所需吊篮的额定载重量，从而确定所选的吊篮型号。

2.3 荷载验算。

吊篮选型后应进行荷载验算。应包括钢丝绳承载力验算、支架抗倾覆验算、屋面承载荷载验算三部分。

2.3.1 钢丝绳承载力验算。

2.3.1.1 钢丝绳所承受的荷载。

吊蓝动力钢丝绳强度应按允许应力方法进行核算，计算荷载应采用标准值，安全系数K 应选取9。

前面讲过，吊篮的荷载可分为垂直方向荷载Q1和水平方向荷载Q2并进行几何组合计算。垂直方向的荷载Q1由永久荷载（即恒载）GK和可变荷载（即活载）Qk两类。永久荷载GK包括：悬挂机构、吊篮（含提升机和电缆）、钢丝绳、配重块，应根据生产厂家使用说明书提供的数据选取；可变荷载Qk包括：操作人员、施工工具、施工材料，

应通过2.4.1的相关计算方法确定。因吊篮采用两根钢丝绳固定，故只需按一根验算即可。

（1）垂直方向荷载。

垂直方向荷载Q1 = （Gk+Qk）/2。

式中Q1——吊蓝动力钢丝绳竖向荷载标准值（KN）；

GK——吊蓝及钢丝绳自重标准值（KN）；

QK——施工活荷载标准值（KN）。

（2）水平方向荷载。

作用于吊蓝上的水平荷载可只考虑风荷载，并应由两根钢丝绳各负担1/2，水平风荷载标准值应按下式计算：

Q2=QWK/2

式中Q2——吊蓝动力钢丝绳水平荷载标准值（KN）；

QWK——水平风荷载标准值（KN）。

其中：QWK =wk×F

式中QWK——吊蓝的风荷载标准值（KN）；

wk——风荷载标准值（KN/m2）；

F——吊蓝受风面积（m2）。

在吊篮的相关标准规范中，没有进一步的给出风荷载的计算公式。本人通过查阅资料和分析，认为可参照《附着式升降脚手架》的荷载计算方法，确定吊篮风荷载标准值的计算。

（3）风荷载标准值（WK）。

风荷载标准值（WK）可按下式计算：

WK=βz·μa·μs·W0

式中WK——风荷载标准值（KN/m2）；

μa——风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB5009的规定采用；

μs——风荷载体型系数，可按下表的规定采用，表中ф为挡风系数，应为吊篮挡风面积与迎风面积之比（见表1）：

因吊篮为框架结构，形体复杂。同时在吊篮上还站立人员及放置材料，挡风面积很难确定。在保证安全的前提下，为计算方便，本人认为可参照密目式安全立网的挡风系数ф0.8计算较为适合。

风荷载体型系数μs

W0——基本风压值。因幕墙施工是短暂临时性工作，可按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012中n=10年的规定采用。工作状态应按本地区的10年风压最大值选用，并不得小于0.25KN/m2；

βz——风振系数，一般可取1，也可按实际情况选取。

2.3.1.2 钢丝绳拉力验算。

吊篮荷载组合应几何关系进行。吊蓝在使用时，其动力钢丝绳所受拉力应按下式验算：

验算结果：吊蓝在使用时，动力钢丝绳所受拉力（QD）不应大于钢丝绳的破断拉力。

2.3.2 吊篮支架抗倾覆验算。

2.3.2.1 正常工况下悬挂机构示意图（见图1）。

图1中：

W——总载荷 （竖向荷载和水平荷载的几何组合值）

G——配重

N ——后坠力

a——前吊杆长度

b——支点至配重长度

h ——后支架荷载

2.3.2.2 支架抗倾覆验算。

按照《高处作业吊篮》GB19155-2003的规定抗，倾覆系数等于配重矩与前倾力矩的比值K，其比值不得小于2。

即：K =（N×b）÷（W×a） > 2

式中：N=G+h。

2.3.3 屋面承载荷载验算。

屋面承载荷载验算是要是复核吊篮支架对建筑屋面的承压限值是否满足建筑主体结构的承载要求。根据荷载规范，上人屋面的活荷载取2.0KN/m2，不上人屋面的活荷载取0.5KN/m2。应分别计算吊篮支架对屋面的承压力并满足规定要求。如计算不符合要求，应通过增加垫板加大承压面积的措施，降低实际荷载值。验算方法同抗倾覆验算原理相同，利用杠杆平衡计算公式，在此不再进行累述。

3. 吊篮施工要求

3.1 吊篮安装注意事项。

吊篮安装时应按照专家评审通过的专项施工方案，由专业人员负责实施。施工作业人员不得擅自安装、拆卸、改装或将吊篮移位。安装作业前，应划定安全区域并设置隔离线，安排人员监管。吊篮组装前应确认结构件、紧固件已经配套且完好，其规格型号和质量应符合设计和施工方案中的布置图的要求。悬挂机构前支架严禁支撑在女儿墙上、女儿墙外或建筑物挑檐边缘。前梁外伸长度应符合吊篮使用说明书和设计方案的规定。悬挑横梁前高后低，前后水平高差不应大于横梁长度的2%。配重件应稳定可靠地安放在配重架上，并应有防止随意移动的措施。严禁使用破损的配重件或其他替代物。配重件的重量应符合设计规定。当使用两个以上的悬挂机构时，悬挂机构吊点水平间距与吊篮平台的吊点间距应相等，其误差不应大于50mm。悬挂机构前支架应与支撑面保持垂直，脚轮不得受力。安装任何形式的悬挑结构，其施加于建筑物或构筑物支承处的作用力，均应符合建筑结构的承载能力，不得对建筑物和其他设施造成破坏和不良影响。吊篮安装和使用时，在10m范围内如有高压输电线路，应按照现行行业标准《施工现场临时施工用电安全技术规范》JGJ46的规定，采取隔离措施。采用非标准的加高吊篮，应进行稳定性计算。采取可靠的稳定措施。宜与主体结构连接固定，不得将相邻的吊篮相互连接。

3.2 吊篮施工要求。

3.2.1 吊篮的允许荷载不得超过额定载重量的80%，并应保持荷载均衡。吊篮内作业人员应为2个，严禁超员。不得将吊篮作为垂直运输设备，不得采用吊篮运输物料。吊篮正常工作时，人员应从地面进入吊蓝，不得从建筑物顶部、窗口等处或其他孔洞处出入吊篮。在吊篮内的作业人员应佩戴安全帽，系安全带，并应将安全锁扣正确挂置在独立设置的安全绳上。安全绳应固定在建筑物可靠位置上不得与吊蓝上任何部位有连接，并应符合下列规定： （1）安全绳应符合现行国家标准《安全带》GB6095的要求，其直径应与安全锁扣的规格相一致； （2）安全绳不得有松散、断股、打结现象； （3）安全锁扣的部件应完好、齐全，规格和方向标识应清晰可辨。

3.2.2 在吊篮内进行电焊作业时，应对吊篮设备、钢丝绳、电缆采取保护措施。不得将电焊机放置在吊篮内；电焊缆线不得与吊篮任何部位接触；电焊钳不得搭挂在吊篮上。当吊篮施工遇有雨雪、大雾、风沙及5级以上大风等恶劣天气时，应停止作业，并应将吊篮平台停放至地面，应对钢丝绳、电缆进行绑扎固定。 当施工中发现吊篮设备故障和安全隐患时，应及时排除，对可能危及人身安全时，必须停止作业，并应由专业人员进行维修。维修后的吊篮应重新进行验收检查，合格后方可使用。 下班后不得将吊篮停留在半空中，应将吊蓝放至地面。人员离开吊篮、进行吊篮维修或每日收工后应将主电源切断，并将电气柜中各开关置于断开位置并加锁。

3.2.3 当幕墙高度超过200米时，应进行分段施工并采用防摆动的稳定措施。当幕墙为内倾斜面时，应在吊篮侧面设置滚轮，防止吊篮在幕墙表面产生滑移，造成幕墙表面的损坏。

参考文献

[1] 《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》JGJ202-2010.

[2] 《建筑结构荷载规范》GB50009-2012.

[文章编号]1619-2737（2015）12-24-658