鋼結構工程高空施工中新型安全支架的應用

繆 建 （上海通用建筑工程有限公司，上海 201900）

隨著近幾年阿里巴巴、京東、蘇寧、唯品會等大型購物網絡電商平臺的迅猛發展，倉儲物流在近幾年獲得爆炸式的增長，這就促成了各地物流倉庫建設的蓬勃發展。

在近年，隨著鋼材價格走低的情況下，建設成本逐漸降低，輕鋼結構廠房無疑是大跨度物流倉庫的首選。而且最重要的是，輕鋼結構廠房建設速度非常快。一般情況下，15000～20000m2的輕鋼結構物流倉庫，能在4～5個月完成施工，并交給物流企業正常使用。相對以往混凝土廠房的建設，提前起碼半年時間獲得經濟效益。但是，也正因為這種輕鋼結構物流倉儲的建設速度非常快，從而也產生了許多安全事故。

如何改善輕鋼結構施工，尤其是在高空施工作業的安全措施呢？

弧形生命線支架和垂直生命線支架就是在這樣一個背景下，由我們開發并推廣使用開來，并通過在最近一段時間上推行和實施的效果上來看，不僅這兩種安全支架能有效保證了現場施工人員的安全，也獲得了非常好的客戶口碑以及社會和經濟效益。下面就通過一個在建項目的實際使用情況，詳細介紹這兩種安全支架。

在建項目名稱為蘇寧云商合肥智慧產業園項目鋼結構工程。該項目由8個雙層鋼混結構物流倉庫組成，屋面全部是輕鋼結構鋼梁，墻面采用混凝土柱加墻檁，總建筑面積308087 m2，檐口高度18.5m～22m，最大跨度22m，單坡最長44m，柱距12m。

1 弧形生命線支架

1.1 傳統高空施工人員的安全措施

以往施工人員在鋼結構吊裝以及屋面檁條等次結構的高空作業時，沒有可靠的安全帶系掛位置。即使有，也因為需要常常移動，施工人員要不斷地將五點雙大鉤的安全帶先解開一個大鉤，然后重新將其掛鉤到新的施工位置，再將另外一個安全大鉤解開，也掛在新的施工位置，這樣就給施工人員造成非常大的麻煩和困擾，嚴重降低了在高空的施工效率。于是就常常出現施工人員圖方便，即使身上背著安全帶，也不愿將安全帶系掛在可靠位置上，從而造成高空作業人員施工時，險象環生，甚至安全事故的發生。

1.2 弧形生命線支架的方案

本項目在鋼柱或鋼梁靠近檐口位置的端頭板上，設置一種弧形圓管制成的支架，并在支架上端，分別焊接2個耳環，利用直徑不低于8mm的鋼絲繩作為生命線，在三個方向綁扎拉設生命線，從而提供便利且靈活有效的安全生命措施，使高空施工人員能夠將其安全帶便利的掛在高空任意方向的生命線上，保證施工作業過程中的安全。這種裝置稱為弧形生命線支架。

1.2.1 弧形生命線支架結構設計及加工

設計。在本項目的鋼結構設計建模階段，就考慮在檐口統一高度的每根鋼柱或鋼梁端頭板中心位置上，設置預留4個Φ18的圓孔的端頭凸起承臺，然后將1.8m高弧形生命線支架連接在此凸起承臺上。

圖1 弧形生命線支架效果圖

加工。采用直徑120mm壁厚4mm的圓管，在工廠利用弧型折彎機對圓管進行半圓弧冷拉折彎，形成高度1.8m的半圓弧結構，然后在半圓弧結構的底部焊接端頭連接板，并且在上部半圓弧管外側上端及圓管封閉板外側，分別焊接2個耳板（用Φ10圓鋼提前折彎成Π型耳板）。最后將拋丸除銹處理后的半成品支架結構送到鍍鋅工廠進行熱鍍鋅工藝處理，完成最終的弧形生命線支架結構（具體結構如圖2所示）。

圖2 弧形生命線支架結構

1.2.2 弧形生命線支架的安裝

在鋼柱或鋼梁地面預拼裝時，利用垂直吊裝設備，將直徑1.8m的半圓弧生命線支架吊運至相應位置，用4個M16×45的HS10.9級高強螺栓，將其底部固定在鋼柱或鋼梁檐口位置的凸起臺處（如圖1中的1位置）。

1.2.3 弧形生命線支架的使用

隨著鋼結構工程的吊裝施工，弧形生命線支架就豎立在檐口位置上，然后隨著工程進度及施工人員安全施工的需要，將直徑8mm的鋼絲繩作為生命線穿過弧形生命線支架上端預留耳環（如圖1中的2位置），這樣施工人員在施工屋面結構及屋面次結構、屋面板時，就可以將身上的安全帶系掛在此安全繩上，并且可以隨著施工人員的移動，不需要再拆移安全帶，極大提高施工效率和人員安全。

圖3 弧形生命線支架結構的應用場景

1.2.4 弧形生命線支架的拆除方法

屋面彩鋼板鋪設完成后，利用墻面井字架開始墻面外板從墻面一角開始順序鋪設施工。在遇到檐口有弧形生命線支架的位置時，利用吊車的綁帶先將其上部綁扎牢固，然后在井字梯上的施工人員，將弧形生命線支架底部的4個螺栓進行拆除，再將其吊運至地面指定位置后，進行妥善放置及保管。

1.2.5 弧形生命線支架使用注意事項

①考慮弧形生命線支架長期在戶外使用，所以必須采用圓管鍍鋅工藝；

②連接弧形生命線支架和鋼結構的大六角高強螺栓必須一次性使用完畢，不得循環使用；

③弧形生命線支架端部的耳板，在焊接處理完成后，必須進行逐個敲擊檢查，而且在穿掛生命線時，必須逐個檢查耳板是否焊接牢固，確保耳環沒有損壞或脫落現象；

④對于鋼結構廠房有設置女兒墻立柱的，可以不用設置弧形生命線支架；

⑤在轉運過程中，必須確保每個安全支架的耳板不受損傷。

2 垂直生命線支架

當鋼結構屋面單坡長度大于24m時，僅靠檐口弧形生命線支架支撐起來的生命線，在屋脊位置就會拖掛在鋼梁之上，甚至懸垂在鋼梁之下，造成安全帶使用上的極為不變，由此設計了一種放置于鋼梁上表面的垂直生命線支架。

本項目由于單坡長度44m，所以除了在每個單體檐口位置的每根鋼梁端頭位置，設置一個弧形生命線支架外，并沿鋼梁坡度方向，間隔9m左右設置一個垂直生命線支架，然后將安全繩穿過檐口的弧形生命線支架，并沿鋼梁上的垂直生命線支架也分別拉設安全繩，從而保證了該項目屋面整體的安全施工。

2.1 垂直生命線支架的加工及設計

加工。利用100×6的方管，底部焊接一塊帶4個Φ18圓孔的鋼板，頂部用鋼板封閉后，在方管外側4個方向均焊接一個M12的吊環螺母，最后將拋丸除銹處理后的半成品支架結構送到鍍鋅工廠進行熱鍍鋅工藝處理，完成最終的弧形生命線支架結構（具體結構如下圖4所示）。

設計。在鋼梁設計建模階段，距離檐口約9m位置左右，避開檁條等次結構位置，在鋼梁上翼緣中間位置設置4個直徑18的螺栓孔。

圖4 垂直生命線支架的結構

2.2 垂直生命線支架的安裝

在地面拼裝鋼梁時，將加工好的垂直生命線支架，用4個Φ16鍍鋅普通螺栓安裝在鋼梁上表面間距約9m的預留孔位置處，然后，將每榀鋼梁上考慮設置的垂直生命線支架均按同樣方式安裝完成。

2.3 垂直生命線支架的使用

將標準安全鋼絲繩穿過此支架的上端耳板，連接在檐口的弧形生命線支架耳板上，再隨鋼梁的吊裝，將其架設在屋面之上來使用。

圖5 安裝垂直生命線支架

對于每個穿過垂直生命線支架的生命線，都必須進行彎折，然后采用不少于3個鋼絲繩卡扣進行鎖緊，且必須將3個卡口都壓板在主繩這一側。

沿著每榀鋼梁布置的垂直生命線支架和生命線完成后，然后將相鄰兩榀鋼梁同樣靠近屋脊處的2個垂直生命線支架，用縱向主生命線順著屋脊方向進行連接，再將一根滑動生命線綁扎在靠近屋脊位置的縱向主生命線和靠近檐口相鄰兩個弧形生命線支架間的縱向主生命線之上。這樣就能在整個屋面之上，出現全覆蓋的滿足高掛低用的安全使用要求的安全生命線，從而就能極大的便利施工人員在屋面任何位置的移動施工。

圖6 主生命線與可滑動生命線的連接

2.4 垂直生命線支架的拆除及轉運放置

當鋪設屋面彩鋼板到相應垂直生命線支架位置時，利用人工進行逐個拆除。然后按照如下方式將其擺放在專用托架上，進行妥善保管放置，以便保護和轉運。每層考慮放置8根垂直生命線支架，建議每個托架放置11層。

2.5 垂直生命線支架使用注意事項

①因為垂直生命線支架使用在室外，所以需要采用熱鍍鋅桿件；

②垂直生命線支架頂端四個方向的耳板，在工廠焊接后以及現場安裝前，必須進行敲打檢測，如發現有脫焊或損壞的耳板，必須進行補焊加強。

3 高空安全支架現場技術交底

由于鋼結構工程在高空作業量大，施工人員多，所以，對于上述兩種高空安全支架的使用、安裝前，務必由現場項目部對于全體高空施工人員進行安全交底，使每一位高空施工人員都能正確使用這兩種支架，以及真正理解其在高空的安全意義。

現場項目部不僅要真正認真落實兩種支架的安全交底，還要對于現場使用情況，進行全面檢查，確保所有高空作業人員都能及時有效的系掛安全帶，確保現場高空施工的安全，做到零風險和無事故隱患。

現場項目管理人員還需要對于安全支架的保管、運輸做好登記、檢查，確保每一個支架都能安全使用，不允許有耳板脫焊或者支架斷裂等安全隱患的出現。

4 結語

本項目在上述兩種安全支架的應用后，不僅現場沒有出現一起安全事故，也引起了當地安監站的特別關注，獲得安監管理人員的一致好評和表揚，并在其它類似工程項目上介紹并建議推廣使用。

綜上所述，由于我國在鋼結構工程中存在著較為突出的安全問題，人員安全意識薄弱、場地安全隱患多、安全監管制度不完善等。項目管理人員應該利用自身專業經驗，結合工廠廠房鋼結構施工過程特點，構建完善的安全監管制度，夯實安全意識基礎，排除現場（尤其是高空作業）存在的安全隱患，為鋼結構廠房施工作業安全、順利開展提供保障。

對于鋼結構工程中不安全的高空施工現場，通過在屋面鋼梁上設置兩種方式的生命線支架，能夠使施工作業人員極為方便的使用和系掛安全帶，從而大大減少了屋面施工人員的高空安全風險，不僅給個人，也給企業帶來非常可觀的經濟和社會效益。