超高喇叭形钢构外饰面施工平台、搭建用平衡梁及其搭建方法

摘要

本发明公开一种超高喇叭形钢构外饰面施工平台、搭建用平衡梁及其搭建方法，所述的施工平台包括位于悬挑部下方的与超高喇叭形钢构固连的水平设置的施工面板；在施工面板和悬挑部之间连接有拉索；施工面板边缘处设置有与悬挑部固连的防护网；所述的平衡梁包括平衡臂和位于平衡臂外端部的配重，在平衡臂上设置有两个吊绳挂耳；所述的搭建方法包括从主梁制作到防护网安装的各个步骤。本发明所述的施工平台使用方便，节约了大量的钢材，高空作业快捷安全，材料可以重复使用，降低了成本。本发明公开的平衡梁，使用方便，在吊装的时候直接将主梁捆绑于其上，使用起来安全性高。本发明所述的搭建方法流程紧凑，制作速度快，制作出的施工平台安全性高。

说明书

技术领域

本发明属于超高喇叭形钢构施工领域，具体涉及一种超高喇叭形钢构外饰面施工平台、搭建用平衡梁及其搭建方法。

背景技术

塔类建筑，尤其是超高的塔类建筑，如多功能发射塔等，其正负零的基础以上部分为钢结构，总高均在150米以上；钢结构外装饰面多选用玻璃、铝板等幕墙。

对于这类建筑其外装饰施工，对于塔身部位可以选择吊篮；但是，对于顶端为上大下小的喇叭形结构，其喇叭口上端悬挑出的水平距离几乎为10m，甚至大于10m，此部位的外装饰面施工，须搭设操作平台。该施工平台采用钢构件从塔身钢结构上悬挑而成。

悬挑施工平台及装饰施工均属于超高空作业，风荷载对钢结构安装定位及安全施工影响较大，工人操作难度系数大，危险性高。同时，超长悬挑钢构件挠度值与悬挑跨度成4次方关系，施工平台自身荷载及风载荷对平台支撑体系刚度要求高。

目前对于悬挑施工平台的施工方法有以下两种：

1、采用钢管脚手架逐层悬挑，最终达到悬挑长度，这一方法存在的问题为：钢材使用量大，施工平台自身荷较大，稳定性差；且搭设周期长，超高空安装的安全风险比较大。

2、采用单层工字钢桁架悬挑，上方设置钢丝绳卸荷，这一方法将钢管更换为槽钢和工字钢组成的桁架梁，能较好解决悬挑架自身刚度的问题，但其依然存在着以下问题：施工载荷大，小截面桁架难以满足刚度要求；且桁架悬挑长度＞7米，塔身钢结构受力大，安全性依然较低。

发明内容

本发明旨在提供一种施工快速、使用安全的超高喇叭形钢构外饰面施工平台、搭建用平衡梁及其搭建方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：超高喇叭形钢构外饰面施工平台，超高喇叭形钢构横截面为圆形，顶部设置有悬挑部，包括施工面板、拉索和防护网；

施工面板包括至少两个主梁和连接于两个相邻主梁之间的次梁，主梁为桁架，次梁为H型钢；

施工面板位于悬挑部下方，施工面板水平绕超高喇叭形钢构周向与超高喇叭形钢构固连设置；

拉索连接于施工面板和悬挑部之间；

防护网设置于施工面板边缘处，且与悬挑部固连。

主梁的上、下弦杆和腹杆均为无缝钢管，主梁沿超高喇叭形钢构横截面所在圆的半径方向设置；

主梁上全熔透对接焊接有连接板，次梁与连接板通过高强螺栓连接；主梁和次梁上部满铺松木跳板，松木跳板和次梁之间通过高强螺栓固定，松木跳板的厚度为30~50mm。

防护网包括自内向外依次设置的安全护栏、密目安全网、安全平网以及钢丝网，安全护栏固设于施工面板上，且安全护栏的高度为1300~1700mm；密目安全网和安全平网固设于钢丝网上；在悬挑部的顶部设置有悬挑槽钢，悬挑槽钢水平且对应主梁设置，钢丝网一端与悬挑槽钢固连，另一端与主梁固连。

钢丝网包括竖向设置的竖向钢丝绳和水平设置的水平钢丝绳，竖向钢丝绳和水平钢丝绳之间通过铁丝连接；相邻竖向钢丝绳之间的距离小于2000mm，相邻水平钢丝绳之间的距离小于1500mm。

主梁的内端部上设置有呈U形的安装板；

超高喇叭形钢构上设置有抱箍，抱箍内壁和超高喇叭形钢构贴合处设置有橡胶衬垫；

抱箍上焊接有耳板，耳板与安装板通过承压型高强螺栓固连。

拉索分布于每个主梁和悬挑部之间，拉索包括相互平行的内拉索和外拉索，外拉索与主梁外端部之间的距离为800~1200mm；内拉索与主梁外端部的距离为主梁总长的1/5~3/5。

拉索下端绕设于主梁上，并通过钢丝绳夹固定，拉索与主梁接触处设置有橡胶材质的内衬；悬挑部上配合拉索设置有吊环，拉索上端与吊环固连。

吊环包括U型的吊板，吊板由HPB300钢筋绕成，吊板的U形口朝上；在吊板两个侧壁之间平行设置有两个夹板，夹板为镀锌钢板，两个夹板分别与超高喇叭形钢构上的钢板的上下表面贴合，拉索绕设于吊板的U形口内。

超高喇叭形钢构外饰面施工平台搭建用平衡梁，包括平衡臂和位于平衡臂外端部的配重，平衡臂材质为无缝钢管，型号为Ф168*6，平衡臂的长度为2000~3000mm；在平衡臂上设置有两个吊绳挂耳，其中一个吊绳挂耳临近平衡臂外端部设置；另一个吊绳挂耳距离平衡臂外端部的距离为800~1000mm。

超高喇叭形钢构外饰面施工平台的搭建方法，包括以下步骤：

a、制作主梁；

首先使用Ф168*6无缝钢管制作桁架的上下弦杆，利用Ф102×5无缝钢管制作桁架的腹杆，制作出的桁架作为主梁，主梁总长≤10米；

主梁的数量根据超高喇叭形钢构横截面的直径确定，要保证在安装的时候，每个主梁沿超高喇叭形钢构横截面所在圆的半径方向设置，所有主梁安装后正好绕超高喇叭形钢构一周；随后，在主梁的端部上连接U形的安装板；

b、根据超高喇叭形钢构上的钢柱的直径制作出抱箍；

超高喇叭形钢构上设置有钢柱，在制作抱箍的时候要保证抱箍可以将钢柱套在其中；

抱箍的数量和主梁的数量相等；

在抱箍的外弧面中心处焊接耳板，并将抱箍和超高喇叭形钢构上的钢柱通过高强螺栓固定；

c、制作拉索和吊环；

在主梁上与主梁外端部距离800~1000mm处设置外拉索，在主梁上距离主梁外端部为主梁总长的1/5~3/5处设置内拉索；

d、制作平衡梁，采用Ф168*6无缝钢管制作平衡臂，在平衡臂的外端部上设置配重，并在平衡臂上设置吊绳挂耳；

e、安装主梁，

首先，安装吊装绳索：将平衡梁与主梁捆绑在一起，在平衡梁的两个吊绳挂耳上挂上吊装绳索；因为平衡臂和主梁捆绑在一起，并且吊装挂耳在平衡梁上的位置确定，在捆绑平衡梁和主梁的时候需要保证，两个吊装绳索分别位于主梁的外端部上和距离主梁外端部800mm~1000mm处；同时，在平衡梁上吊装辅助吊索，辅助吊索的长度为吊装绳索长度的1.5倍，辅助吊索的吊点在配重上；将吊装绳索和辅助吊装绳索连接到起吊装置上；

然后，开启起吊装置；在起吊装置作用下，使得主梁到达设定位置，在主梁外端部安装外拉索，在外拉索内侧安装内拉索，其中内拉索与主梁外端部的距离为主梁总长的1/5~3/5；将内拉索调整至张紧状态，外拉索调整成松弛状态；

随后，将主梁上的安装板和抱箍上的耳板通过承压型高强螺栓固定；

最后，将平衡梁和主梁拆除，再将外拉索也调整成张紧状态；将平衡梁通过吊装装置吊至地面，进行下一个主梁的安装；

f、 每安装一个主梁就安装一个次梁，

首先，在主梁上全熔透对焊连接板；

然后，使用起吊装置将H型钢吊装至主梁处，每个连接板上使用两个高强螺栓使得连接板和H型钢连接在一起，以实现次梁的安装；

g、施工面板上满铺松木跳板；

首先，将厚度为30~50mm的松木跳板满铺在主梁和次梁上，保证两块松木跳板的连接处在H型钢上；

随后，使用螺栓将H型钢和松木跳板连接起来；

h、安装防护网，

首先，在悬挑部上安装悬挑槽钢，保证每个主梁上方均有一个悬挑槽钢，悬挑槽钢的长度≤4米；

随后，在悬挑槽钢和主梁之间连接竖向钢丝绳，相邻的竖向钢丝绳之间距离小于2000mm；再在竖向钢丝绳上水平设置水平钢丝绳，相邻的水平钢丝绳之间的距离小于1500mm；水平钢丝绳和竖向钢丝绳相接的地方通过铁丝连接，在竖向钢丝绳和水平钢丝绳的作用下形成钢丝网；

最后，在钢丝网内侧自内向外依次设置安全护栏、密目安全网和安全平网，密目安全网和安全平网固定在钢丝网上，安全护栏固定在主梁边缘处，且安全护栏的高度为1.3~1.7mm。

通过以上技术方案，本发明的有益效果为：

1.设置的施工面板、拉索和防护网使得超高喇叭形钢构下方形成了封闭的施工平台；且施工面板、拉索和防护网均可以单独制备、施工从而提高了施工速度；同时拉索对超高喇叭形钢构的负荷进行了分散，保证了使用过程中的安全；

2.次梁选用H型钢，主梁选用桁架，两者相结合节约了大量的钢材；

3.防护网包括了安全护栏、密目安全网和安全平网，设置的密目安全网和安全平网采用了双层围护的方式，提高了施工过程中的安全性；

4.竖向钢丝绳和水平钢丝绳形成了防护网的骨架，稳定性高、使用起来比较安全；

5.主梁和超高喇叭形钢构的通过安装板和抱箍连接，安装迅速，从而提高了施工速度；

6.拉索包括了外拉索和内拉索，从而充分对降低了施工面板的负荷；

7.拉索一端与主梁通过钢丝绳夹连接，另一端通过吊环和悬挑部连接，从而提高了拉索的安装速度；

8.吊环包括了U型的吊板和与吊板固定的两个夹板，通过两个夹板和钢板的上下表面贴合，从而使得吊环充分和超高喇叭形钢构接触，降低单点受力，提高安全性；

9.设置的平衡梁包括了吊绳挂耳和配重，保证了主梁吊装过程中的安全；

10.施工平台的搭建方法，流程紧凑，各个部件的制作顺序和安装顺序合理，可以提高施工速度，同时提升施工效果，保证搭建出的施工平台安全耐用。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1俯视图；

图3为主梁结构示意图；

图4为图3中A部放大图；

图5为图4俯视图；

图6为图3中B部放大图；

图7为图6左视图；

图8为吊索结构示意图；

图9为次梁和松木跳板连接结构示意图；

图10为防护网结构示意图；

图11为平衡梁结构示意图；

图12为本发明所述搭建方法流程图。

具体实施方式

超高喇叭形钢构为现有的建筑，其横截面呈圆形，在其边缘处设置有钢柱11，其楼板包括了钢板17，同时在其顶端设置有悬挑部2。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示的超高喇叭形钢构外饰面施工平台，包括与超高喇叭形钢构1固连的施工面板3，施工面板3水平设置；同时施工面板3位于悬挑部2下方，为了便于对整个超高喇叭形钢构的外饰面进行施工，施工面板3绕超高喇叭形钢构周向设置。在使用的时候，将脚手架放置于施工面板3上进行施工即可。

施工面板3包括至少两个主梁，每个主梁沿超高喇叭形钢构横截面所在圆的半径方向设置，主梁的长度≤10000mm，从而解决了主梁过长造成的超高喇叭形钢构载荷过大的问题。主梁的数量以超高喇叭形钢构横截面所在圆的直径确定，所有主梁安装后正好绕超高喇叭形钢构1一周，本实施例中主梁的数量为16。

主梁为桁架，上弦杆311和下弦杆为Ф168×6的无缝钢管；腹杆为Ф102×5的无缝钢管。

在主梁的内端部上设置有U形的安装板10，安装板10和主梁的连接采用全熔透对接焊接的方式。为了实现施工面板3和超高喇叭形钢构的固定，在超高喇叭形钢构的钢柱11上配合安装板10设置有抱箍8，抱箍8通过高强螺栓13和钢柱11固定；在抱箍8和钢柱11的贴合处设置有橡胶衬垫101，设置的橡胶衬垫101可以增大抱箍8和钢柱11之间的摩擦力，从而增大抱箍8的承压能力。在抱箍8外弧面的中心处焊接有耳板9，耳板9的端部伸入U形的安装板10内；同时，耳板9与安装板10通过承压型高强螺栓12固连，通过耳板9和安装板10的固连实现主梁和超高喇叭形钢构的固连，进而实现施工面板和超高喇叭形钢构的固连。其中，承压型高强螺栓和高强螺栓均为市售产品，其中的高不是对程度的限定，而是与承压型高强一起表明螺栓的类型。

其中外、内的定义方式为：靠近超高喇叭形钢构的为内，远离的为外。

在相邻两个主梁之间连接有次梁32，次梁32为H型钢，同时次梁32沿超高喇叭形钢构所在圆的同心圆切线方向设置，从而实现力的分散，降低本施工平台对超高喇叭形钢构的负荷。

为了实现主梁和次梁32的连接，主梁的上弦杆311上设置有连接板14，连接板14和上弦杆311的连接方式为全熔透对接焊；次梁32与连接板14通过高强螺栓13连接，从而方便两者在高空中的连接。在主梁和次梁32上部满铺松木跳板20，松木跳板20的厚度为30~50mm，优选40mm，通过选用松木材质的跳板，牢固耐用、使用寿命长。松木跳板20和次梁32通过高强螺栓13固定，同时保证两个松木跳板32的相接处位于次梁32上，进而保证本施工平台使用过程中的安全。

为了进一步提高本施工平台的使用安全，在施工面板3和悬挑部2之间设置有拉索，拉索包括平行设置的内拉索41和外拉索42。外拉索42与主梁外端部之间的距离为800~1200mm；内拉索41与主梁外端部的距离为主梁总长的1/5~3/5，优选为2/5。其中内拉索41和外拉索42分别包括两个钢丝绳43，此处通过设置内拉索和外拉索，同时对内拉索和外拉索的位置进行了设计，可以极大的提高施工面板3的安全，使得施工面板3对超高喇叭形钢构的负荷进行了分散。

为了保证拉索的安装稳定，组成拉索的钢丝绳43的连接方式为：

钢丝绳43的下端绕设于上弦杆311上，并通过钢丝绳夹19固定；同时，在钢丝绳43和上弦杆311的贴合处设置有橡胶材质的内衬18，从而降低使用过程中对钢丝绳43的磨损；钢丝绳夹19为市售产品，在使用的过程中为了保证强度，每一个钢丝绳上使用的钢丝绳夹19的数量为3个。

钢丝绳43的上端通过吊环与钢板17固连，吊环包括吊板15和与钢板17的上下表面均贴合的夹板16，两个夹板16均与U型的吊板15固连，吊板15由HPB300钢筋弯折而成，安装的时候吊板15的U形口朝上，钢丝绳43绕设于与钢板17的下表面贴合的夹板16和吊板15之间。

通过拉索降低了施工面板3对超高喇叭形钢构的拉力，保证了施工面板使用过程中的安全。

为了进一步保证施工面板3使用过程中的安全，在施工面板3的边缘处设置有防护网，防护网用于防止有物体或者人从施工面板3的边缘处掉落下来。防护网的上部与悬挑部2固连，下部与施工面板3固连。

防护网包括自内向外依次设置的安全护栏、密目安全网、安全平网以及钢丝网，安全护栏与施工面板3固连，安全护栏的高度为1300~1600mm，优选为15mm。钢丝网作为防护网的支架，包括竖向设置的竖向钢丝绳61和水平设置的水平钢丝绳62，竖向钢丝绳61和水平钢丝绳62的相接处通过铁丝连接，铁丝没有在图中显示。相邻竖向钢丝绳61之间的距离小于2000mm，相邻水平钢丝绳62之间的距离小于1500mm，从而保证使用者的安全。

为了保证钢丝网的固定，在悬挑部2的顶部固定热轧而成的悬挑槽钢7，悬挑槽钢7对于主梁设置，保证每个主梁上方都有一个水平设置的悬挑槽钢7，悬挑槽钢7用于固定钢丝网的上部，钢丝网的下部与主梁固定即可。

当钢丝网搭建完成后，再将密目安全网和安全平网固定在钢丝网上即可，密目安全网和安全平网均为市售产品。

本发明所述的施工平台使用方便，通过桁架和H型钢相组合的方式，节约了大量的钢材，同时本施工平台搭建方便，与超高喇叭形钢构的连接均采用抱箍销接的方式，高空作业快捷安全，材料可以重复使用，降低了成本。

本发明还公开了一种搭建上述超高喇叭形钢构外饰面施工平台的平衡梁，如图11所述，包括平衡臂20，平衡臂20的材质为无缝钢管，型号为Ф168*6；平衡臂20的长度为2000~3000mm，优选为2900mm，从而充分满足对主梁的吊装。

在平衡臂20的外端部上设置有配重22，配重22的重量和平衡臂的长度以及主梁的重量有关，要能够保证主梁和平衡臂20固定后，在配重作用下能够保持平衡臂的水平。

为了方便吊装，在平衡臂20上设置有两个吊绳挂耳21，两个吊绳挂耳一个临近平衡臂20的外端部设置；另一个吊绳挂耳21距离平衡臂20外端部的距离为800~1000mm。

本发明公开的平衡梁，使用方便，在吊装的时候直接将主梁捆绑于其上，使用起来安全性高。

本发明还公开了一种上述超高喇叭形钢构外饰面施工平台的搭建方法，包括如下步骤：

a、制作主梁；

首先，使用Ф168*6无缝钢管制作桁架的上下弦杆，利用Ф102×5无缝钢管制作桁架的腹杆，制作出的桁架作为主梁，主梁总长≤10米；此处主梁的个数根据超高喇叭形钢构横截面的直径确定，要保证在安装的时候，每个主梁沿超高喇叭形钢构1横截面所在圆的半径方向设置，所有主梁安装后正好绕超高喇叭形钢构一周；

随后，在主梁的端部上连接U形的安装板10，用于和超高喇叭形钢构1连接固定。

b、根据超高喇叭形钢构上的钢柱的直径制作出抱箍；

抱箍8的直径由钢柱11确定，要保证抱箍8可以将钢柱11套在其中。抱箍8的数量和主梁的数量相等，从而保证每个主梁在连接的时候均通过抱箍和超高喇叭形钢构1固定。在抱箍8的外弧面中心处焊接耳板9，并将抱箍8和超高喇叭形钢构1上的钢柱11通过高强螺栓13固定。

c、制作拉索和吊环；

在主梁上与主梁外端部距离800~1000mm处设置外拉索42；在主梁上距离主梁外端部为主梁总长的1/5~3/5处设置内拉索41。其中内拉索41和外拉索42与主梁的连接方式为将组成内拉索41和外拉索42的钢丝绳43绕在主梁上，钢丝绳43的上端通过钢丝绳夹19固定即可。

d、制作平衡梁；

采用Ф168*6无缝钢管制作平衡臂20，在平衡臂20的外端部上设置配重22，在平衡臂上设置两个吊绳挂耳21，完成平衡梁的制作，其中一个吊绳挂耳21临近平衡臂20外端部设置；另一个吊绳挂耳21距离平衡臂20外端部的距离为800~1000mm。

e、安装主梁，

首先，安装吊装绳索：将平衡梁23与主梁捆绑在一起，在平衡梁23的两个吊绳挂耳21上挂上吊装绳索；在捆绑平衡梁23和主梁的时候需要保证，两个吊装绳索分别位于主梁的外端部上和主梁上距离主梁外端部800mm~1000mm处。同时，为了提高安全性，在平衡梁21上吊装辅助吊索，辅助吊索的长度为吊装绳索长度的1.5倍，辅助吊索的吊点在配重22上，从而充分保证使用过程中的安全。

然后，将吊装绳索和起吊装置连接，开启起吊装置，使得起吊装置带动平衡梁23和主梁到达设定位置；在主梁上安装临近主梁外端部的外拉索42和位于外拉索内侧的内拉索41，内拉索和主梁外端部之间的距离为800mm~1000mm；将内拉索41调整至张紧状态，外拉索42调整成松弛状态，内拉索41进行承重，提高主梁和超高喇叭形钢构安装过程中的安全。

随后，将主梁上的安装板10和抱箍8上的耳板9通过承压型高强螺栓12固定。

最后，将平衡梁和主梁拆除，将外拉索调整成张紧状态；将平衡梁通过吊装装置吊至地面；

在进行主梁安装的时候，内拉索首先调整至张紧状态，主梁和超高喇叭形钢构固定好后，再将外拉索调整至张紧状态，从而方便了主梁的安全；此处，主梁安装好后再将外拉索调整至张紧状态，可以保证外拉索的充分受力。

在进行主梁安装的时候，按顺时针的顺序依次进行安装。

f、次梁的安装；

首先，在主梁上全熔透对接焊连接板14。

然后，将H型钢吊装至主梁处，在一个连接板14上使用两个高强螺栓13将连接板14和H型钢连接在一起，实现次梁的安装。

g、重复步骤e和步骤f；

在安装的时候，每安装好一个主梁进行一个次梁的安装，直到主梁绕超高喇叭形钢构一周。

h、铺设松木跳板；

将厚度为30~50mm，优选为40mm的松木跳板20满铺在H型钢上和相邻H型钢的间隙上，保证两块松木跳板20的连接处在H型钢上；随后使用高强螺栓13将H型钢和松木跳板连接起来。从而使得H型钢上部形成平面，使用的时候直接将脚手架放置于其上即可。

i、安装防护网，

首先，在悬挑部2上安装悬挑槽钢7，悬挑槽钢7的长度≤4000mm，保证每个主梁上方对应有一个悬挑槽钢7；

随后，在悬挑槽钢7和主梁之间连接竖向钢丝绳61，保证两个相邻的竖向钢丝绳61之间距离小于2000mm；再在竖向钢丝绳61上水平设置水平钢丝绳62，相邻水平钢丝绳62之间的距离小于1500mm；水平钢丝绳62和竖向钢丝绳61相接的地方通过铁丝连接，通过竖向钢丝绳和水平钢丝绳形成钢丝网；

最后，在钢丝网内侧自内向外依次设置安全护栏5、密目安全网和安全平网，其中安全护栏5固设于施工面板上，且安全护栏的高度为1300~1700mm，优选为1500mm，密目安全网和安全平网均固设于钢丝网上，密目安全网和安全平网均为市售产品。采用密目安全网和安全平网的双层维护方式实现完全封闭，保证了施工平台使用过程中的安全。

本发明所述的搭建方法流程紧凑，设计合理，其中用的材料具有先后的制作顺序，避免了材料的浪费，制作速度快，制作出的施工平台安全性高。