大跨度采光頂及臨空側邦精裝修施工

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）

隨著大型商業綜合體的不斷涌現，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綜合體設計的主流。石家莊長安萬達廣場工程共設計有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到31.9 m，橢圓采光頂中心鋼結構焊接作業高度33.4 m；各樓層采光井側邦為輕鋼龍骨精裝修面層需要進行臨空作業。異形大跨度采光頂施工存在中心鋼結構焊接施工難度大、與下部作業存在交叉、中庭臨空側邦精裝修施工不便等特點。針對橢圓形采光頂中心鋼結構高空拼裝、各樓層側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來解決難題。

1 無腳手施工工藝

采光頂安裝及臨空側邦傳統施工方法為搭設落地腳手架，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，為保證整個項目的施工進度，首層地面需要提前插入施工，以保證項目施工進度。

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現場施工特點，采用索網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，可在保證施工安全與施工質量的同時，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構及索網柔性平臺[1]整體進行建模和受力分析，選擇合適的鋼索和鋼材；其次安裝并固定立柱中心加強支座，安裝固定立柱標準節，同時等間距穿設并張拉鋼索；最后在鋼索上鋪設腳手板作為立柱頂部操作平臺，即可在柔性操作平臺上進行大跨度橢圓采光頂安裝。

1.2 采光井臨空側邦

采光井臨空側邦的精裝修無腳手施工可根據不同工況分2種情況進行施工。

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的結構樓板上，通過鋼爬梯上到操作平臺進行側邦精裝施工，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）橢圓形采光井區域跨度大、門式桁架車無法應用。采用懸挑式可移動桁架車，可以在懸挑操作平臺進行側邦精裝施工，推動桁架車沿采光井滑移施工。

2 無腳手施工要點

2.1 索網立柱柔性平臺

2.1.1 深化設計

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

2.1.2 中心立柱設計與安裝

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#槽鋼鋼進行焊接連接，H型鋼與首層結構板使用M16螺栓錨固，立柱標準節使用螺栓按照施工電梯安裝規程與H型鋼連接。見圖1。

圖1 立柱底座

2）吊裝立柱標準節并與主體結構可靠拉結。立柱安裝目的是為采光頂中心主龍骨的拼裝、焊接提供穩固操作平臺和提高柔性網格平臺的平整度[2]。經計算，立柱使用890 mm×890 mm×1 500 mm的施工電梯標準節，節與節之間采用螺栓進行連接。同時在5.6、15.9 m標高處使用φ12 mm鋼索將立柱四角與周邊結構柱有效拉結，拉結點使用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 柔性索網平臺設計

橢圓形采光頂索網柔性平臺的安裝可與立柱安裝同步進行，柔性操作平臺采用鋼索成網格式交錯排列，短軸方向為φ12 mm鋼絲繩間距600 mm設置，長軸方向為φ12 mm鋼絲繩間距1 200 mm設置，采用縱橫交替的方法編織，采用手搖葫蘆張拉。張拉時，從中間對稱向兩側進行，拉緊后使用專用卡扣固定在結構梁外側。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。鋼絲繩索網搭設完成后，沿橢圓形周圈向內間距300 mm鋪設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

在電梯標準節上方用φ48.3 mm×3.6 mm鋼管和腳手板搭設立柱頂部操作平臺，平臺尺寸3 m×3 m，鋼管橫縱距900 mm×900 mm排列并搭設1.2 m高鋼管防護欄桿，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的焊接作業，同時可在柔性平臺腳手板上搭設門式腳手架，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、柔性平臺位置取3個點作為監測點，分別記錄鋼絲網鋪設完成時的數值、模板鋪設完成時的數值以及門式架安裝完成后的數值，作為監測基準。每日對鋼絲繩的下撓程度進行記錄，達到報警值立即停工整改并查明原因完成整改后方可繼續使用[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，采用懸挑式可移動桁架車進行施工。見圖3。

圖3 懸挑式可移動桁架車

1）設計要點。先在待施工的橢圓采光井部位進行可移動門式操作平臺的A-下部可移動平臺焊接及安裝。根據鋼結構受力計算，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量的標準化配重塊（≮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欄桿安裝，防護欄桿高度1.2 m。

2）操作要點。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-懸挑操作平臺上進行施工作業。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。懸挑式桁架車使用前，應通過計算在下部平臺放置足夠的標準化配重塊。施工過程中操作人員應將安全帶與防護欄桿相連并至少有一人在地面旁站，監督施工情況，上人前必須確認滑輪處于鎖止狀態。

4）工序穿插。圓采光井側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，采用門式可移動桁架車進行施工。見圖4。

圖4 門式可移動桁架車

1）設計要點。先在待施工的長廊采光井中間連橋部位進行可移動門式操作平臺的A-下部可移動平臺焊接及安裝。通過鋼結構受力計算，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-上部防護平臺的安裝，防護欄桿高度1.2 m。

2）操作要點。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-操作平臺上進行施工作業。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。推動門式桁架車過程中需兩側同時發力，避免偏移。施工過程中操作人員應將安全帶與防護欄桿相連并至少有一人在地面旁站，監督施工情況。

4）工序穿插。采光井側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，有效節約工期。

3 結語

無腳手綜合施工技術有效解決了大跨度異形采光頂安裝及臨空側邦精裝修與地面施工作業面交叉的問題，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。經測算，在確保施工安全和質量的同時，節省工工期60 d。