1 工程概况

　　 湖北省科技馆新馆工程位于武汉市东湖新技术开发区，高新大道以北，场地东邻松涛路，北邻科技一路，西邻花山大道。项目主要分为科技馆、球幕影院、景观桥3部分。项目总用地面积194 060m²，净用地面积124 768m²，建筑面积71 757m²。本工程地上4层，局部设夹层与地下室，建筑高度51.1m，吊顶主体结构为钢桁架，主桁架间距约8.4m, 22.000m标高位置为吊顶铝板幕墙，总工程量约5 100m²。

　　 该工程吊顶装饰面积大且位置高，按以往类似工程经验一般采用满堂脚手架或高空车施工。但随着人们对建筑外观及其功能要求越来越高，该施工方法对工程项目的成本控制、工期控制和安全生产存在较大影响，特别是超高层高吊顶装饰施工。如何降低成本、缩短工期、减少安全事故成为超高层高吊顶装饰施工的当务之急。

　　 科技馆项目设计一种超高超大空间吊顶区域施工的电控悬挑特种作业平台。项目部选取2个超高超大空间作为试点区域，其中，试点区域1为高21.33m巨幕影院，试点区域2为3层45m大悬挑钢桁架下方。以试点区域2为例，进行大空间吊顶施工技术探索，区域2位置如图1所示。

　　 此特种作业平台在湖北省科技馆新馆项目首次使用，主要完成钢结构防火涂料、节能保温喷涂，吊顶幕墙装饰工程，机电工程，精装修工程等工序施工。该电控悬挑特种作业平台使用时，不仅对悬挂区域原钢桁架结构进行计算复核，还采用有限元软件对本身结构安全稳定性进行计算，确保各道工序施工期间的安全性。经计算，吊笼平台自重2t，最大可承担35kN活荷载，现场使用限载20kN，可满足多个工序同时施工。

　　 电控悬挑特种作业平台由轨道、欧式悬挂梁头、承重梁、吊笼、硬连接结构、反拉加固结构等组成 (见图2) 。其中，欧式悬挂梁头采用2台380V-0.4kW三合一电动机进行驱动外加大车电控箱和无线遥控控制运行。吊笼长23m、宽1.5m、高1.5m，吊笼由3段笼体采用法兰板和高强度螺栓连接而成，方便组装拆卸重复利用。该电控悬挑特种作业平台采用无线遥控装置控制垂直、水平移动，上、下垂直移动由4台环链葫芦驱动，水平移动由2台三合一电动机驱动。同时，为保证吊笼笼体移动过程中自身结构安全，采用反拉加固的结构形式增加1道保险措施，并在高空操作空间采用销钉进行硬连接，保证各道工序施工过程中吊笼平台的稳定性。

　　 电控悬挑特种作业平台适用于写字楼、办公楼、各类场馆等公共建筑超高超大空间吊顶区域各分部分项工程施工。其不仅适用于钢结构工程，也适用于钢筋混凝土、钢框架结构，推广应用范围较广，有很好的社会效应和经济效应，解决了超高空间施工成本大、工期长、安全风险大、交叉施工复杂等难题。

　　 利用仿真分析软件对该特种施工作业平台的施工过程进行计算机模拟，复核其结构安全性和可靠性。

　　 1) 将导轨通过连接法兰板安装固定在结构桁架下弦上，对导轨水平度、直线度等参数进行检查，保证导轨安装满足施工作业要求。

　　 2) 将电动葫芦安装在导轨上，将特种作业平台吊挂在电动葫芦下方，实现两者连接，对平台进行空载调试运行，保证运行稳定。

　　 3) 利用电动葫芦驱动作业平台在导轨上水平移动，对标高22.950m大悬挑结构以下吊顶幕墙各道工序进行施工。

　　 4) 各道工序施工后，利用电动葫芦将平台下放至地面并拆除，然后依次拆除电动葫芦、连接法兰板和导轨，完成整个施工过程。

　　 按幕墙原始施工方案，首先需对此区域下方场地进行平整、硬化，然后搭设满堂脚手架。满堂脚手架搭设高度约20.8m (立杆间距0.8m，步距0.8m) ，长度约42.0m，宽度约23.2m。脚手架体量为1.83万m³。满堂脚手架由于覆盖区域最大，有利于施工。但由于体量较大，搭拆周期较长。若正常实施，预计投入架子工12人，搭拆需耗时15d，加上场地平整硬化5d，则需额外工期20d。满堂脚手架方案工期分析如表1所示，费用分析如表2所示。

　　 根据现场查看，本项目选用860sj型高空车可满足施工要求，故采用860sj型高空作业车进行分析。该型号高空车外形尺寸为12.19m×2.41m×3.05m，总重约16.5t，提升高度约28.21m。经与设计院沟通，高空车上楼不满足结构荷载要求，需在行驶区域铺设路基箱，约500m²。正常作业情况下需2台860sj高空车协调配合施工。高空作业车方案工期分析如表3所示，费用分析如表4所示。

　　 本工程试点区域施工方案使用的电控悬挑特种作业平台为根据现场要求设计、安装的特种施工作业设备，设备运行原理类似航吊。安装时首先在 (2) 轴和 (3) 轴各安装1根42m长的工字钢轨道，然后通过驱动梁带动下方平台在南北、上下2个方向自由移动，从而满足吊顶施工，同时亦可满足机电工程含给排水、钢结构防火涂料施工、电气、通风等专业的施工。电控悬挑特种作业平台方案工期分析如表5所示，总费用为12万元。

　　 若采用满堂脚手架方案，不仅体量大而且难度高，需进行专家论证，总成本最高。高空作业车自重较大，对路基要求较高，且安全性不易保证。综上，电动悬挑特种作业平台方案作业人数虽较少，但工期合理且总费用较经济，安全系数高，具有可推广性。

　　 结合上述分析，电动悬挑特种作业平台方案绝对施工工期为46d (含搭设、拆除) ，如全部推广使用，湖北省科技馆新馆项目全部吊顶幕墙 (约5 100m²) 同时使用4台电动悬挑特种作业平台平行施工，仅需60d即可完成全部吊顶幕墙施工。

　　 由于满堂脚手架方案需求钢管、扣件数量大, 且搭设高度近20m, 现场安全管理难度大, 不宜采用该方案。高空作业车方案动力为汽油, 不符合绿色环保的要求, 且高空车最大作业高度为28m, 安全系数低。电动悬挑特种作业平台方案动力为电力, 且只需在移动时启动, 正常作业无需动力, 符合绿色环保要求。电动悬挑特种作业平台方案预留安全系数较大, 安全可靠。

　　 1) 满堂脚手架施工方案成本最高，劳动力使用数量最多，高空车作业施工方案的工期最长，而电动悬挑特种作业平台施工方案成本最低，约为满脚手架施工方案的1/4，高空作业车方案的2/5。满堂脚手架施工方案费用主要浪费在搭拆人工费和料具租赁费上。工期方面，高空作业车施工方案各阶段工期均长于其他方案。

　　 2) 高空作业车方案动力来源为汽油，电动悬挑特种作业平台施工方案动力来源为电力，而满堂脚手架施工方案只需人力，无需外部动力支持，但搭设难度大。综合考虑，电动悬挑特种作业平台施工方案要优于另外2个方案。

　　 3) 电动悬挑特种作业平台施工方案使用场地少于另外2个方案，安全系数高于另外2个方案。

　　 综上所述，通过本文对3个方案的对比分析，电动悬挑特种作业平台方案有其他方案无法比拟的优势。对于超高超大空间吊顶区域各分部分项工程施工，该平台具有安全性高、绿色环保、方便快捷的优点。