異型采光頂鋼絲繩軟平臺施工關鍵技術

謝代勝

1.工程概況

本工程為三李城商業中心采光頂工程，其有橢圓形的異型采光頂1 座，具體為橢圓形的異形鋼構雨棚，頂標高約23.6m，長向最長為21.4m，短向長為20m。采光井的反梁高度為0.9m，寬度為0.4m，豎向、水平鋼筋為三級鋼雙排φ12@150。由于工期及工序要求，現場不具備采用滿堂腳手架的施工條件，本工程擬采用鋼絲繩軟平臺配合鋼管腳手架進行施工。

2.工藝特點

2.1 節約下部空間

采用鋼絲繩軟平臺施工采光頂，與下部其他施工作業互不影響。如若采用傳統方式施工，滿堂腳手架會大量占用采光頂下部場地，導致其他施工作業無法開展，造成空間浪費。

2.2 安全性較高

鋼絲繩軟平臺自重較輕，結構受力均勻合理，可確保施工荷載可靠地傳遞給結構主體。同時，與傳統滿堂腳手架施工方式相比，其搭設過程無需人員高空作業，極大地增加了施工安全系數。

2.3 節約施工工期

由于采光頂施工高度較高，滿堂腳手架的搭設及拆除時間較長，且其會長期占用采光頂下部空間，影響下部其他施工作業，從而影響整體施工進度。若采用上下空間隔離的鋼絲繩軟平臺，不僅不占用采光頂下方空間，而且便于各專業交叉施工，最大程度地節省了工期[1]。

2.4 節約施工成本

鋼絲繩軟平臺只需在頂層將鋼絲繩拉緊固定即可進行施工，避免由下至上搭設滿堂腳手架的傳統施工方式，節省了腳手架鋼管租賃費及人員搭設拆除作業費用，有效降低了施工成本。

3.工藝原理

改變采用滿堂腳手架進行采光頂施工的傳統方式，從日常生活中常見的蜘蛛網、羽毛球拍等軟體網狀結構實物中獲取靈感，形成軟體網狀結構施工平臺設計構想。軟體網狀結構由外圍結構和網體構成，在采光井工程施工中，可將采光井結構反梁視為外圍結構，將鋼絲繩對穿形成的索網視為網體，通過在結構反梁中預留鋼絲繩孔洞，解決鋼絲繩索網與結構反梁二者間的連接問題。通過對鋼絲繩索網施加張力，使其具有一定強度、剛度和韌性。最后，在此懸空索網結構上方鋪設墊板并搭設鋼管腳手架，形成采光井結構安裝操作平臺。

4.工藝流程

該鋼絲繩軟平臺為一種網狀復合承重的懸空結構，其結構體系由鋼索網、木方、膠合板等構件組成[2]。

在采光頂結構反梁施工時，提前預埋PVC 套管。待反梁施工完畢后，在預埋的PVC 套管中穿設鋼絲繩。待鋼絲繩索網形成后，采用手拉葫蘆、千斤頂及鋼絲繩緊線器對鋼絲繩施加張力，張力達到設計值后，使用錨索鎖具及鋼絲繩卡扣對鋼絲繩進行固定限位。之后在鋼絲繩網上方按照設計間距鋪設木方，木方鋪設完畢后，在其上方滿鋪膠合板。待膠合板鋪設完畢后，可在其上方加鋪一層防火阻燃布，避免采光頂鋼結構焊接施工時產生的火星引燃膠合板，至此形成一個可承受施工荷載的懸空索網軟平臺。最后需對軟平臺進行荷載試驗，結構驗證可靠后方可投入使用。

鋼絲繩索網軟平臺搭設工藝流程為：采光頂結構反梁內預埋PVC 套管→對穿鋼絲繩網格→對鋼絲繩施加張力并固定限位→鋼絲繩網上方鋪設木方→木方上方滿鋪膠合板→膠合板上方滿鋪防火布→搭設固定鋼管腳手架→荷載試壓、檢查驗收。

5.施工要點

5.1 預埋PVC 套管

在布置PVC 套管前，需對設計好的索網軟平臺進行受力計算，校核無誤后，依據鋼絲繩布置間距，在采光頂下方結構反梁施工時預埋PVC 套管，套管直徑需大于鋼絲繩直徑，本工程PVC 套管規格為φ25mm。

由于結構反梁在鋼絲繩索網軟平臺中起到約束鋼絲繩索網的關鍵性作用，在其施工完成后，需檢查其是否存在質量缺陷。與此同時，還應對預埋PVC 套管的完整性進行檢查。

5.2 鋼絲繩交織布置

鋼絲繩的規格需根據施工荷載進行計算選取，本工程鋼絲繩規格為φ17.5mm，在橢圓形采光頂短軸方向依照間距600mm 布置，長軸方向依據間距1200mm 布置。

在橢圓形鋼絲繩索網軟平臺中，短軸方向鋼絲繩為主索，長軸方向鋼絲繩為非主索，因此鋼絲繩對穿時，應先穿短軸方向，后穿長軸方向，且索網不能形成兩層獨立的縱橫網片，但由于現場不易在上下鋼絲繩交匯處設置“U”形夾具，因此采用交叉布置方式，相鄰兩根鋼絲繩錯開隔位編繩施工，且均遵照從中間向兩側布置的原則。

本工程采光頂鋼結構安裝使用塔吊進行，不會對鋼絲繩索網軟平臺產生作用力，鋼絲繩索網軟平臺只需要承載自身鋼絲繩、膠合板、木方、移動式鋼管腳手架及施工人員的重力。

5.3 鋼絲繩張拉與緊固

鋼絲繩索網形成后，需對其施加張力使其保持張緊狀態。施加張力前，需對鋼絲繩的張緊端與固定端進行合理分配，并依照“先長軸方向后短軸方向，從中間開始對稱向兩側進行”的原則。本工程對鋼絲繩施加張力的主要工具為手拉葫蘆、千斤頂及鋼絲繩緊線器，在使用緊線器之前，應對緊線器進行檢查，主要是從緊線器的結構和表面查看，確保緊線器是完好無損的，防止緊線器在使用過程中出現故障，造成不必要的損失和意外。

本工程張拉數值為18kN，張拉作業前應明確張拉力設計值，在張拉時需嚴格按照張拉力設計值進行施工，張拉完成后亦需對張拉力進行核對。達到張拉力設計值后，需將鋼絲繩的張緊端用3個鋼絲繩專用卡扣進行固定，且注意卡扣末端需預留足夠的鋼絲繩長度，本工程不小于10m。采光頂結構反梁鋼絲繩固定方式參見圖1。

圖1 結構反梁鋼絲繩固定示意圖

5.4 木模板平臺搭設

鋼絲繩索網穿設完畢后，為規避鋼絲繩受力后滑移的風險，需在索網各縱橫交錯點使用鐵絲進行綁扎，尤其需要重視索網周圈橫縱交錯點，確保其綁扎牢靠。

木模板平臺搭設前，需首先在索網上方緊貼鋼絲繩鋪設一道水平安全密目網，防止施工時物品掉落發生危險。緊接著，在水平安全密目網上方搭設方木及膠合板平臺。本工程采用200mm×50mm×4000mm 規格的木方，鋪設完畢后在其上方滿鋪厚18mm 膠合板。木方與鋼絲繩二者間需用鐵絲進行綁扎限位，膠合板與木方之間需使用鋼釘固定在一起，以便提高索網平臺的整體穩定性，避免鋼絲繩、木方與膠合板三者相互之間發生滑移。

5.5 搭設鋼管腳手架

木模板平臺搭設完畢后，鋼絲繩索網軟平臺已然形成，但因采光頂施工高度與軟平臺搭設高度相差較大，需在軟平臺上方搭設鋼管腳手架。同時，由于異型采光頂各部位標高不一，因此，鋼管腳手架的搭設高度需隨采光頂安裝部位標高的變化進行動態調整，且二者間高度差需保持在1200mm 以內，便于施工人員進行采光頂結構的安裝。

鋼管腳手架上部四周需滿掛安全網設置安全防護，防護欄桿高度可隨施工凈高動態調整，但其與采光頂施工部位的間距應不大于300mm。與此同時，為規避傾覆風險，需在鋼管腳手架外側設置纜風繩，纜風繩一端固定在鋼管腳手架四周立桿上部，另一側固定在結構反梁上。

5.6 索網軟平臺拆除

索網平臺拆除與搭設過程相反，依照后搭設的先拆、先搭設的后拆的原則，拆除作業由上而下、由內向外進行，嚴禁內外同時作業。

拆除時，應首先拆除軟平臺上方木模板平臺，拆卸順序需遵照從中間開始向四周進行的原則。緊接著，對鋼絲繩索網進行拆卸，拆卸順序需遵循先短軸后長軸，從中間向兩側對稱進行的原則。鋼絲繩拆除完成后，結構反梁上預留的PVC 孔洞需采用注漿填塞搗實。在索網軟平臺拆卸過程中，需對下部進行安全隔離防護，防止拆卸過程中零部件掉落發生危險[3]。

6.效益分析

6.1 經濟效益

異型采光頂采用索網軟平臺進行施工，從材料角度出發，節省了大量的腳手架鋼管及附件的租賃費用；其次從人工角度出發，避免了超高腳手架搭設、拆除的人工費用。由此可見，采用鋼絲繩索網軟平臺對異型采光頂進行施工，相較滿堂腳手架的傳統施工平臺，施工成本明顯降低。

6.2 社會效益

在異型采光頂工程施工中，鋼絲繩索網軟平臺的出現將取代搭設滿堂腳手架的傳統施工方式，極大降低了施工平臺的搭設難度，且其施工速度快、效率高，提高了施工安全性，實現了上下空間隔離效果，避免空間浪費。同時，鋼絲繩索網軟平臺安拆過程中產生的噪聲較小，改善了滿堂腳手架搭設過程中噪聲污染的情況。

7.結語

實踐表明，采用索網軟平臺進行施工，將有效解決采光頂工程及下部各分項工程交叉影響和相互制約關系，且其結構合理、操作簡便，經濟效益和社會效益較高，具有較高的推廣應用前景。