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淺談鋼結構廠房施工與安全技術
周凱沈志祥
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隨著住建部對建筑業工業化、產業化的推進以及國務院李克強總理大力發展鋼結構的號召,鋼結構廠房在我國建筑行業扮演著越來越重要的角色。由于鋼結構廠房施工緊密聯系著安全技術,施工過程應結合安全技術做好過程控制。本文針對鋼結構廠房實例分析其施工與安全技術,旨在指導類似工程施工。
鋼結構;廠房施工;安全技術
人員在高空作業防高空墜落,高空施工人員操作用材料、工具等防高空墜物,施工臨時用電防觸電安全,大中小型機械作業施工安全等是此工程安全管理的重點。由于該工程自身結構的特殊性,在廠房施工期間采取安全技術管理難度較大,這就要求施工單位在制定安全施工計劃時綜合分析,對安全管理中的重點、難點內容嚴格控制。
(1)設備機具問題。鋼結構工程通常跨度較大,機械設備是鋼結構施工必須具備的工具。而在使用期間設備常會受到外在環境的影響,如:溫度高、濕度高、低氣壓、陽光強等,給施工人員及機械設備、用電設備安全都帶來很大難度。
(2)人員意識問題。由于缺少安全施工的思想意識,不少作業人員在施工現場未積極采取安全防護措施,給后期的施工作業埋下安全隱患。如:工程高空作業中,少數人員未使用安全帶而險些發生意外事故。此外,該工程施工期緊、交叉施工、現場情況復雜,給施工單位的安全管理造成不便。
(3)交叉施工問題。大規模的鋼結構工程,涉及到了復雜的廠房機構。因而,在施工過程中需要安全控制的面積較大,施工細部安全控制困難。部分作業面和土建施工也存在相互制約影響的情況,這些都會給人員和機械設備安全的保護造成干擾,不利于鋼結構項目施工。
(4)施工問題。施工是整個鋼結構工程建設的重點,而受到作業人員及現場管理制度的影響,廠房施工安全管理措施未能全面實施。施工人員的錯誤操作往往會給工程質量造成較大的隱患,如:技能不強、圖紙不清、工藝不準、培訓不足等因素,都會影響到施工人員的安全作業水平。
鋼結構安裝是廠房建設的主要階段,也是決定項目質量的關鍵因素。在鋼結構安裝期間,工程單位不僅要重視安裝質量的高低,也要對安裝作業的安全性嚴格控制,通過實施必要的風險控制策略來保證施工作業的安全進行。這一階段的安全技術管理涉及到以下幾點:
(1)安裝方面。在鋼結構廠房安裝期間常會出現:高處墜落、物體打擊、機械傷害、觸電等意外事故。為了保證鋼結構施工的有序進行,施工人員在實際操作過程中必須要把握好廠房各個部分的安裝準則,參照廠房結構順序完成鋼結構安裝任務。
(2)物體方面。材料、構件放置的位置、環境使物處于不安全狀態;措施不力,使物處于不安全狀態等都是不安全狀態。物的不安全狀態是導致事故發生的另一個主要原因之一。為確保施工安全,保持物的狀態在安全可控的狀態下是保障施工安全的又一重要環節。
(3)消防方面。預防電氣焊火災首先應制定電氣焊管理制度,進行專項的電氣焊作業安全、技術交底,辦理動火審批手續,防火人員、設施到位并有效,在電氣焊作業中,要設防火盆且防止火花飛濺墜落造成火災或損傷設備等,使電氣焊作業在消防安全的可控狀態下順利進行。
(4)氣候方面。對于氣候特殊的區域要采取針對性的安全管理。本次工程地處亞熱帶季風氣候地區,夏季高溫多雨,季節性氣候顯著。盡可能避免在太陽直射條件下進行露天作業,盡可能利用早晚時間進行施工,避開中午時間段的炎熱天氣。當氣溫超過C40°時,停止一切室外生產活動。
(5)通道方面。為了防范安全意外的發生,在施工期間要積極建設安全通道,這是安全技術管理的一項輔助措施。汽機廠房鋼結構吊裝過程中,鋼柱安裝上下爬梯隨著樓層鋼梁的安裝會陸續拆除,在通往各層平臺的相應位置須設置臨時安全通道,安全通道由腳手架子管搭設成Z字型。
1.工程概況
本工程案例為某廠房工程,該廠房結構形式為單跨地下廠房;全鋼結構框架。廠房為全鋼結構多層廠房,采用局部帶支撐的框架結構形式,屋面采用雙坡梯形鋼屋架,鋼柱與基礎、主梁與柱均采用鋼接,主次梁連接采用鉸接。廠房地下部分為現澆鋼筋防滲砼結構,地上部分為鋼框排架結構體系。廠房橫向為單跨,跨度為57.2m;廠房縱向總長度為109.85m,共10條軸線9個開間,軸距差別較大,有8m、11.95m、12m、13m、13.5m和14.5m六種。
2.主框架吊裝安全技術
主框架是整個鋼結構廠房建設的主要構成,從目前的施工狀況看,主框架吊裝是意外事故的高發階段。因而,施工單位在制定施工安全技術管理方案時,把主框架吊裝安全作為重點內容,從多個方面制定方案以處理好施工期間遇到的安全問題。從本次研究的工程實際情況看,主框架吊裝安全技術包括:
(1)鋼柱對接安全操作平臺。在柱頂接頭位置之下約1.2~1.5m處搭設操作平臺,并鋪跳板,掛安全防護網。操作平臺分臨時和永久兩種,無論采用哪種平臺,都應做好鋼平臺的防滑措施,避免鋼與鋼直接接觸。為了加大接觸面的摩擦力,通常在接觸面墊防滑廢舊輪胎膠皮等材料。此外還可以在鋼柱上焊接鋼板(牛腿)來放置平臺,避免側傾。
(2)施工用上人爬梯。廠房主框架鋼結構吊裝過程中,為了配合鋼結構吊裝,最大限度地為施工人員提供簡便安全的施工通道,通常在鋼柱、桁車梁、屋架等主體結構的適當位置處配置自制的施工用爬梯,爬梯主支采用12mm及以上圓鋼,踏步采用不小于12mm圓鋼,踏步與主支之間采用搭接焊,踏步間距300mm,爬梯上部與主結構綁扎搭接或點焊牢固。
(3)焊工用掛籠。汽機廠房主框架焊接主要是柱與主梁的上下翼緣焊接,梁的截面尺寸大,焊工在施焊下翼緣時,籠內下鋪建筑用多層板,為防止掛籠施工過程中失穩,掛籠與鋼梁上翼緣采用活動定位夾具固定。
(4)施工用安全繩。本工程鋼梁跨距大,重量重,鋼梁就位后為了保證安裝人員安全順利地拆除吊索48鋼管,支架間距宜為4~5m。安全繩采用鋼絲繩卡緊固,底座采用自制的卡具固定在鋼梁上翼緣上。
3.施工過程與設計過程廠房框架簡單靜力分析對比
抽取其中一榀框架,分別看設計時和施工時受力情況:
(1)非線性施工過程參數指定如下

(2)位移對比

說明位移有差距,施工時須明確按有關規定嚴格監督管理好才行。
[1]盧文勝.淺談加強鋼結構廠房施工安全管理的措施[J].管理科學,2012(11).
[2]王堯剛.淺談鋼結構廠房安裝的安全防護[J].2013年全國鋼結構技術學術交流會,2013.
[3]GB50017-2003鋼結構設計規范[S].
[4]林寶生.鋼結構廠房施工安全技術管理探析[J].管理縱橫,2015(29).