广州新电视塔高空钢结构防腐施工技术(共12页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上 水运工程2010年广州新电视塔高空钢结构防腐施工技术岑文杰,曾志文,黄君哲,温永向,彭超兴(中交四航工程研究院有限公司,广东广州摘要:介绍广州新电视塔钢结构面漆工程涂装登高设施及施工安全措施。该项目施工高度达到454m,为双曲面镂空钢结构,其高空作业难度之高属世界罕见。工程实践表明:针对本项目研发的单人电动吊椅和专用吊篮,通过专业培训的技术工人,配合专用的辅助工具,能够满足复杂条件下曲面结构的登高及涂装作业的安全生产施工要求。关键词:高空作业;电动吊篮;电动吊椅;涂装;施工安全中图分类号:TU745文献标志码:B文章编号:1002-4972(-0016-03Anti-corrosion construction technology for high altitude steel structure ofGuangzhou New TV TowerCEN Wen-jie,ZENG Zhi-wen,HUANG Jun-zhe,WEN Yong-xiang,PENG Chao-xing(CCCC Fourth Harbor Engineering Institute Co.,Ltd.,Guangzhou,ChinaAbstract:The safety measures&equipments for spray coating work for the steel structure of Guangzhou New TV Tower are introduced.In this project,the working height is454m and the structure is hyperboloid and pierced,so the high altitude working is rather difficult.It is proved that the coordination of the reasonably designed electrical cradles and electrical chairs for this project and the trained workers with specialized auxiliary tools can satisfy the demands of safe construction of high altitude working and spray coating.Key words:working high above the ground;electrical cradle;electrical chair;spray coating;construction safety随着世界经济的快速发展,科学技术的不断进步和人口的不断增加,人们对超高层建筑的追求已超乎想象,如已建成的阿联酋的迪拜塔(818m、多伦多电视塔(553m、上海东方明珠电视塔(468m等。世界高楼与高塔的层出不穷,对该类高空建筑的防腐蚀和维修保养技术提出了更高要求。高层建筑防腐蚀技术的关键是解决高空登高作业设施技术问题。目前国内普遍使用的标准吊篮仅可适用垂直规则的高层建筑。但近年来各种造型独特,富于超凡想象力的建筑不断涌现,这些建筑的构件在空间上大多呈现不规则变化,在垂直方向上多数呈倾斜状态,给防腐蚀施工带来极大的挑战,特别是面漆工程主要考虑外观质量,涂装过程要离开构件作业面一定距离,因此以构件为固定点搭设悬吊脚手架的常规做法不适用。标准吊篮作为解决垂直条件下外墙高空作业的登高设施在国内外应用比较普遍。对于构件倾斜或无法使用标准吊篮的位置,国外如英国、澳大利亚和日本等使用灵活轻便的登高吊椅和工业缆绳(类似于攀岩绳索设施进行高空作业,尤其在海上钻油平台上应用较多。目前,国内对于超高空结构复杂钢结构防腐蚀施工技术尚是空白,登高设施从材料到制作与国外先进水平差距较大。本文根据广州新电视塔钢结构面漆工程的实施,总结了超高空复杂曲面钢结构的登高设施及施工技术。收稿日期:2010-09-01作者简介:岑文杰(1979,男,工程师,从事港口水工建筑物检测维修。2010年10月第10期总第446期Oct.2010No.10Serial No.446水运工程Port&Waterway Engineering第10期1工程概况1广州新电视塔主塔体高度454m ,天线桅杆高度156m ,总高度达到610m ,是目前世界第一高塔。其造型将建筑、结构、美学融为一体,形成了一个纤细、挺拔、镂空、开放的外形,是广州市21世纪的标志性建筑。广州新电视塔的钢结构外筒由24根立柱、1123段斜撑、46圈环梁交织而成(图1。电视塔外筒钢结构的立柱上下两端相对扭转45°。腰身因肢体扭转而变得极细,塔腰最细处仅20.6m ,它是世界上腰身最细的建筑,其独特的造型给钢结构面漆施工带来了前所未有的挑战,同时要求工期紧。因此,如何确定适用的登高设施成为工程成败的关键。2常用高空作业方法2.1悬吊脚手架悬吊脚手架可以搭设在有支撑点或悬挂点的部位进行高空作业,可根据作业面需要搭设和拆移。作业安全可靠,涂装施工条件好。电视塔钢结构安装和焊缝防腐涂装施工采用悬吊脚手架作业法。但是搭设和拆卸过程需要大型起吊设备协助,容易发生高空坠物,搭设时需要附在结构上,造成结构局部被遮挡而不能进行防腐施工,需要拆除脚手架后使用其它设施进行二次修补,工期要求长。2.2标准吊篮标准吊篮是目前国内在各类高层建筑物上高空作业最常用的登高设施。生产标准吊篮的厂家具有一定的规模,规格品种多,我国已有行业标准。吊篮作业具有较高的安全性,作业人员劳动强度低。垂直面上施工方便,行程仅受钢丝绳长度影响。本电视塔外筒钢结构24根立柱、1123根斜撑和46圈环梁均处于倾斜状态,标准吊篮无法到达工作面涂装。2.3登高板登高板也是常用的高空作业设施之一,登高板轻便灵活。但登高板只能从高处往低处作业,不能往上爬升,工人劳动强度大,作业效率低,携带电动工具不方便,需要另外拉电源线。2.4工业缆绳工业缆绳是国外应用较为广泛的登高作业设备,如艾菲尔铁塔的涂层维护。该法起源于攀岩运动,设备轻便简单灵活,能登高也能下滑。此法作业人员需要经过专业训练,对人员素质和紧急反应能力要求高,对应用者身体素质要求也较高。国内尚无此法应用实例报道。3复杂曲面高空作业方法26由于现有国内的高空施工登高设施不能满足外筒钢结构面漆施工要求,因此必须根据结构研制专用的登高设施。经反复试验和深入研究电动标准吊篮工作原理以及其安全保障系统的原理后,设计出了2款适用于本项目的施工设备:电动吊椅和带抱臂的专用吊篮。电动吊椅结合了电动标准吊篮机动性和轻便登高设备的灵活性于一体,方便上下运行,电动吊椅参照标准吊篮的安全保障系统概念,吊椅设有安全锁,工作人员身上也设有独立的安全锁,施工工具系有防坠绳,电动工具通过吊椅上的电箱供电,使用方便,基本上能完成外筒钢结构多数部位的面漆施工。吊椅电源采用专用防拉断电缆,作业高度可达100m 。在电动吊椅的安全运行方面,为了让电动吊椅能沿着倾斜的立柱运行,本项目突破了单台设备孤军作战的概念,采用3 台电动吊椅为一工作图1钢外筒岑文杰,等:广州新电视塔高空钢结构防腐施工技术17··组联合作业,通过高强辅助绳连接3台电动吊椅,使3台电动吊椅围绕着1根立柱运行。吊椅间通过相互拉拽可以横向施工立柱的所有部位。采用2根辅助绳相互配合就能安全通过环梁、斜撑等障碍物。对于细腰以下部位的外筒钢结构,设计了带抱臂的专用吊篮,该吊篮的工作钢丝绳和安全钢丝绳均沿立柱倾斜,吊篮长度达14m ,跨在2根立柱侧面,通过2根抱臂的作用阻止吊篮在重力作用下离开立柱,在通过障碍物时,2根抱臂轮流通过障碍物。专用吊篮涂装作业工作效率较高,能够降低工人的工作强度,能有效保证施工工期。但专用吊篮仅适用于钢结构外筒腰部以下部位的面漆施工。在设计和制作过程中,为了比选最优的电动吊椅和专用吊篮方案,采用了计算机三维动画模拟,能直观模拟登高设施作业状况,发现施工过程中可能存在的问题。电动吊椅和专用吊篮的设计同时采用了有限元计算软件验算设备结构的承载能力,以及在风荷载等偶然荷载耦合作用下施工设备的安全性。保证登高设施制造材料具有足够的安全储备。电动吊椅和专用吊篮的样板制造完成后,在施工现场进行低空模拟试验,经过4次优化和改良,并经过业主组织的专家、安全技术监督部门的评审,最后定型满足广州新电视外筒钢结构面漆工程使用的电动吊椅和专用吊篮。4涂装作业安全保障措施4.1制定安全方案和应急预案根据外筒钢结构高空涂装施工特点,综合考虑所有工况,为每一项工序均制定了严谨的安全方案,确保施工过程的安全。对于施工现场可能存在的危险源进行评价、分析、识别,对于重大危险源制定防范措施,最大限度地保障施工的安全。对可能出现的突发事故,制定完善的应急预案并全员现场演练,掌握遇险应对和救援能力,尽可能减少事故带来的损失和影响。4.2制定安全操作规程及规章制度根据施工设备的使用特征以及本项目的特点,编写适用于本项目的安全操作规程,对施工人员进行现场培训和实操考核。结合总承包的工地管理制度编写了针对本项目的规章制度,对不规范的施工行为和危险行为严格执行奖罚制度。4.3作业人员培训和管理对员工进行设备操作培训和考核、三级教育、安全学习、平安卡培训学习,举行高空遇险的应急演练。每天施工前进行安全交底,由班组长观察员工的精神状态,不允许带病上岗。时刻提醒施工人员提高警惕和自觉按章作业。4.4日常检查和设备维修保养有专职安全巡查员对安全绳、工作绳、吊椅、吊篮、电箱、电缆、漏电开关、手持电动工具定期进行检修,杜绝设备故障意外的发生。4.5天气预报与气象台合作,获取第一手可靠的气象信息,提前防范台风、强对流天气、雷雨天气的影响。在恶劣天气来临前,做好设备固定、人员撤离等工作,防止设备损坏和高空坠物的发生,保证设备和人员的安全。4.6后勤保障措施因施工人员需要在高空长时间作业,若突然出现身体不适,后果将不堪设想。为保证施工人员的身体状态,制定了后勤保障措施,规定作息时间,工作不超过8h ,提高饮食质量,保证饮食卫生,适当补充营养。最大限度减少施工人员高空作业过程中出现身体不适的可能性。图2电动吊椅安装示意图3 带抱臂专用吊篮安装示意(下转第22页5结语1广州新电视塔面漆工程施工,在国内首次成功应用电动吊椅和专用吊篮进行超高空复杂曲面钢结构涂装作业,工程实践经验可为类似复杂结构的高空涂装作业提供参考。2高空作业的安全生产,应体现以人为本、安全第一的原则。针对项目特点,编写完善的施工组织设计、安全方案、应急预案以及各项目规章管理制度,并在实施过程中真正落实到位,是保障施工安全的重要条件。3对于各类超高空、超大跨度、结构复杂的桥梁和其他大型基础设施工程的高空作业,本项目使用的电动吊椅和专用吊篮有一定的参考价值。参考文献:1“广州新电视塔钢结构和天线桅杆面漆工程”招标文件R.广州:广州新电视塔建设有限公司,2008.2广州新电视塔钢结构和天线桅杆面漆工程施工方案R.广州:广州四航岩土技术工程有限公司,2009.3孙元,高顺德,白日,等.自行式高空作业平台工业设计研究J.机电产品开发与创新,2008,21(4:108-110.4GB 191552003高处作业吊篮S.5GB 50831999生产设备安全卫生设计总则S.6JG 50991998高空作业机械安全规则S.(本文编辑郭雪珍(上接第18页2.6配方与性能基于上面试验,可以确定2种不同黏度的浆材的基本组成配方如表5,其各项基本性能如表6所示。对比JCT 10412007混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料中对灌浆材料的要求,SHJ-W1属于低黏度型(L,固化物力学性能达到I 等级;SHJ-W5属于中黏度型(N ,固化物力学性能优于I 等级,尤其是与混凝土的粘结强度,已经超过II 等级要求。结果表明,所研发浆液体系具有可潮湿固化、可灌性和固结体物理性能较好的特点。3结论1改性环氧树脂与环氧树脂E51价格相当,黏度较低,可以增加韧性,提高固化物综合性能。2选择活性稀释剂体系糠醛丙酮,可以与环氧树脂发生反应,适量的掺入,既有效降低浆液黏度又不降低固结体力学性能。3选择固化剂810可以潮湿固化,促进剂起催化作用,进一步提高固化速度,增加浆材反应时间的可控性。4加入有机硅偶联剂能够降低浆液接触角,提高浆液可灌性和渗透性。5SHJ-W1和SHJ-W5均达到了JCT 10412007中I 等级灌浆材料的力学性能要求,其中与混凝土的黏接强度超过了II 等级要求。参考文献:1程红,包银鸿.HK-KG-10低粘快固灌浆材料的性能及应用,湖南大学学报,2004,31(4:22-25.2贾静怡,张翰声.防渗堵漏不强加固材料及施工技术研讨会论文集C.北京:中国水利水电出版社,1998:85-88.3宾斌,张亚峰,邝键政,等.新型水下灌浆材料的研制J.新型建筑材料,2006(7:25-28.4黄良锐.改性环氧灌浆材料的研究与应用D.武汉:武汉理工大学工学,2003.(本文编辑郭雪珍代号改性环氧固化剂糠醛丙酮促进剂偶联剂SHJ-W180.016.035.025.09.0 2.0SHJ-W580.018.025.015.05.02.0各项性能指标SHJ-W1SHJ-W5JCT 10412007规定初始黏度/(mPa ·s 5.452.6L (<30;N (<200拉伸剪切强度/MPa 9.08.5I (5.0;II (8.0抗压强度/MPa 52.664.3I (40;II (70抗拉伸强度/MPa 10.013.0I (10;II (15与混凝土干粘强度/MPa 4.0 4.4I (3.0;II (4.0与混凝土湿粘强度/MPa2.83.0I (2.0;II (2.5表5浆材的基本组成表6浆材各项基本性能专心-专注-专业