劉成偉
(中交四航局第六工程有限公司,廣東 廣州 510000)
我國對于超高層鋼連廊有豐富的設(shè)計和施工經(jīng)驗,施工人員越來越重視施工過程中出現(xiàn)的技術(shù)問題,而超高層鋼連廊的吊頂工程是其中一個難點(diǎn)。傳統(tǒng)超高層鋼連廊吊頂施工中,采用軌道吊籃進(jìn)行常規(guī)工序施工,先做龍骨,再裝鋁板,由于其是高空作業(yè),因此在施工過程中的安全隱患極大,并且受作業(yè)平臺限制,工效低。該文對吊頂分片提升安裝施工的關(guān)鍵工序、施工方法、安全防護(hù)措施等進(jìn)行重點(diǎn)分析,保障工程施工安全。
廣州南方某超高層項目,為雙塔樓鋼結(jié)構(gòu)連廊形式,地上42 層,總建筑高度195m。鋼結(jié)構(gòu)連廊位于33F 至屋面層,跨度68m,寬度25m,連廊高度44m。如圖1 所示。
圖1 項目效果圖
項目采用的整體提升工藝安裝,提升質(zhì)量約2850t。因提升質(zhì)量、高度限制了鋼結(jié)構(gòu)連廊地面拼裝階段的底部空間,不具備在提升前開展吊頂施工條件;同時考慮盡可能降低風(fēng)荷載對提升安全的影響,因此只能待連廊提升安裝后再在空中進(jìn)行吊頂施工。
連廊吊頂高度約150m 鋼連廊底部吊頂工程,綜合考慮各種因素,放棄了傳統(tǒng)施工方式,改變施工工序,變更設(shè)計圖紙,改變施工方法。經(jīng)過綜合考慮深化設(shè)計變更為單元鋁板形式,施工工法采用分片提升安裝的方式。
設(shè)計結(jié)合施工要求進(jìn)行最優(yōu)考量,設(shè)計為單元鋁板橫向為5 個單元組合向縱向延伸排布??傆嫾s為122 個單元,最大吊頂鋁板板塊分格為5000mm×2200mm;質(zhì)量為400 kg;吊頂鋁板的完成面標(biāo)高:148.60 m。
連廊吊頂施工前,已完成鋼結(jié)構(gòu)的安裝,連廊底部層的混凝土為方便吊頂安裝,僅鋪設(shè)樓層板,不澆筑混凝土。
根據(jù)高層鋼連廊底部鋼梁的布局,結(jié)合荷載分布要求,將龍骨鋁板吊頂深化設(shè)計變更為單個單元板塊的形式,在上部已完工樓層設(shè)置卷揚(yáng)機(jī)作為垂直運(yùn)輸工具,輔以攬風(fēng)繩,將單元板塊提升至作業(yè)層;在作業(yè)層設(shè)置滑軌+手拉葫蘆作為水平移動與高度調(diào)節(jié)裝置;在作業(yè)層采用鋼梁掛籃作為操作平臺,進(jìn)行底部吊頂?shù)墓潭ò惭b。在施工工藝流程上按實(shí)際操作的流程進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃,將該工程的施工工藝流程分為3 塊。從上到下依次為第+1 層吊裝設(shè)備(卷揚(yáng)機(jī))安置區(qū)、第層安裝作業(yè)層(該層即連廊最底層,為方便底部吊頂安裝,該層混凝土不澆筑,前期僅鋪設(shè)樓承板)、D 層施工準(zhǔn)備區(qū)。每個區(qū)域根據(jù)其工作內(nèi)容進(jìn)行細(xì)分如下:第+1 層吊裝設(shè)備(卷揚(yáng)機(jī))安置區(qū)工作內(nèi)容按實(shí)施順序包括吊裝孔未定位、打孔→卷揚(yáng)機(jī)位置安放位置定位→導(dǎo)向支架架設(shè)。第層安裝作業(yè)層工作內(nèi)容按實(shí)施順序包括軌道安裝→區(qū)域安全措施施工→分區(qū)域壓型鋼板拆除→掛籃安裝→攬風(fēng)繩設(shè)置。D 層施工準(zhǔn)備區(qū)的工作內(nèi)容按實(shí)施順序包括單元鋁板的組裝,運(yùn)輸→待安裝單元鋁板的起吊就位、吊裝準(zhǔn)備→單元鋁板的起吊監(jiān)控。3 個作業(yè)區(qū)的工序相互協(xié)調(diào)進(jìn)行,確保措施先行,材料超前,安全同步的原則。吊頂分片提升安裝施工工藝流程如圖2 所示。
圖2 吊頂分片提升安裝施工工藝框圖
單元鋁板的加工及組裝按施工的范圍及順序分批進(jìn)行。單元板塊加工嚴(yán)格,按照設(shè)計的工藝圖進(jìn)行龍骨的制作、焊接,鋁板的安裝、打膠進(jìn)行。保證最終加工的單元鋁板符合設(shè)計精度及強(qiáng)度要求。
由于單元鋁板體積較大,且為非單一平面單元體,因此要制作相應(yīng)的臺架安裝鋁板及運(yùn)輸。鋁板龍骨的焊接組裝可以在平整的場地完成,完成后將該單元龍骨利用自制小龍門吊吊起后安裝鋁板。在鋁板安裝前,設(shè)置豎向臨時支撐,確保骨架穩(wěn)定。
在龍門架上做好的單元鋁板采用工地常用的單元板塊運(yùn)輸小板車運(yùn)輸?shù)酱惭b位置準(zhǔn)備起吊。
測量放線根據(jù)圖紙設(shè)計的單元鋁板的掛點(diǎn)進(jìn)行放線。在鋼梁面上進(jìn)行放線,按照設(shè)計尺寸在這2 條線上分別標(biāo)記出每個單元鋁板的掛點(diǎn)位置。用角尺和靠尺下返這些點(diǎn)位,作為單元鋁板掛設(shè)時的控制位置(用石筆標(biāo)記)。
取單元板塊的中心為吊點(diǎn)位置,采用4 點(diǎn)吊設(shè)置,如圖3 所示。
圖3 鋁板單元吊裝三維示意圖
根據(jù)吊點(diǎn)位置(在鋁板單元體排布圖上進(jìn)行標(biāo)記,然后在第+1 層樓板面開孔(如遇到開孔位置正好是鋼梁的情況則依據(jù)對稱平衡原則進(jìn)行調(diào)整單元鋁板的2 個吊點(diǎn)位置)。
在第+1 層的樓板面上安裝卷揚(yáng)機(jī)底座(采用樓板對穿螺栓固定),然后將卷揚(yáng)機(jī)用螺栓固定在卷揚(yáng)機(jī)的底座上。卷揚(yáng)機(jī)可以根據(jù)吊裝區(qū)域在底座上一定范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)調(diào)整,以適應(yīng)出繩偏角的范圍要求。在孔位處,設(shè)置支架,支架的4 個底邊采用膨脹螺栓與混凝土樓面固定,以防止移動或傾倒。支架上懸掛導(dǎo)向定滑輪,卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩通過導(dǎo)向定滑輪后下穿樓板孔洞(孔洞周邊采用柔性橡膠材料防護(hù),防止鋼絲繩磨損),將鋼絲繩下放至待吊單元鋁板的位置。卷揚(yáng)機(jī)在使用前要進(jìn)行調(diào)試并檢查各部件是否處于正常狀態(tài)。在卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩端頭距吊鉤1m 處安裝一個限位擋板,以避免起吊過程中鋼絲繩過卷。卷揚(yáng)機(jī)安置示意圖如圖4 所示。
圖4 卷揚(yáng)機(jī)安置示意圖
在作業(yè)層安裝水平軌道,軌道鋼梁采用HN200mm×100mm×5.5mm×8mm“H”型鋼,軌道上安裝可移動手拉葫蘆。每排板塊設(shè)置2 根軌道。
掛籃籃體主龍骨采用30mm×30mm×4mm 的角鋼,次龍骨采用30mm×30mm×4mm 的角鋼焊接而成,制作尺寸為長×寬×高=550mm×550mm×1400mm(質(zhì)量約為25kg),底部鋪3mm 厚鋼網(wǎng)片,四圍采用安全密目網(wǎng)或鐵絲網(wǎng)圍蔽,每個籃體限載1 人?;@體設(shè)計采用可掛鋼梁的籃體,掛籃掛鋼梁部位采用Φ12mm 圓鋼加強(qiáng)。掛籃在掛鋼梁上使用的同時采用鋼絲繩綁扎在橫擔(dān)上起到二次防墜保護(hù)。掛籃制作及使用示意,如圖5 和圖6 所示。
圖5 掛籃制作示意圖示意圖(單位:mm)
圖6 掛籃使用示意圖
在鋼梁上焊接設(shè)置安全繩(鋼通作為立柱,焊接在鋼結(jié)構(gòu)面上,用鋼絲繩作為安全走繩,設(shè)置兩道)。
待安裝單元鋁板位置的移動籃體掛設(shè)好以后,拆除安裝區(qū)域的壓型鋼板(其他單位配合),以便為單元鋁板吊裝做準(zhǔn)備。先對拆除范圍進(jìn)行警戒圍蔽,防止跟吊裝單元鋁板無關(guān)的人員進(jìn)入該區(qū)域。然后進(jìn)行拆除,拆除按每安裝兩格單元鋁板的范圍進(jìn)行。拆除后的壓型鋼板堆放在旁邊,以便安裝完成鋁板后及時封閉回去。拆除及恢復(fù)總的原則:根據(jù)待安裝2 塊單元鋁板的小范圍拆除,及時恢復(fù),避免大范圍拆除。
待現(xiàn)場準(zhǔn)備(施工作業(yè)場地圍閉、現(xiàn)場測量放線、安全走繩設(shè)置),材料(單元鋁板加工并運(yùn)輸?shù)轿唬┖痛胧┰O(shè)備(卷揚(yáng)機(jī)吊裝設(shè)備、移動小平臺掛設(shè))三大項工作做完后,準(zhǔn)備進(jìn)行吊裝作業(yè)。
正式吊裝作業(yè)開始前應(yīng)進(jìn)行空載試吊演練,負(fù)重試吊,發(fā)現(xiàn)問題及時排除,以確保操作流程的正確和順暢,保證正式吊裝作業(yè)順利進(jìn)行。
試吊環(huán)節(jié)將單元鋁板鋼絲繩掛在2 臺卷揚(yáng)機(jī)下放的掛鉤上,然后信號司索工聯(lián)絡(luò)起吊,起吊1m 后暫定5min 看其穩(wěn)定狀態(tài),然后下降至地面,來回3 次,無任何異常后可以進(jìn)行正式吊裝工作。
正式吊裝作業(yè)必須在當(dāng)天風(fēng)力小于5 級(含陣風(fēng))的情況下進(jìn)行。作業(yè)人員必須接受全流程的操作規(guī)程交底,每個人員都必須精神狀態(tài)飽滿,勞動防護(hù)用品配帶整齊。
流程基本與試吊環(huán)節(jié)相同,首先下放卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩至第樓面,然后將單元鋁板的吊裝鋼絲繩掛在卷揚(yáng)機(jī)掛鉤上,信號司索起鉤,正式起吊。
提升至待安裝位置近1m 處,解除纜風(fēng)繩,然后通過在水平軌道上掛設(shè)于移動小車上的手拉葫蘆換鉤,進(jìn)行單元鋁板的水平運(yùn)輸,運(yùn)輸?shù)酱惭b位置。
換鉤之后,采用手拉葫蘆對單元鋁板進(jìn)行微調(diào)整,直至調(diào)整到位。
吊頂鋁板單元與主體結(jié)構(gòu)的工字鋼采用圖7 所示掛件,用螺栓連接臨時固定,保證可以三維可調(diào)。
圖7 鋼掛件三維示意圖
微調(diào)到位后單元鋁板處于靜止?fàn)顟B(tài),然后在掛籃內(nèi)的安裝人員進(jìn)行螺栓固定單元鋁板(螺栓固定位置測量放線已經(jīng)標(biāo)定),單元鋁板的高低平整,通過塔尺配合水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量,通過螺栓頂絲調(diào)整,調(diào)整到位后固定點(diǎn)焊頂絲,完成單元鋁板安裝工作。然后人員在籃體內(nèi)進(jìn)行操作解除單元鋁板2 個吊點(diǎn)的D 型扣即解除了鋼絲繩。
待單元鋁板安裝完畢后,作業(yè)人員在籃體內(nèi)進(jìn)行操作,解除單元鋁板4 個吊點(diǎn)的D 型扣即解除了鋼絲繩。作業(yè)人員返回第層,收回滑動籃體,拆除平臺,鋼絲繩等安全防護(hù)措施,再次鋪貼壓型鋁板,恢復(fù)原樣。
鋼連廊吊頂大面采用該方案實(shí)施,收邊收口(包括每塊單元鋁板之間的拼縫打膠)位置待擦窗機(jī)軌道及設(shè)備完成后,利用擦窗機(jī)吊籃進(jìn)行施工。
經(jīng)實(shí)際工程檢驗,超高層鋼連廊底部吊頂采用“吊頂分片提升安裝”的施工技術(shù),能較好地解決高空吊頂施工中垂直運(yùn)輸困難,施工作業(yè)環(huán)境危險,安裝效率低,焊接質(zhì)量不易控制等問題。