采光顶拉索网平台施工技术
1 工程概况
北京市西城区金融街G6地块项目总建设面积13万m2,东西长106m,南北宽136m,基坑深度约为25m。本工程共计3处采光顶,分别位于裙楼10层、主楼17层,采光顶中空高度分别为37.95,41.20m,主要幕墙形式为玻璃采光顶,采光顶钢梁表面包铝板和蜂窝石材,外观造型基本一致。
2 方案确定
高空采光顶施工过程中,传统方法采用搭设钢管落体脚手架,但本工程采光顶数量多,临空高度大,采用落地脚手架耗时耗力、成本高且荷载较大,楼板设计荷载无法满足。在项目采光顶施工过程中,项目研究并应用新的作业平台,通过搭设拉索网平台,作为采光顶幕墙钢架和钢梁包石材的施工操作平台。
3 拉索网施工平台设计
钢索选用16钢丝绳,主、次钢索间距为1 200mm。
1)围绕采光顶底部钢柱周边设置16钢丝绳1圈,高度为34.90mm。钢丝绳绕钢柱位置进行保护。
2)采光顶东、西为主钢索,跨度为18 000mm,南、北为次钢索,跨度为25 750mm。为防止位移,主、次钢索采用U形卡固定(见图1)。
3)本工程钢索设在10,17层屋面采光顶位置,为防止钢索下移,主、次钢索与周圈钢索交叉位置使用120mm×60mm×4mm镀锌方钢支起,方钢高度为2 450mm,钢立柱沿钢丝绳方向设置斜撑,镀锌方钢顶部转角与钢丝绳接触部位做硬质隔离保护,镀锌方钢底部与楼板后补埋板焊接固定,顶部焊接钢板进行限位固定,保证钢索水平。钢立柱顶部钢丝绳固定节点如图2所示,钢立柱底部与楼面固定节点如图3所示,钢柱间固定节点如图4所示。
4)主、次钢索在镀锌方钢立柱位置向外30°~45°顺延向下至楼面固定(见图5),楼面设置后补埋板,后补埋板上焊接12mm厚钢板,钢索和钢板连接。
5)平网钢索交叉位置,设置吊点(见图6),吊点采用16钢丝绳连接至主体钢结构上。
6)操作钢索层上面铺设1层安全网,木质脚手板间隔铺设,每组工字钢梁铺设3处脚手板,脚手板分别铺设在工字钢梁外侧下方与工字钢梁中间(见图7),每处≥2块,并用铁丝固定在钢索上。
7)操作钢索层周边采用10钢丝绳设置2道水平软防护绳,间距为600mm。用于施工作业层防护。
8)操作层西侧?~?/(4)轴位置,用脚手架搭设台阶,进出操作层;拉索网布置如图8所示。
4 拉索网施工步骤
操作层施工步骤为:安装外围钢索→安装埋板和镀锌方钢→主钢索安装拉结→次钢索安装拉结→主、次钢索交叉部位固定→安装吊点→大眼网铺设固定→脚手板铺设→搭设周边防护及上人马道。
1)根据采光顶钢柱的轮廓位置及索网搭设高度,安装水平钢索环绕一周。并在钢柱及剪力墙位置进行固定,转角部位使用塑料软管对钢丝绳进行软保护,外围钢索需固定牢固。
2)根据1 200mm×1 200mm分格尺寸,安装并固定主、次钢索。钢索预紧力为0.5kN,先将钢索基本拉直、固定。
3)在结构周边主、次钢索与外围钢索交叉位置设置120mm×60mm×4mm镀锌方钢立柱。镀锌方钢立柱长边方向与受力钢丝绳方向平行,镀锌方钢顶部焊接封口板,封口钢板上焊接└40×4限位固定钢索,镀锌方钢顶部转角与钢丝绳接触部位做硬质隔离保护,镀锌方钢底部与楼板后补埋板四面焊接固定,后补埋板与结构楼板采用M12×150机械膨胀螺栓固定。
4)主、次钢索沿外围钢索向外顺延固定,向下顺延固定在后补埋板上,后补埋板与结构楼板采用M16对穿螺栓固定,无法对穿的采用M16×150机械膨胀螺栓固定。镀锌方钢增加侧面斜撑,斜撑规格与镀锌方钢规格相同,斜撑与立柱交接部位四面焊接,斜撑与楼板后补埋板四面焊接,使用拉力表对1根钢索的2个端头同时施加拉力,拉力控制在0.5kN,依次拉紧主、次钢索。钢索交叉部位安装U形卡固定。
5)钢索网架上铺设大眼网,大眼网与钢索使用铁丝连接,要求绑扎牢固,不允许漏绑,间距控制在300mm以内。
6)钢索与结构钢梁之间设置吊点,采用16钢丝绳进行连接,顶部连接在结构梁焊接钢筋上,底部连接在钢索十字交叉位置。吊点控制在1个/5.76m2,保证钢索水平度。
7)操作钢索层上铺设1层安全大眼网,木质脚手板间隔铺设,每组工字钢梁铺设3处脚手板,脚手板分别铺设在工字钢梁外侧下方与工字钢梁中间下方,每处≥2块,并采用铁丝固定在钢索上。
8)采用10钢丝绳沿钢索网架周边设置2道水平软钢索,间距≤600mm,并在楼层内搭设脚手架上人马道。
9)每个采光顶分成3个施工区域,各区域依次流水施工。
5 质量安全保证措施
根据现场实际情况,安全管理存在很大难度。为保证施工安全和方便,组成安全管理小组。施工过程中,项目部人员轮流进行现场监督安全工作。
1)钢丝绳拉索施工前按施工方案进行认真技术交底,从而保证各施工阶段结构安全、施工准确。
2)钢丝绳端头采用3个受力卡环、1个保险卡环锁紧,保险卡环处做U形弯,安装卡环时使受力点作用在副绳上,避免将主绳挤压变形而减小受拉强度。
3)所有木质脚手板两端必须采用铅丝与横向承重钢丝绳绑扎牢固。
4)木质脚手板铺设完毕后检查钢丝绳下垂挠度是否与设计值相符,如不符应禁止使用,并查找原因整改完毕后再使用,过程使用中应定期对钢丝绳挠度进行检测,出现问题应立即停止使用并进行整改。
5)根据现场施工部位横向拉设1根10钢丝绳作为施工人员的保险绳,其两端连接在采光顶钢梁上,保险绳与钢梁转角部位接触做塑料软保护,施工人员进入操作平台前必须将安全带挂在保险绳上,做到高挂低用。
6)电焊施工时应全力做好接火工作,在电焊处作业下方设置规格合适的接火斗,并在电焊作业下方的脚手板上铺防火布,防止火花溅落烧伤钢索,电焊机电线必须保证完好,不允许有接头、破损现象。施工设备放在楼板上,焊机线要铺设在采光顶钢梁上,不允许将施工设备放在施工平网上。
7)加强对焊工的施工安全教育,电焊施工时必须保证双线到位,不合格设备不允许使用,以防漏电烧伤钢丝绳。
8)使用的电动工具应检查电箱漏电保护措施,不合格的严禁使用,电动工具、电焊机所用线缆应完好无损。
9)施工人员应备有专门的材料箱和工具袋,避免材料及小型机具坠落伤人。
10)为确保吊网施工安全,吊网上施工人数按以下要求控制:(1)2个吊点间同一根绳索附近施工人员≤3人;(2)通长同一根主索附近施工人员≤10人;(3)任何1个采光顶吊网施工平面施工人数≤20人。
6 结语
本工程通过对拉索网施工过程中每个环节的把控,深入学习,发现其中创新点,并运用科学方法、新的思维模式、科学有效的技术管控,在整个安装过程中达到预期效果,解决大空间采光顶施工操作平台问题。
[2]袁维坤.高空大跨度钢平台支撑体系施工技术[J].建设科技,2011(13):76-77.
[3]张笑冬,丛辉,邓文瑶,等.成都京东方洁净厂房大跨度屋面钢结构施工技术[J].施工技术,2019,48(10):25-29,81.
[4]王军杰,邱峰,王显博,等.受限空间大跨度屋面钢结构施工技术[J].施工技术,2019,48(10):68-71.
[5]陈杰,张磊,范国强.渭南市体育场大跨度钢结构屋盖施工关键技术研究[J].施工技术,2019,48(10):72-75.
[6]张明亮,李谟康,向思宇,等.岳阳三荷机场航站楼屋面结构施工技术[J].施工技术,2019,48(2):27-32.
[7]李长江,戈祥林,王宇,等.复杂喀斯特地质条件下大跨度钢结构吊装支撑胎架基础设计与施工[J].施工技术,2018,47(15):148-150,154.