特大型鋼網架施工安全防護技術

胡鴻志 王香華 韓瑞京

北京市機械施工集團有限公司 北京 102628

特大型鋼網架具有跨度大、自重大、施工過程復雜、高空作業多、施工工期緊、現場施工條件差等特點，現場施工安全防護非常關鍵，在具體施工過程中應引起高度重視。本文全面總結了特大型鋼網架施工過程中的安全防護技術，對類似工程具有指導意義。

1 工程概況

北京新機場東航基地項目機務維修及特種車輛維修區北區機庫及附樓工程坐西朝東，由機庫大廳及沿后山墻全長貼建的附樓組成。其中機庫大廳15 225.61 m2，平面尺寸147 m×99.7 m，平面上三邊支承，面向機坪的一側開敞。大門開口邊跨度147 m，建筑總高度39.05 m，網架上弦中心點標高22.5～37.5 m（圖1）。

圖1 機庫結構平面效果圖

機庫鋼屋蓋分為機庫大廳網架和機庫門頭網架兩部分，機庫大廳主要采用3層斜放四角錐網架結構，下弦支承，主要網格尺寸4.90 m×5.25 m，高度5.00～9.50 m，節點全部為焊接球節點。機庫門頭屋蓋采用5層邊網架加強，總高度15 m。鋼構件包括圓鋼管、焊接球、抗震支座、檁條等，總用鋼量1 600 t，材質Q345B。桿件最小截面φ89 mm×4 mm，最大截面φ550 mm×32 mm；焊接球主要為空心焊接球，最小規格φ250 mm×10 mm，最大規格φ800 mm×32 mm。

2 工程特點和工程安全防護難點

2.1 工程特點

本工程跨度大（147 m），結構形式復雜，三邊支承，一邊自由，構件數量多，共13 048根，鋼屋蓋節點為焊接空心球節點，空心球數量3 404個。門頭為5層邊網架，門頭網架上、下弦采用貫穿球節點。門頭兩側支座各有2個鑄鋼節點，單件質量約3 t，現場共計2.6萬道焊縫，焊接量大，鑄鋼節點與普通鋼材焊接要求高。

其他專業提前插入施工，提升前將輻射采暖管道、燈具及線槽、虹吸雨水管道、屋面主次檁條、檢修馬道等安裝在網架上，附加質量約160 t，大大降低了安全防護的難度，避免后續高空安裝風險，也使裝配式建造在本工程中得到良好應用[1]。

2.2 工程安全防護難點

本工程安全防護面積大，防護部位多，最高作業點距地面39.05 m。因此對施工過程中的安全防護要求高，施工難度大。根據網架的結構形式、施工方法及現場情況，針對不同結構部位、不同施工階段，設計了多項安全防護措施，主要包括以下幾點：大廳部分網架地面拼裝安全防護技術，門頭網架地面拼裝安全防護技術，網架內輻射采暖等配套設施安裝防護技術，提升支架安全防護技術，網架合攏部位安全防護技術，屋面檁條及屋面板安裝安全防護技術。

3 主要施工方法

綜合考慮結構特點、工程進度要求、成本控制等因素后，經過多方案比較，最終確定了地面拼裝、計算機控制液壓千斤頂一次性整體提升的施工方法。

該方法采用汽車吊從中間向兩側在地面拼裝大廳部分網架和門頭部分網架，同時安裝提升支撐架和提升設備、屋面檁托和主檁以及其他配套設施，然后采用計算機控制液壓千斤頂一次性整體提升至設計標高，之后調整網架各支座標高，鎖定提升設備，再補桿、合攏，最后進行網架卸載，拆除提升設備和支撐架。

該方法的大量拼裝工作均在地面完成，可有效降低腳手架的用量，減少高空作業，降低工程安全管理的難度，實現多點、多面流水作業，加快地面拼裝進度，并有利于工程安裝精度控制。

4 施工安全防護技術

4.1 大廳部分網架地面拼裝安全防護技術

4.1.1 小拼單元拼裝安全防護技術

根據現場情況，將一部分桿件在小拼場地拼裝成“正三角錐”（圖2）和“倒三角錐”（圖3），倒運到安裝位置吊裝就位。此種方式有利于提高現場拼裝胎架的重復利用率，加快施工進度。

圖2 正錐拼裝操作架示意

圖3 倒錐拼裝操作架示意

小拼單元在小拼場地拼裝時，搭設針對性的操作腳手架，上鋪設腳手板。操作架用φ48 mm×3.5 mm的鋼管焊接而成，尺寸1.2 m×1.2 m，高度2 m。

網架中有些桿件需散拼成“火柴棍”形或“啞鈴”形（圖4）。

圖4 “火柴棍”及“啞鈴”形散拼示意

4.1.2 大廳部分網架拼裝安全防護技術

大廳部分網架在原位置（投影位置）拼裝，中弦網架施工時作業面距地面高2.50～3.85 m，上弦網架距地面高5.0～7.7 m。根據場地情況，針對性地設計了臨時操作平臺（圖5）。該操作平臺用φ48 mm×3.5 mm的鋼管焊接而成，操作架工作面尺寸1.2 m×1.6 m，高度2 m，設置防護欄桿。

圖5 倒錐安裝安全防護

該平臺在施工中通過吊車挪動移位，使用過程中兩側通過8#鉛絲與網架桿綁扎固定。施工人員通過爬梯上下操作平臺時，必須配合垂直生命繩（安全帶配合自鎖器），并使用設置在操作平臺上的防墜器[2]。

4.2 門頭網架地面拼裝安全防護技術

本工程門頭網架共5層，施工作業面距地面高0.85～16.00 m，其地面拼裝采用腳手架和操作架兩種防護方案相結合的形式，即1～3層弦桿采用腳手架防護，4～5層弦桿采用操作架防護。

1）腳手架防護，即隨著桁架1～3層的拼裝過程逐層搭設腳手架。拼裝第1層中弦桿時，搭設第1層腳手架，腳手板平臺距網架中弦球心1.2 m；拼裝第2層中弦時搭設第2層腳手架，腳手板平臺距網架上弦球心1.2 m；腳手架的腳手板鋪設寬度為1.2 m，并做好臨邊防護。

2）操作架防護，即針對網架4～5層焊接球位置，通過安裝桿件固定操作架，達到為施工作業人員提供安全防護的目的（圖6）。

圖6 門頭部分網架操作架示意

4.3 網架內輻射采暖等配套設施安裝防護技術

機庫網架地面拼裝完成的同時安裝輻射采暖管道、燈具及線槽、虹吸雨水管道、檢修馬道等配套設施，其操作面距離地面僅1.5 m左右，利用網架整體拼裝時的操作平臺，避免后續高空安裝風險，大大降低了安全防護難度，也使得裝配式建造在本工程中得到良好應用。

4.4 提升支架安全防護技術

提升支架的操作架需滿足施工防護的要求，操作架2.35 m×1.86 m，采用φ48 mm×3.5 mm的鋼管，四周需搭設高1.2 m的護身欄桿，并設擋腳板，護身欄桿需用立網封閉（圖7）。施工人員通過設置在操作架上的爬梯上下操作平臺，操作架上掛防墜器。

圖7 提升支架操作架

4.5 網架合攏部位安全防護技術

4.5.1 大廳網架周圈合攏部位安全防護技術

網架合攏過程中可利用土建已有的腳手架鋪設腳手板作為操作平臺，平臺共2層；該平臺設置200 mm高木質擋腳板和1.2 m的防護欄桿，腳手板端部采用鉛絲綁扎在小橫桿上，嚴禁出現探頭板。作業人員上下操作平臺時必須配備垂直生命繩（安全帶配合自鎖器），并使用設置在操作平臺上的防墜器。

作業層腳手板下方應設置2道水平安全網。

4.5.2 大廳網架提升點合攏部位安全防護技術

網架提升點合攏桿件安裝時采用臨時操作平臺（圖8、圖9），操作平臺支撐在網架弦桿上。腳手板搭在操作平臺上，形成安全防護通道。

圖8 上下弦合攏操作平臺腳手架立面

圖9 網架提升點合攏部位安全防護

4.5.3 門頭網架提升點合攏部位安全防護技術

門頭網架提升點合攏桿件安裝時采用臨時操作平臺（圖10），該平臺滿鋪腳手板，外掛防護網，下掛安全網。作業人員通過腳手管搭設的爬梯上下操作平臺，操作平臺支撐在網架弦桿上。

圖10 門頭網架提升點合攏部位安全防護

4.6 屋面檁條及屋面板安裝防護技術

4.6.1 屋面檁條安裝安全防護技術

屋面檁條在地面拼裝完成、提升前安裝，安全防護措施采用在網架下弦掛雙層水平大眼網，在網架上弦球頂拉安全繩，配設木腳手板分跨安裝檁條的方法。

4.6.2 網架屋面板安裝安全防護技術

網架屋面板安裝需設置安全立桿和通長安全繩，施工作業人員需全程佩戴安全帶并規范使用，安全帶“高掛低用”并掛至鄰近安全繩上。網架下弦應設置水平安全網。

5 結語

針對施工過程的每個環節設計對應的安全防護措施是提升工程安全風險管控水平的重大舉措。本工程對大廳、門頭拼裝、提升及合攏等過程專門制定了相應的安全防護方案，設計了針對性裝置，保障了現場施工尤其是高空作業人員的安全。

本工程網架面積約1.5萬 m2，提升質量1 600 t，歷時4個月完成，整個施工過程中沒有發生人員高空跌落等傷亡事件，且被評為北京市安全文明樣板工地。使用一些簡易平臺，在保護作業人員安全的同時，大大地縮短了施工工期，產生了良好的經濟效益。