高空連廊外裝飾懸吊腳手架施工技術(shù)探討

于兆波 劉圣國 李文虎 黨鵬舉 姜新新

高空連廊屬于一種高層建筑結(jié)構(gòu)體系，用于連接2 棟或多棟高層建筑，滿足建筑造型和使用功能的要求。高空連廊的設(shè)置，一方面方便塔樓間相互聯(lián)系，視野更廣闊，改善通風(fēng)和采光效果；另一方面賦予建筑外觀特色，營造和諧、靈活的建筑氛圍[1]。高空連廊外裝飾多采用幕墻系統(tǒng)，以“玻璃幕墻+鋁板幕墻”為例，不僅施工快速、成本合理、節(jié)能環(huán)保，且整體美觀性高，能夠提高建筑結(jié)構(gòu)的藝術(shù)含量。但高空連廊外裝飾屬于高空作業(yè)，如何設(shè)置腳手架成為從業(yè)人員關(guān)注的要點(diǎn)。下文結(jié)合工程實(shí)踐，探討了懸吊腳手架在高空連廊外裝飾施工中的應(yīng)用。

1 工程概況

某商業(yè)建筑項(xiàng)目由4 棟高層建筑、裙房以及附屬用房組成，建筑面積約為28 萬m2，其中包括地下建筑面積約為6.4 萬m2，地上建筑面積約為21.6 萬m2。2#樓由A、B 塔樓組成，塔樓的結(jié)構(gòu)形式為“型鋼混凝土框架+核心筒+樓承板”，核心筒采用“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)+勁性鋼結(jié)構(gòu)”的組合。塔樓包括地下1 層、地上裙樓4 層、塔樓32 層，建筑總高度為143.8 m。鋼連廊結(jié)構(gòu)位于A、B 塔樓26 ～29層之間，跨度約45.2 m。

2 總體施工方案

2.1 高空連廊結(jié)構(gòu)

高空連廊由2 榀縱向主桁架和其間次梁結(jié)構(gòu)組成，其中主桁架的弦桿和腹桿均為箱型構(gòu)件，次梁為H 型截面，總重量約1200 t，如圖1 所示。

連廊主要材質(zhì)是Q390C 鋼，構(gòu)件最大規(guī)格的H 型截面為800 mm×600 mm×50 mm×50 mm。鋼結(jié)構(gòu)拼裝屬于高空作業(yè)，不僅對(duì)吊裝機(jī)械的要求高，而且連廊下方作業(yè)危險(xiǎn)性高。常規(guī)搭設(shè)落地腳手架，因工程量大、存在很多安全隱患，難以滿足工期要求，擬采用整體提升工藝。

2.2 外裝飾施工方案

高空連廊外裝飾的上部和底部采用鋁板幕墻，兩側(cè)采用玻璃幕墻，與塔樓之間使用高強(qiáng)螺栓連接?？傮w施工方案如下：第1，搭設(shè)施工平臺(tái)，其中側(cè)面采用懸吊腳手架，用于玻璃幕墻施工；底部設(shè)置吊架，用于鋁板幕墻施工。第2，連廊結(jié)構(gòu)提升時(shí)，先在空中預(yù)設(shè)部位搭設(shè)懸吊架；當(dāng)連廊結(jié)構(gòu)離地后，再搭設(shè)底部吊架；連廊結(jié)構(gòu)提升至預(yù)設(shè)部位，和兩側(cè)塔樓上的外墻腳手架進(jìn)行對(duì)接固定，進(jìn)而開展外裝飾施工作業(yè)。第3，連廊結(jié)構(gòu)的內(nèi)裝修、外裝飾作業(yè)穿插進(jìn)行，有內(nèi)裝修作業(yè)空間就進(jìn)行內(nèi)裝修，有外裝飾作業(yè)空間就進(jìn)行外裝飾，全部作業(yè)完成后拆除懸吊腳手架。

3 高空連廊外裝飾懸吊腳手架施工技術(shù)方法

本工程中，高空連廊外裝飾懸吊腳手架施工流程如下：施工準(zhǔn)備→懸吊腳手架搭設(shè)→連廊整體拼裝→卸料平臺(tái)搭設(shè)→連廊整體提升→連廊對(duì)接安裝→玻璃幕墻施工→懸吊腳手架拆除。

3.1 懸吊腳手架搭設(shè)

懸吊腳手架的構(gòu)造如圖2 所示，搭設(shè)技術(shù)要點(diǎn)如下:

圖2 懸吊腳手架構(gòu)造示意圖（來源：作者自攝）

1）檢查各管件的質(zhì)量，在鋼橫梁上方鋪設(shè)槽鋼，采用點(diǎn)焊連接，焊點(diǎn)位于上翼緣板。

2）懸挑支撐、連廊結(jié)構(gòu)的組裝可同步進(jìn)行，提高機(jī)械設(shè)備和人工作業(yè)效率。連廊結(jié)構(gòu)與懸挑支撐的連接，以高強(qiáng)螺栓連接為主，局部用焊接[2]。

3）根據(jù)外裝飾施工需求和環(huán)境條件，確定懸吊腳手架與外墻的距離。若距離外墻較遠(yuǎn)，小橫桿向內(nèi)延長，并在上部鋪設(shè)腳手板。利用懸挑架設(shè)斜爬梯，作為上下通道方便人員行走。

4）在懸吊腳手架上方，使用連墻件與塔樓立面連接，下部斜撐使用鋼管，與小橫桿端頭扣件連接，方便幕墻安裝施工。

3.2 連廊整體拼裝

連廊構(gòu)件在工廠內(nèi)散件加工，預(yù)拼裝后運(yùn)輸至現(xiàn)場，在裙樓頂板上搭設(shè)拼裝平臺(tái)進(jìn)行拼裝。技術(shù)要點(diǎn)如下：

1）安裝拼裝平臺(tái)，由H 型鋼梁和方管柱組合搭設(shè)而成，胎架構(gòu)件采用Q355 鋼材。其中，胎架柱用方管柱，截面350 mm×350 mm×20 mm×20 m，高度為1 m；胎架平臺(tái)橫梁用H 型鋼，截面600 mm×300 mm×20 mm×20 mm；胎架平臺(tái)縱梁用H 型鋼，截面為300 mm×200 mm×5 mm×15 mm。

2）拼裝首層連廊，測量吊裝點(diǎn)，拼裝位置一定在吊點(diǎn)正下方。因拼裝時(shí)塔樓主體還未完工，在屋面施工時(shí)使用180 t 汽車吊+塔吊進(jìn)行安裝。

3）整個(gè)桁架拼裝完成后，對(duì)桁架進(jìn)行加固，并焊接吊點(diǎn)。值得注意，拼裝時(shí)在連廊投影位置正下方安裝拼裝胎架，拼裝前采用全站儀定位，保障上、下吊點(diǎn)的位置在同一條垂直線上，且誤差≤1‰[3]。

4）拼裝胎架安裝完后，鋼構(gòu)件便可直接吊裝落置在胎架上方。拼裝全過程用全站儀定位，保證拼裝精度。

3.3 卸料平臺(tái)搭設(shè)

卸料平臺(tái)設(shè)置在連廊結(jié)構(gòu)的端部，現(xiàn)場拼裝形成，方便材料轉(zhuǎn)運(yùn)。在平臺(tái)上設(shè)置斜支撐，鋪板鋼板、次梁和鋼護(hù)欄，以提高平臺(tái)的穩(wěn)固性，保證人員和材料安全。卸料平臺(tái)與懸吊腳手架的交叉處，提前設(shè)置斷開點(diǎn)，并設(shè)置支撐進(jìn)行局部加固，避免后續(xù)作業(yè)中出現(xiàn)專業(yè)碰撞[4]。

3.4 連廊整體提升

連廊整體提升有以下3 個(gè)要點(diǎn)：

1）提升流程：第1 步，在連廊正下方投影位置拼裝鋼連廊結(jié)構(gòu)，安裝提升支架及提升設(shè)備；第2 步，提升準(zhǔn)備就緒后試提升，通過分級(jí)加載使連廊整體脫離胎架約100 mm，停止提升、靜止放置12 h；第3 步，全面檢查確認(rèn)一切正常后，整體提升鋼連廊；第4步，將鋼連廊提升至設(shè)計(jì)標(biāo)高，停止提升，進(jìn)行連廊對(duì)口并臨時(shí)固定。第5 步，對(duì)接結(jié)構(gòu)弦桿，補(bǔ)裝叉撐結(jié)構(gòu)等后裝桿件；第6 步，完成外圍桁架單元桿件補(bǔ)裝，使結(jié)構(gòu)形成整體，然后卸載提升器，拆除提升支架，整體提升作業(yè)完成。

2）提升吊點(diǎn)設(shè)置。鋼連廊整體提升共設(shè)置4 組雙吊點(diǎn)，每組雙吊點(diǎn)配置2 臺(tái)TLJ-4500 型液壓提升器。

3）提升防風(fēng)措施。纜風(fēng)繩直徑為28 mm，交叉布置將提升連廊與主塔樓鋼柱連接起來。纜風(fēng)繩留一定余量保持松弛，僅在斜拉時(shí)相對(duì)張緊[5]。本工程設(shè)置4 套攬風(fēng)拉索，防止連廊在大風(fēng)情況下出現(xiàn)較大水平位移。

3.5 連廊對(duì)接安裝

連廊對(duì)接安裝要點(diǎn)如下：

1）連廊結(jié)構(gòu)提升至設(shè)計(jì)位置后，微調(diào)各吊點(diǎn)使連廊各層弦桿精確提升至設(shè)計(jì)位置。液壓提升系統(tǒng)設(shè)備暫停工作，保持結(jié)構(gòu)單元的空中姿態(tài)，在對(duì)口處設(shè)置碼板臨時(shí)固定，再進(jìn)行對(duì)口焊接。

2）校正接點(diǎn)時(shí)，使用千斤頂配合卯板頂緊校正，校正后保證焊縫錯(cuò)邊小于2 mm[6]。

3）弦桿對(duì)口焊接，在對(duì)接口掛設(shè)焊接操作平臺(tái)，由鋼絲繩和鋼柱進(jìn)行連接，保證焊接安全。對(duì)接焊縫焊接完成24 h 后，進(jìn)行無損探傷檢測。

4）焊接完成后，同步進(jìn)行液壓提升系統(tǒng)。卸載時(shí)，每個(gè)吊點(diǎn)同步進(jìn)行，強(qiáng)度按照30%、50%、80%、100%控制。同時(shí)，多角度監(jiān)測連廊的變形情況，一旦出現(xiàn)問題立即停止卸載并修復(fù)。卸載完成后，拆除加固桿件，安裝其他后裝構(gòu)件。

3.6 玻璃幕墻施工

玻璃幕墻施工要點(diǎn)如下：

1）玻璃幕墻安裝前，對(duì)玻璃面板、金屬材料、密封材料、連接件等進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保符合工藝質(zhì)量要求，玻璃面板的加工性狀、尺寸偏差要在允許范圍內(nèi)。

2）安裝玻璃幕墻時(shí)，拆除塔樓外架，將原作業(yè)平臺(tái)作為卸料平臺(tái)，用于連廊頂面、內(nèi)部和玻璃幕墻施工。

3）嚴(yán)格按照規(guī)范要求對(duì)玻璃面板進(jìn)行拼裝，精確控制玻璃面板與型材槽口之間的配合尺寸，以滿足溫度變化和平面變形的要求[7]。幕墻安裝后的允許偏差如表1 所示。

表1 幕墻安裝后的允許偏差

3.7 拆除懸吊腳手架

安裝鋁板幕墻與拆除懸吊腳手架同步進(jìn)行，一個(gè)節(jié)段的鋁板安裝完成后，即可拆除對(duì)應(yīng)的腳手架。技術(shù)要點(diǎn)如下：

1）檢查腳手架上的各部件，確定拆除順序，編制專項(xiàng)施工方案，經(jīng)上級(jí)主管批準(zhǔn)后再拆除作業(yè)，并落實(shí)安全技術(shù)交底。

2）先拆平臺(tái)模板和兩側(cè)橫向水平桿，再拆除中間橫向水平桿，最后拆除縱向斜拉桿、縱向水平桿和護(hù)欄。

3）拆除過程中發(fā)現(xiàn)剩余架體不穩(wěn)應(yīng)設(shè)置臨時(shí)性支撐，拆除的桿件集中運(yùn)送至地面，檢查、保養(yǎng)后按照規(guī)范要求存放[8]。

4 施工過程中變形及應(yīng)力監(jiān)測

4.1 變形監(jiān)測

在連廊結(jié)構(gòu)外裝飾施工期間，使用靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測變形情況，共設(shè)置8個(gè)變形監(jiān)測點(diǎn)，X軸為南北水平方向，Y 軸為東西水平方向，Z 軸為上下豎直方向。監(jiān)測結(jié)果見表2，可見連廊結(jié)構(gòu)的當(dāng)前變形值小于歷史最大值，符合規(guī)范設(shè)計(jì)要求。

表2 連廊結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測結(jié)果

4.2 應(yīng)力監(jiān)測

在連廊結(jié)構(gòu)上設(shè)置16 個(gè)應(yīng)力監(jiān)測點(diǎn)，左側(cè)6 個(gè)、中部5 個(gè)、右側(cè)6 個(gè)，監(jiān)測應(yīng)力和微應(yīng)變。部分監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測結(jié)果見表3，可見每個(gè)測點(diǎn)的微應(yīng)變和應(yīng)力當(dāng)前值小于歷史最大值，符合規(guī)范設(shè)計(jì)要求。

表3 部分監(jiān)測點(diǎn)的應(yīng)力監(jiān)測結(jié)果

5 結(jié)語

綜上，高空連廊在現(xiàn)代高層建筑中較常見，使用懸吊腳手架進(jìn)行高空連廊外裝飾施工，不僅能保證施工人員的安全，還能減少機(jī)械設(shè)施的投入，提高經(jīng)濟(jì)效益。本文重點(diǎn)探討了懸吊腳手架在高空連廊外裝飾施工中的應(yīng)用，以期為相關(guān)研究提供借鑒。