大跨度采光頂及臨空側(cè)邦精裝修施工

朱靜磊，柯子平，邢鶴遙

（中國建筑第八工程局有限公司 華北分公司，天津 300452）

隨著大型商業(yè)綜合體的不斷涌現(xiàn)，對建筑造型要求也越來越高，擁有一個或多個造型美觀的采光頂已然成為商業(yè)綜合體設(shè)計(jì)的主流。石家莊長安萬達(dá)廣場工程共設(shè)計(jì)有6個異形長廊采光頂和1個橢圓采光頂，總投影面積2 950 m2，其中橢圓采光頂長軸跨度達(dá)到31.9 m，橢圓采光頂中心鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)高度33.4 m；各樓層采光井側(cè)邦為輕鋼龍骨精裝修面層需要進(jìn)行臨空作業(yè)。異形大跨度采光頂施工存在中心鋼結(jié)構(gòu)焊接施工難度大、與下部作業(yè)存在交叉、中庭臨空側(cè)邦精裝修施工不便等特點(diǎn)。針對橢圓形采光頂中心鋼結(jié)構(gòu)高空拼裝、各樓層側(cè)邦精裝修施工與首層地面交叉施工等難題，亟需一種無腳手施工技術(shù)來解決難題。

1 無腳手施工工藝

采光頂安裝及臨空側(cè)邦傳統(tǒng)施工方法為搭設(shè)落地腳手架，架體頂部滿鋪腳手板作為施工操作平臺。由于本工程采光頂中心距離地面高達(dá)33.4 m，對安全管理工作要求較高，存在一定的施工難度；另外，為保證整個項(xiàng)目的施工進(jìn)度，首層地面需要提前插入施工，以保證項(xiàng)目施工進(jìn)度。

針對上述問題，參考大跨徑橋梁施工中常采用的空中腳手架——“貓道”和曲臂升降車并根據(jù)現(xiàn)場施工特點(diǎn)，采用索網(wǎng)立柱柔性平臺和可移動懸挑及門式操作平臺的無腳手施工技術(shù)，可在保證施工安全與施工質(zhì)量的同時，最大限度釋放下部施工空間，確保首層人造崗石采暖地面順利插入平行施工。

1.1 大跨度橢圓采光頂

首先通過有限元軟件對采光頂周圈結(jié)構(gòu)及索網(wǎng)柔性平臺[1]整體進(jìn)行建模和受力分析，選擇合適的鋼索和鋼材；其次安裝并固定立柱中心加強(qiáng)支座，安裝固定立柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，同時等間距穿設(shè)并張拉鋼索；最后在鋼索上鋪設(shè)腳手板作為立柱頂部操作平臺，即可在柔性操作平臺上進(jìn)行大跨度橢圓采光頂安裝。

1.2 采光井臨空側(cè)邦

采光井臨空側(cè)邦的精裝修無腳手施工可根據(jù)不同工況分2種情況進(jìn)行施工。

1）長廊形采光井采用門式可移動桁架車，兩端跨支在下層采光井兩側(cè)的結(jié)構(gòu)樓板上，通過鋼爬梯上到操作平臺進(jìn)行側(cè)邦精裝施工，推動桁架車沿采光井滑移施工，保證安全的同時有效提高工效。

2）橢圓形采光井區(qū)域跨度大、門式桁架車無法應(yīng)用。采用懸挑式可移動桁架車，可以在懸挑操作平臺進(jìn)行側(cè)邦精裝施工，推動桁架車沿采光井滑移施工。

2 無腳手施工要點(diǎn)

2.1 索網(wǎng)立柱柔性平臺

2.1.1 深化設(shè)計(jì)

采用MIDAS/GEN有限元分析軟件對采光頂周圈上反梁及索網(wǎng)立柱柔性平臺進(jìn)行分析，對采光頂鋼結(jié)構(gòu)施工過程中柔性索網(wǎng)和主體結(jié)構(gòu)的的受力變形情況進(jìn)行分析模擬，選擇滿足荷載要求的鋼索直徑、錨固間距及立柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)材料，明確立柱底部采用剛性固定、腰部采用柔性鋼索拉結(jié)的固定方式。

2.1.2 中心立柱設(shè)計(jì)與安裝

1）安裝并固定立柱底座。通過測量放線，選取橢圓形采光頂中心為立柱中心。立柱底座由2根5 m長、300 mm×200 mm×14 mm×10 mm的H型鋼“十”字形焊接，相鄰H型鋼間使用10#槽鋼鋼進(jìn)行焊接連接，H型鋼與首層結(jié)構(gòu)板使用M16螺栓錨固，立柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)使用螺栓按照施工電梯安裝規(guī)程與H型鋼連接。見圖1。

圖1 立柱底座

2）吊裝立柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)并與主體結(jié)構(gòu)可靠拉結(jié)。立柱安裝目的是為采光頂中心主龍骨的拼裝、焊接提供穩(wěn)固操作平臺和提高柔性網(wǎng)格平臺的平整度[2]。經(jīng)計(jì)算，立柱使用890 mm×890 mm×1 500 mm的施工電梯標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，節(jié)與節(jié)之間采用螺栓進(jìn)行連接。同時在5.6、15.9 m標(biāo)高處使用φ12 mm鋼索將立柱四角與周邊結(jié)構(gòu)柱有效拉結(jié)，拉結(jié)點(diǎn)使用3個鋼絲繩卡固定并用1.5 t手拉葫蘆張拉鋼絲繩。

2.1.3 柔性索網(wǎng)平臺設(shè)計(jì)

橢圓形采光頂索網(wǎng)柔性平臺的安裝可與立柱安裝同步進(jìn)行，柔性操作平臺采用鋼索成網(wǎng)格式交錯排列，短軸方向?yàn)棣?2 mm鋼絲繩間距600 mm設(shè)置，長軸方向?yàn)棣?2 mm鋼絲繩間距1 200 mm設(shè)置，采用縱橫交替的方法編織，采用手搖葫蘆張拉。張拉時，從中間對稱向兩側(cè)進(jìn)行，拉緊后使用專用卡扣固定在結(jié)構(gòu)梁外側(cè)。鋼絲繩與墻體接觸面墊木方，確保鋼絲繩不與墻體直接接觸，減少鋼絲繩磨損。鋼絲繩索網(wǎng)搭設(shè)完成后，沿橢圓形周圈向內(nèi)間距300 mm鋪設(shè)40 mm厚腳手板，腳手板上滿釘多層板，使腳手板和多層板形成整體網(wǎng)格平臺[3]。見圖2。

圖2 橢圓采光頂柔性平臺

2.1.4 立柱頂部操作平臺搭設(shè)

在電梯標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上方用φ48.3 mm×3.6 mm鋼管和腳手板搭設(shè)立柱頂部操作平臺，平臺尺寸3 m×3 m，鋼管橫縱距900 mm×900 mm排列并搭設(shè)1.2 m高鋼管防護(hù)欄桿，保證安全。

工人可在立柱頂部操作平臺上完成橢圓采光頂最中心主龍骨交匯點(diǎn)的焊接作業(yè)，同時可在柔性平臺腳手板上搭設(shè)門式腳手架，完成采光頂其余部位主次龍骨焊接及玻璃面板安裝。

2.1.5 操作平臺變形檢測

在立柱中心位置取1個點(diǎn)、柔性平臺位置取3個點(diǎn)作為監(jiān)測點(diǎn)，分別記錄鋼絲網(wǎng)鋪設(shè)完成時的數(shù)值、模板鋪設(shè)完成時的數(shù)值以及門式架安裝完成后的數(shù)值，作為監(jiān)測基準(zhǔn)。每日對鋼絲繩的下?lián)铣潭冗M(jìn)行記錄，達(dá)到報(bào)警值立即停工整改并查明原因完成整改后方可繼續(xù)使用[4]。

2.2 可移動桁架車

2.2.1 懸挑式

針對橢圓形采光井跨度大的特點(diǎn)，采用懸挑式可移動桁架車進(jìn)行施工。見圖3。

圖3 懸挑式可移動桁架車

1）設(shè)計(jì)要點(diǎn)。先在待施工的橢圓采光井部位進(jìn)行可移動門式操作平臺的A-下部可移動平臺焊接及安裝。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)受力計(jì)算，采用80 mm×80 mm×4 mm方鋼管完成橫桿、立桿及斜撐桿的焊接，采用4個可鎖止滑輪插入骨架下部，采用3 mm厚花紋鋼板焊接作為面板[5]。下部平臺放置足夠質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化配重塊（≮250 kg），使用40 mm×40 mm×2 mm方鋼管完成B-鋼爬梯的焊接并在爬梯上人處鋼板上留置上人口。最后使用40 mm×40 mm×2 mm鋼管完成C-上部懸挑平臺的防護(hù)欄桿安裝，防護(hù)欄桿高度1.2 m。

2）操作要點(diǎn)。先將懸挑式可移動桁架車推至待施工部位，鎖止4個滑輪后，操作人員攜帶工具沿B-鋼爬梯爬至C-懸挑操作平臺上進(jìn)行施工作業(yè)。施工過程中可以通過鎖止或解鎖滑輪，將桁架車沿推行至下一部位，直至完成所有施工。

3）安全要點(diǎn)。懸挑式桁架車使用前，應(yīng)通過計(jì)算在下部平臺放置足夠的標(biāo)準(zhǔn)化配重塊。施工過程中操作人員應(yīng)將安全帶與防護(hù)欄桿相連并至少有一人在地面旁站，監(jiān)督施工情況，上人前必須確認(rèn)滑輪處于鎖止?fàn)顟B(tài)。

4）工序穿插。圓采光井側(cè)邦采用懸挑式可移動桁架車施工過程中，不占用首層空間，首層可以同步插入人造崗石采暖地面施工，節(jié)約工期。

2.2.2 門式

針對長廊形采光井不同部位跨度相同且相對較小的特點(diǎn)，采用門式可移動桁架車進(jìn)行施工。見圖4。

圖4 門式可移動桁架車

1）設(shè)計(jì)要點(diǎn)。先在待施工的長廊采光井中間連橋部位進(jìn)行可移動門式操作平臺的A-下部可移動平臺焊接及安裝。通過鋼結(jié)構(gòu)受力計(jì)算，采用80 mm×80 mm×4 mm方鋼管完成橫桿、立桿及斜撐桿的焊接，使用3 mm厚花紋鋼板焊接作為操作平臺面板，將4個可鎖止滑輪插入骨架下部。在下部可移動平臺的基礎(chǔ)上，使用40 mm×40 mm×2 mm鋼管完成C-鋼爬梯的焊接。最后使用40 mm×40 mm×2 mm鋼管完成B-上部防護(hù)平臺的安裝，防護(hù)欄桿高度1.2 m。

2）操作要點(diǎn)。先將門式可移動桁架車推至待施工部位，鎖止滑輪后，操作人員攜帶工具沿C-鋼爬梯爬至B-操作平臺上進(jìn)行施工作業(yè)。施工過程中可以通過鎖止或解鎖滑輪，將桁架車沿推行至下一部位，直至完成所有施工。

3）安全要點(diǎn)。推動門式桁架車過程中需兩側(cè)同時發(fā)力，避免偏移。施工過程中操作人員應(yīng)將安全帶與防護(hù)欄桿相連并至少有一人在地面旁站，監(jiān)督施工情況。

4）工序穿插。采光井側(cè)邦采用可移動桁架車施工過程中，不占用首層空間，首層地面可以同步插入人造崗石采暖地面施工，有效節(jié)約工期。

3 結(jié)語

無腳手綜合施工技術(shù)有效解決了大跨度異形采光頂安裝及臨空側(cè)邦精裝修與地面施工作業(yè)面交叉的問題，大大降低了施工難度，保證了首層人造崗石采暖地面順利插入施工，為類似工程施工提供良好借鑒。經(jīng)測算，在確保施工安全和質(zhì)量的同時，節(jié)省工工期60 d。