1.国内现状
目前,国内“一”字结构平台无法满足复杂大型工业建筑设备的安装施工要求,缺乏配套的施工设备,相关核心技术尚属空白,多数工程主要依靠进口设备完成,阻碍了建筑施工设备制造行业的发展。
采用无脚手架的悬吊式作业施工装备是一种能够代替传统脚手架,可减轻劳动强度,提高工作效率,并能重复使用的新型高处作业设备。依靠其结构先进、工作安全可靠、架设方便、操作简单、机动灵活、效益高、使用维修方便等特点,已逐渐成为一种趋势,在高层及多层建筑物的外墙施工、保温施工和维修清洗外墙等高处作业中得到了广泛的认可,同时可用于大型罐体、桥梁和大坝等工程的作业。使用悬吊平台,可免去搭设脚手架,使施工成本大大降低,施工费用仅为传统脚手架的30%,而且工作效率大幅提高。
国产悬吊作业平台的主要特点:产品单一、品种规格少、技术含量较低,自有知识产权少,对异型高大建筑设备安装用异型悬吊作业平台的研制和开发尚处于起步阶段。仅解决平面局限性问题,一些重点工程和异型、特殊大型建筑设备安装中不得不采用进口产品,此类产品价格昂贵。因此,随着国内大型建筑的快速发展,开发研究新一代具有国际先进水平和具有自主知识产权的无脚手架施工装备技术及其产业化的条件已经成熟。
其中施工范围包括:大型建筑物外墙施工,塔类建筑物的定期防腐、检修维护,以及大型桥梁的设备安装等。但严峻的事实是,我国建筑施工仍然是典型的传统产业,尤其是建筑施工高处作业涉及的面广、量大,就我国目前建筑施工的现状来讲,仍然存在着劳动密集、管理粗放、劳动生产率低的现实问题。而且能耗过大、环境污染严重、安全事故频发、施工速度慢、部分工程质量差、经济效益低等,是施工企业存在的共性问题。造成此问题的原因较多,但突出原因是建筑工业化、机械化程度低,尤其是建筑安装、维护方面的高处作业方式更为落后,大部分工程安装与维护仍然采用传统的搭设大面积脚手架的施工方法。该工艺存在施工材料浪费大(图1-7)、劳动效率低、搭设和拆装费时、费工,且安全性能差等缺点。
图1-7 传统脚手架施工造成大量浪费的现状
日本和欧美等国家20年前开始推广先进的无脚手架施工作业装备与技术,不仅有效地遏制了高处坠落和坍塌事故,使建筑施工安全事故大幅度减少,而且大大提高了施工效率、降低了施工成本。因此,借鉴国外的先进技术和经验,我国于1985年开始对建筑施工吊篮进行研究和开发,1988年由中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院和无锡通天建筑机械有限公司、无锡申锡建筑机械有限公司共同研发的ZLD800高处作业装备通过了建设部的鉴定,之后又先后开发ZLD500、ZLD250、ZLD630等系列产品,在国内的外墙粉刷和装饰、装修中发挥了很大的作用。在标准立法方面,1996年中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院和有关单位一起先后负责完成了建设部行业标准JG 5099—1988《高空作业机械安全规则》和JG/T 5100~5104—1988《高空作业平台》;负责完成了GB 19155—2003《高处作业装备》国家标准,为本课题的开展奠定了很好的基础。但以上都是产品标准,用于施工安装的工法和施工技术规程还处于空白。用于幕墙安装和电梯安装大部分工程仍然采用传统的搭设脚手架施工方法,重点工程所需的专用设备还需要进口。国内建筑机械科研院所、骨干企业等联合,先后完成ZLD系列高处作业装备,悬吊平台由1.5m、2m、2.5m或3m的基本节组成,每节之间用螺栓联接,可组成1.5m、2m、2.5m、3.0m、4m、5.0m、6m甚至14m长的单、双层平台,形状有90°直角吊篮、有角吊篮、可调节吊篮、双层吊篮及各种专用吊篮等。由无锡华科机械设备有限公司研发的ZLP150、ZLP300、ZLP500、ZLP630、ZLP800、ZLP1000型等,作业平台最长可达15m。2007年该公司自主研发的第二代ZLP800吊篮于2008年获得“国家科技进步三等奖”。(www.daowen.com)
2.国外现状
为适应不同建筑结构作业的需要,英国、法国、德国、荷兰和美国等发达国家已开发了各种类型的平台结构,并在各种异型建筑、桥梁、烟筒、风力发电设备施工安装中广泛应用。如“L”型平台、“U”型平台、多变型平台、特种异型平台以及超长平台(图1-8)。为使平台安装快捷、方便,挪威的KOLTAK公司,芬兰的ROSTEK公司,德国的Mannesmann公司,西班牙的GOMYL公司,比利时的Skyclimber、Power Climber公司及澳大利亚的COX等企业将平台结构进行优化,设计出了若干种标准规格尺寸的结构,可以针对不同的异型建筑结构组合成“L”型、“U”型、多边型和超长篮体等异型平台。具有架设快速、载重量大、同步精度高、适应范围广及安全保护措施到位等特点,在一些国际重大的施工中扮演着重要的角色。
相关技术的发展使平台在多领域工程中得到了广泛的推广和应用,从而使悬吊作业平台的应用范围更加广阔。虽然高处作业平台在我国已有近25年的发展历史,但其基本结构、作业范围和外观形状并没有显著变化,就我国平台的品种和规格而言,与发达国家相比还有较大的差距。
发达国家如美国、日本、德国、法国、英国等建筑企业装备精良,施工技术先进,其人均装备率是我国人均装备率的8~10倍。国外的生产企业多采用模块设计,这样便于储存、运输和更换。比利时的Skyclimber公司使用1m、2m和3m模块组合,实现了12m长的模块。美国的Power Climber公司研发的高处作业装备悬吊平台最小长度为2m,最长达到19m,额定载荷为909~341kg,它的悬挂系统和动力提升装置处于世界领先水平,作业平台采用模块设计,可以根据需要用标准件组合成各种型号的平台。对比发达国家的同类产品,韩国滚多拉公司1000型提升机自重为57kg,要达到此项先进水平,需减重30多千克。日本在20年前推出了《无脚手架作业法》,美国、德国、法国、英国等国家也先后推出了《高空作业机械施工工法》。近年来,针对大型建筑的发展,施工企业普遍装备了高度自动化、智能化施工装备,对施工作业的安全性高度重视,在高处作业装备、高空升降平台和建筑物清洗维护设备等具有较高危险性的设备上均采用了多道安全保护系统,大大提高了工程施工的安全性。在施工过程中普遍采用施工过程信息化管理,做到施工全过程精细化管理,使工程质量得到了保障,能耗、污染、浪费得到了有效的控制。在幕墙安装和电梯安装方面推出了多种无脚手架作业的设备,使施工速度、质量和效益有了大幅提升。
图1-8 国外典型施工现场
国外施工企业取得的成就,很关键的一点就是有强大的施工装备支撑,众多的设备公司紧紧围绕着工程施工发展的需要,研发出了多种施工急需和必需的设备武装建筑业。由于建筑业的快速发展,特别是幕墙业已成为建筑领域中一个重要的部分。伴随而来的,对相应的配套设备要求也越来越高,要求作为幕墙安装的高处作业装备悬吊平台具有更大的承载能力,更大的覆盖区域,以能够承担一定的幕墙材料运输的任务,并适应不同的建筑结构。这就要求吊篮生产商不断向大载荷、大跨度的方向迈进,参与激烈的市场竞争,快速适应多变的市场需求。同时,安全问题更加不容忽视,多重安全保护系统也成为目前吊篮行业一个较为明确的发展方向。总之,国内外吊篮行业都在朝着提高施工效率、操作使用更加安全方便、节能环保的趋势发展。
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