大吊頂施工及登高措施探討

梁國(guó)棟

摘 要 以北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)旅客航站樓核心區(qū)大吊頂安裝工程為例， 探討工期緊、登高作業(yè)高度大、質(zhì)量要求高的超大共享空間大吊頂?shù)歉咦鳂I(yè)的做法。針對(duì)工程施工結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大吊頂網(wǎng)架離地面距離最高處超過(guò)40米等重點(diǎn)和難點(diǎn)問題，運(yùn)用鋼絲繩作為生命線，水平安全網(wǎng)以及直臂車和卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝等安全工藝吊裝手段解決了主副龍骨以及面板吊裝等安裝到位的難題。

關(guān)鍵詞 大吊頂;安全施工;方案探討

1工程概況

1.1 北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓核心區(qū)工程總體概況

北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)是“十二五”和“十三五”時(shí)期的國(guó)家重點(diǎn)工程項(xiàng)目，其建設(shè)受到黨中央國(guó)務(wù)院以及國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的高度重視，同時(shí)也是我國(guó)高速發(fā)展的一個(gè)新的動(dòng)力源。總占地面積達(dá)到140多萬(wàn)平方米，曾經(jīng)被英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》評(píng)選為“新世界七大奇跡之一”。建成后將是世界最大的空港，成為展現(xiàn)中國(guó)國(guó)家形象的新國(guó)門。機(jī)場(chǎng)航站區(qū)分別由主航站樓、指廊（共計(jì)五個(gè)）、停車樓以及綜合服務(wù)大樓組成。主航站樓的核心區(qū)是該項(xiàng)目中最耀眼閃亮的區(qū)域，該區(qū)域工程建筑面積約60萬(wàn)平方米，地下2層，地上4層（局部浮島為5層），建筑高度50m，主體為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，局部為型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，屋面及其支撐系統(tǒng)為鋼結(jié)構(gòu)。

1.2 大吊頂工程概況

北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓屋頂是整個(gè)建筑外觀的重要體現(xiàn)部分，從高空俯瞰，整個(gè)航站樓猶如一只浴火重生的鳳凰，其大吊頂做法為連續(xù)流暢的白色漫反射不規(guī)則雙曲面蜂窩鋁板。整個(gè)屋面通過(guò)8只C型柱及12處落地柱下卷后與地面相接并將整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)托起，最終形成了“如意祥云”的整體意向。屋面大吊頂（大曲率、小曲率）面層材料采用15mm厚白色蜂窩鋁板，C型柱內(nèi)側(cè)采用15mm厚金色蜂窩鋁板，外側(cè)裝飾鋁板與大吊頂相同，總體結(jié)構(gòu)構(gòu)造較為復(fù)雜，大吊頂面層距地面離最高處超過(guò)40米。大吊頂設(shè)計(jì)與航站樓屋面整體定位網(wǎng)格相符，形成了建筑、結(jié)構(gòu)、裝飾一體化的整體風(fēng)格。

2大吊頂工程施工的特點(diǎn)以及難點(diǎn)

2.1 大吊頂鋁板的施工難點(diǎn)及施工方案概述

通常來(lái)說(shuō)，大空間大吊頂?shù)氖┕すに囕^為復(fù)雜，基本流程為：激光三維掃描 → BIM三維建模 → 測(cè)量數(shù)據(jù)分析 → 鋼網(wǎng)架上抱箍系統(tǒng)安裝→安裝轉(zhuǎn)換層鋼架 → 安裝主龍骨→安裝吊頂組框蜂窩鋁板單元板塊 →? 面板調(diào)整和清潔 → 檢查驗(yàn)收。而大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)又與其他大空間公共建筑最大的不同就是擁有超高超大的共享空間，并且造型是曲面。要安全、高效完成如此高大異形空間的大吊頂工程，勢(shì)必要采取一些特殊的施工技術(shù)措施與方法。

在前期對(duì)整個(gè)施工方案探討過(guò)程中，預(yù)料到將來(lái)施工難度將極大。這是因?yàn)榈谝唬旱蹴斪鳂I(yè)的施工面距地面超高，要確保安全、高效的施工的難度較大;第二：?jiǎn)巍㈦p曲面整體造型比較復(fù)雜，無(wú)論是鋁板工廠加工還是現(xiàn)場(chǎng)安裝和定位都不容易;第三：受到樓地面承受極限荷載的限制以及下方交叉作業(yè)的影響，現(xiàn)場(chǎng)總體狀況決定了不可能搭設(shè)滿堂式腳手架。綜上幾點(diǎn)，必須創(chuàng)新施工方法，以保證工程項(xiàng)目的高效、安全和經(jīng)濟(jì)。

經(jīng)過(guò)十多次反復(fù)的探討和對(duì)比，北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)大吊頂施工的登高措施決定主要采用：“上下結(jié)合，共同協(xié)作”的方式。即網(wǎng)架上方的施工人員通過(guò)屋面馬道利用固定在網(wǎng)架上的永久生命繩再架設(shè)新的生命繩到達(dá)施工點(diǎn)，然后在施工點(diǎn)上設(shè)置鋼跳板，形成施工面。下方直臂車將施工人員送至指定施工點(diǎn)，在直臂車操作平臺(tái)上配合安裝安全網(wǎng)和吊裝圓盤，使用鋼跳板操作平臺(tái)（鋼跳板搭設(shè)在鋼架轉(zhuǎn)換層上）與卷?yè)P(yáng)機(jī)（吊裝單元框及飾面板）相結(jié)合的方式完成最終的安裝操作。這種方法可以達(dá)到降低施工成本、材料運(yùn)送方便快捷，同時(shí)可以控制現(xiàn)場(chǎng)噪聲又便于交叉施工。

2.2 主要登高和作業(yè)操作過(guò)程

（1）生命繩的安裝

利用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)架設(shè)生命繩。原結(jié)構(gòu)上有一道永久性的生命繩，操作人員在搭設(shè)新的生命繩過(guò)程中可以利用，新的生命繩采用直徑8mm鋼絲繩，用鎖扣固定在網(wǎng)架的上弦與下弦之間的腹桿上，上下設(shè)置兩道，第一道生命繩距下弦桿高度600mm，第二道生命繩距下弦桿高度1200mm。拉結(jié)點(diǎn)采用4個(gè)正扣鎖死，其中在生命繩經(jīng)過(guò)的腹桿上繞一道，并單扣鎖死。生命繩用于上、下弦桿的抱箍、主龍骨及面板組合框安裝時(shí)使用。高空作業(yè)人員配備雙勾雙繩彈力緩沖的“五點(diǎn)式”兜襠安全帶，雙鉤分別掛在上下兩道生命繩上，起到雙重保險(xiǎn)的作用。

（2）水平安全網(wǎng)的安裝

根據(jù)大吊頂施工要求，所有網(wǎng)架施工區(qū)域全部進(jìn)行安全網(wǎng)全封閉，包括玻璃幕墻檐口和C型柱檐口周邊一圈。

①作業(yè)區(qū)域拉設(shè)警戒線，設(shè)置專門的看護(hù)人，其余任何人員不允許進(jìn)入施工區(qū)域;作業(yè)人員全部接受安全技術(shù)交底，登高作業(yè)人員全部持特種登高作業(yè)證書上崗。②施工順序：安全網(wǎng)的搭設(shè)順序從馬道處開始，放射狀向外安裝，直至幕墻玻璃處結(jié)束，施工區(qū)域內(nèi)全部密鋪安全網(wǎng)。③安裝流程：操作人員（2人/組）通過(guò)四層通往屋面的鋼樓梯上馬道進(jìn)入網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上，在鋪設(shè)安全網(wǎng)時(shí)，安全帶自始至終不能離開生命繩，系好系牢。安全網(wǎng)用定滑輪吊裝固定，定滑輪固定于鋪設(shè)網(wǎng)架兩側(cè)弦桿靠近球點(diǎn)處，先由地上人員（2人/組）運(yùn)至施工部位，在地面將安全網(wǎng)6M*3M進(jìn)行拼接，拼接完成后將安全網(wǎng)展開，通過(guò)定滑輪吊裝將地面安全網(wǎng)送至網(wǎng)架區(qū)域，先把安全網(wǎng)的一端兩個(gè)主繩頭掛在下弦桿上，并系牢固，然后施工人員從一端開始向另一端依次把中間的筋繩都系牢在下弦桿上，最后把安全網(wǎng)的另一端兩個(gè)主繩頭掛在另一側(cè)的下弦桿上系牢固。相鄰的兩片安全網(wǎng)之間用筋繩連接牢固。④通過(guò)定滑輪吊裝將地面安全網(wǎng)送至網(wǎng)架區(qū)域，使用專用繩綁扎在網(wǎng)架下弦桿上。

（3）吊裝盤的安裝

采用直臂車安裝吊裝盤抱箍系統(tǒng)，兩名施工人員在直臂車操作平臺(tái)上負(fù)責(zé)運(yùn)送圓盤和到達(dá)制定安裝點(diǎn)的下方定位，在網(wǎng)架上方的三名施工人員負(fù)責(zé)安裝和緊固吊裝盤。

（4）轉(zhuǎn)換層單元框的安裝

網(wǎng)架上配備4-5名施工人員，使用對(duì)講機(jī)和地面卷?yè)P(yáng)機(jī)操作人員進(jìn)行全程監(jiān)控確保吊裝高度及吊裝安全，下方施工人員使用纜風(fēng)繩對(duì)單元框的方向進(jìn)行調(diào)整，上下配合進(jìn)行安裝。

（5）主龍骨、組框及面板的安裝

轉(zhuǎn)換層安裝完成并通過(guò)驗(yàn)收后，利用轉(zhuǎn)換層（轉(zhuǎn)換層內(nèi)框橫向間距不大于3000mm）和屋頂鋼網(wǎng)架搭設(shè)操作平臺(tái)，操作平臺(tái)采用3000×250×15mm的鋼跳板作為移動(dòng)時(shí)候使用的腳手板，單片的重量約為9kg。鋼跳板兩端采用U型卡件與主龍骨卡牢固定。在緊固組框面板螺栓時(shí)，兩塊鋼跳板交替使用。一組安裝工人配兩塊腳手板，根據(jù)安裝位置現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，移動(dòng)操作平臺(tái)進(jìn)行副龍骨安裝和蜂窩鋁板單元板塊安裝，在整個(gè)安裝組框面板過(guò)程中，安全帶的雙鉤始終系掛在生命繩上，嚴(yán)格禁止安全帶脫鉤操作。

待主龍骨及連接主轉(zhuǎn)換配件在地面拼接完成后，使用麻繩（麻繩規(guī)格：φ12.5mm，長(zhǎng)度≥50米整根）對(duì)主龍骨兩端固定、中間部位固定一根方向繩后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)吊裝。吊裝時(shí)地面2名操作人員斜向拉升，2名操作人員斜向控制方向繩，用于調(diào)整主龍骨吊裝方向（單根主龍骨凈重16.8kg）。待吊裝至指定高度后，網(wǎng)架上操作人員在轉(zhuǎn)換層腳手板操作平臺(tái)上，此時(shí)操作人員安全帶始終扣掛在安全繩上。

頂部的鋼網(wǎng)架上繼續(xù)利用移動(dòng)的操作平臺(tái)，操作平臺(tái)的長(zhǎng)度根據(jù)網(wǎng)架孔的長(zhǎng)度和寬度定制加工。一組安裝工人配兩塊鋼跳板，根據(jù)安裝位置隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)移動(dòng)操作平臺(tái)與高空車相結(jié)合的方式進(jìn)行主龍骨及蜂窩鋁板單元板塊安裝。

（6）組框面板安裝

待主龍骨及配件拴接完成后，地面安排1名看護(hù)、4名操作人員，網(wǎng)架上安排4名操作人員及1名指揮員。將定滑輪固定到轉(zhuǎn)換層120*60龍骨上，通過(guò)兩個(gè)定滑輪及麻繩（麻繩規(guī)格：φ12.5mm，長(zhǎng)度≥50米整根）對(duì)組合單元件四個(gè)邊角固定后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)吊裝。吊裝方式同安全網(wǎng)吊裝方式，吊裝時(shí)地面4名操作人員斜向拉升（單元組框凈重<85kg，規(guī)格<3000*3000mm）。待吊裝至指定高度后，網(wǎng)架上操作人員在轉(zhuǎn)換層腳手板操作平臺(tái)上進(jìn)行單元塊連接固定，增加斜向交叉安全繩，安全繩保護(hù)覆蓋半徑2.5m，高度0.6m。吊裝至主龍骨下方使用U型卡件及螺栓與主龍骨進(jìn)行連接并且緊固。

2.2 采光天窗吊頂

（1）考慮施工操作方便和安全，采用直臂車安裝抱箍系統(tǒng)，采光天窗與大吊頂不同之處就在于其安裝鋁板的面是側(cè)向面，而不是平面，因此2組操作人員通過(guò)2臺(tái)直臂車從對(duì)向到達(dá)施工面的上、下弦桿處，施工人員借助直臂車平臺(tái)從弦桿兩側(cè)手動(dòng)進(jìn)行抱箍安裝，操作過(guò)程中人員安全帶全程系掛在直臂車的護(hù)欄欄桿上，嚴(yán)禁攀爬或者擅自翻越直臂車欄桿，嚴(yán)禁安全帶脫鉤。上、下弦桿的抱箍采用半個(gè)圓的抱箍方式進(jìn)行固定，兩名安裝工人在直臂車上配合施工完成，安裝完成抱箍后繼續(xù)使用直臂車來(lái)安裝滑輪，為今后吊裝鋁板轉(zhuǎn)換框做準(zhǔn)備，整個(gè)安裝過(guò)程工人全程在直臂高空車的配合下進(jìn)行安裝固定。

（2）面板安裝重量輕，采用直臂車運(yùn)送鋁板，直接反扣安裝鋁板。期間工人在直臂車上操作，嚴(yán)禁跨越、攀爬護(hù)欄。

2.3 C型柱吊頂

根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，通過(guò)直臂車在C型柱上標(biāo)注出每一個(gè)焊接固定點(diǎn)，在C型柱上固定滑輪，吊裝轉(zhuǎn)換層鋼龍骨，待鋼龍骨焊接完成后在C型柱內(nèi)部依據(jù)轉(zhuǎn)換龍骨，焊接鋼爬梯，方便施工人員上下安全施工，施工人員在高空作業(yè)全程系好安全帶。

（1）為保證安全，在C形柱大曲率區(qū)域，沿網(wǎng)架向上，距離地面2米搭設(shè)第一道生命繩，環(huán)繞C型柱向上，間距1.5m搭設(shè)一道生命繩至C型柱頂端。扣掛安全帶在安全繩上。在C型柱橫向連接鋼網(wǎng)架上，布設(shè)4-6道向下的安全繩，安全繩采用φ12.5mm的麻繩，用于固定制鎖器（同時(shí)在雙掛鉤安全帶上加裝制鎖器）。

（2）操作平臺(tái)的搭設(shè)方法：由于C型柱內(nèi)外間距比較大，常規(guī)操作平臺(tái)搭設(shè)比較困難，在局部?jī)?nèi)部外部轉(zhuǎn)換層的間距小于3米時(shí)，直接橫向搭設(shè)跳板形成操作平臺(tái)。

（3）當(dāng)內(nèi)外部轉(zhuǎn)換層龍骨間距大于3m時(shí)，從C型柱上方通過(guò)抱箍布設(shè)向下的φ16mm通絲絲桿，每隔3米布設(shè)一道60×40mm的方管，方管橫向間距小于3m，方管與轉(zhuǎn)換層龍骨間距必須小于3m，鋼跳板搭設(shè)在轉(zhuǎn)換層龍骨和方管上形成操作平臺(tái)，這樣在C型柱高度方向，每隔3m有一個(gè)操作平臺(tái)，配合直臂車和操作平臺(tái)，安裝C型柱的主龍骨和面板。

以上一系列登高、安保措施以及采用抱箍連接的施工方式，經(jīng)過(guò)北京市多位專家現(xiàn)場(chǎng)視察和綜合評(píng)審，一致認(rèn)為整體措施安全、可靠、高效、對(duì)原結(jié)構(gòu)不構(gòu)成任何破壞且實(shí)施性較強(qiáng)，并具有高度的創(chuàng)新性。在后續(xù)的7個(gè)多月施工過(guò)程中，未發(fā)生一起安全事故，而且在預(yù)定的工期內(nèi)圓滿地完成了施工全部任務(wù)，并為大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)總施工進(jìn)度計(jì)劃按期完成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，得到了評(píng)審專家、總包、業(yè)主的高度認(rèn)可與好評(píng)。