大跨度采光顶及临空侧邦精装修施工

朱静磊，柯子平，邢鹤遥

（中国建筑第八工程局有限公司 华北分公司，天津 300452）

随着大型商业综合体的不断涌现，对建筑造型要求也越来越高，拥有一个或多个造型美观的采光顶已然成为商业综合体设计的主流。石家庄长安万达广场工程共设计有6个异形长廊采光顶和1个椭圆采光顶，总投影面积2 950 m2，其中椭圆采光顶长轴跨度达到31.9 m，椭圆采光顶中心钢结构焊接作业高度33.4 m；各楼层采光井侧邦为轻钢龙骨精装修面层需要进行临空作业。异形大跨度采光顶施工存在中心钢结构焊接施工难度大、与下部作业存在交叉、中庭临空侧邦精装修施工不便等特点。针对椭圆形采光顶中心钢结构高空拼装、各楼层侧邦精装修施工与首层地面交叉施工等难题，亟需一种无脚手施工技术来解决难题。

1 无脚手施工工艺

采光顶安装及临空侧邦传统施工方法为搭设落地脚手架，架体顶部满铺脚手板作为施工操作平台。由于本工程采光顶中心距离地面高达33.4 m，对安全管理工作要求较高，存在一定的施工难度；另外，为保证整个项目的施工进度，首层地面需要提前插入施工，以保证项目施工进度。

针对上述问题，参考大跨径桥梁施工中常采用的空中脚手架——“猫道”和曲臂升降车并根据现场施工特点，采用索网立柱柔性平台和可移动悬挑及门式操作平台的无脚手施工技术，可在保证施工安全与施工质量的同时，最大限度释放下部施工空间，确保首层人造岗石采暖地面顺利插入平行施工。

1.1 大跨度椭圆采光顶

首先通过有限元软件对采光顶周圈结构及索网柔性平台[1]整体进行建模和受力分析，选择合适的钢索和钢材；其次安装并固定立柱中心加强支座，安装固定立柱标准节，同时等间距穿设并张拉钢索；最后在钢索上铺设脚手板作为立柱顶部操作平台，即可在柔性操作平台上进行大跨度椭圆采光顶安装。

1.2 采光井临空侧邦

采光井临空侧邦的精装修无脚手施工可根据不同工况分2种情况进行施工。

1）长廊形采光井采用门式可移动桁架车，两端跨支在下层采光井两侧的结构楼板上，通过钢爬梯上到操作平台进行侧邦精装施工，推动桁架车沿采光井滑移施工，保证安全的同时有效提高工效。

2）椭圆形采光井区域跨度大、门式桁架车无法应用。采用悬挑式可移动桁架车，可以在悬挑操作平台进行侧邦精装施工，推动桁架车沿采光井滑移施工。

2 无脚手施工要点

2.1 索网立柱柔性平台

2.1.1 深化设计

采用MIDAS/GEN有限元分析软件对采光顶周圈上反梁及索网立柱柔性平台进行分析，对采光顶钢结构施工过程中柔性索网和主体结构的的受力变形情况进行分析模拟，选择满足荷载要求的钢索直径、锚固间距及立柱标准节材料，明确立柱底部采用刚性固定、腰部采用柔性钢索拉结的固定方式。

2.1.2 中心立柱设计与安装

1）安装并固定立柱底座。通过测量放线，选取椭圆形采光顶中心为立柱中心。立柱底座由2根5 m长、300 mm×200 mm×14 mm×10 mm的H型钢“十”字形焊接，相邻H型钢间使用10#槽钢钢进行焊接连接，H型钢与首层结构板使用M16螺栓锚固，立柱标准节使用螺栓按照施工电梯安装规程与H型钢连接。见图1。

图1 立柱底座

2）吊装立柱标准节并与主体结构可靠拉结。立柱安装目的是为采光顶中心主龙骨的拼装、焊接提供稳固操作平台和提高柔性网格平台的平整度[2]。经计算，立柱使用890 mm×890 mm×1 500 mm的施工电梯标准节，节与节之间采用螺栓进行连接。同时在5.6、15.9 m标高处使用φ12 mm钢索将立柱四角与周边结构柱有效拉结，拉结点使用3个钢丝绳卡固定并用1.5 t手拉葫芦张拉钢丝绳。

2.1.3 柔性索网平台设计

椭圆形采光顶索网柔性平台的安装可与立柱安装同步进行，柔性操作平台采用钢索成网格式交错排列，短轴方向为φ12 mm钢丝绳间距600 mm设置，长轴方向为φ12 mm钢丝绳间距1 200 mm设置，采用纵横交替的方法编织，采用手摇葫芦张拉。张拉时，从中间对称向两侧进行，拉紧后使用专用卡扣固定在结构梁外侧。钢丝绳与墙体接触面垫木方，确保钢丝绳不与墙体直接接触，减少钢丝绳磨损。钢丝绳索网搭设完成后，沿椭圆形周圈向内间距300 mm铺设40 mm厚脚手板，脚手板上满钉多层板，使脚手板和多层板形成整体网格平台[3]。见图2。

图2 椭圆采光顶柔性平台

2.1.4 立柱顶部操作平台搭设

在电梯标准节上方用φ48.3 mm×3.6 mm钢管和脚手板搭设立柱顶部操作平台，平台尺寸3 m×3 m，钢管横纵距900 mm×900 mm排列并搭设1.2 m高钢管防护栏杆，保证安全。

工人可在立柱顶部操作平台上完成椭圆采光顶最中心主龙骨交汇点的焊接作业，同时可在柔性平台脚手板上搭设门式脚手架，完成采光顶其余部位主次龙骨焊接及玻璃面板安装。

2.1.5 操作平台变形检测

在立柱中心位置取1个点、柔性平台位置取3个点作为监测点，分别记录钢丝网铺设完成时的数值、模板铺设完成时的数值以及门式架安装完成后的数值，作为监测基准。每日对钢丝绳的下挠程度进行记录，达到报警值立即停工整改并查明原因完成整改后方可继续使用[4]。

2.2 可移动桁架车

2.2.1 悬挑式

针对椭圆形采光井跨度大的特点，采用悬挑式可移动桁架车进行施工。见图3。

图3 悬挑式可移动桁架车

1）设计要点。先在待施工的椭圆采光井部位进行可移动门式操作平台的A-下部可移动平台焊接及安装。根据钢结构受力计算，采用80 mm×80 mm×4 mm方钢管完成横杆、立杆及斜撑杆的焊接，采用4个可锁止滑轮插入骨架下部，采用3 mm厚花纹钢板焊接作为面板[5]。下部平台放置足够质量的标准化配重块（≮250 kg），使用40 mm×40 mm×2 mm方钢管完成B-钢爬梯的焊接并在爬梯上人处钢板上留置上人口。最后使用40 mm×40 mm×2 mm钢管完成C-上部悬挑平台的防护栏杆安装，防护栏杆高度1.2 m。

2）操作要点。先将悬挑式可移动桁架车推至待施工部位，锁止4个滑轮后，操作人员携带工具沿B-钢爬梯爬至C-悬挑操作平台上进行施工作业。施工过程中可以通过锁止或解锁滑轮，将桁架车沿推行至下一部位，直至完成所有施工。

3）安全要点。悬挑式桁架车使用前，应通过计算在下部平台放置足够的标准化配重块。施工过程中操作人员应将安全带与防护栏杆相连并至少有一人在地面旁站，监督施工情况，上人前必须确认滑轮处于锁止状态。

4）工序穿插。圆采光井侧邦采用悬挑式可移动桁架车施工过程中，不占用首层空间，首层可以同步插入人造岗石采暖地面施工，节约工期。

2.2.2 门式

针对长廊形采光井不同部位跨度相同且相对较小的特点，采用门式可移动桁架车进行施工。见图4。

图4 门式可移动桁架车

1）设计要点。先在待施工的长廊采光井中间连桥部位进行可移动门式操作平台的A-下部可移动平台焊接及安装。通过钢结构受力计算，采用80 mm×80 mm×4 mm方钢管完成横杆、立杆及斜撑杆的焊接，使用3 mm厚花纹钢板焊接作为操作平台面板，将4个可锁止滑轮插入骨架下部。在下部可移动平台的基础上，使用40 mm×40 mm×2 mm钢管完成C-钢爬梯的焊接。最后使用40 mm×40 mm×2 mm钢管完成B-上部防护平台的安装，防护栏杆高度1.2 m。

2）操作要点。先将门式可移动桁架车推至待施工部位，锁止滑轮后，操作人员携带工具沿C-钢爬梯爬至B-操作平台上进行施工作业。施工过程中可以通过锁止或解锁滑轮，将桁架车沿推行至下一部位，直至完成所有施工。

3）安全要点。推动门式桁架车过程中需两侧同时发力，避免偏移。施工过程中操作人员应将安全带与防护栏杆相连并至少有一人在地面旁站，监督施工情况。

4）工序穿插。采光井侧邦采用可移动桁架车施工过程中，不占用首层空间，首层地面可以同步插入人造岗石采暖地面施工，有效节约工期。

3 结语

无脚手综合施工技术有效解决了大跨度异形采光顶安装及临空侧邦精装修与地面施工作业面交叉的问题，大大降低了施工难度，保证了首层人造岗石采暖地面顺利插入施工，为类似工程施工提供良好借鉴。经测算，在确保施工安全和质量的同时，节省工工期60 d。