某大跨度連體結構鋼桁架安裝安全監理探析

劉先梅 （安徽南巽建設項目管理投資有限公司，安徽 合肥 230031）

1 工程概況

合肥工業大學智能制造研究院研發中心項目位于合肥市包河區花園大道與泰山路交口西南角，總建筑面積約189083㎡，其中地上建筑137895㎡，地下建筑51188㎡，包括1棟5層研發中心及整體1層地下室。分A、B、C、D、E、F六個分區，其中F區地下室為鋼管混凝土勁性柱(箱型柱)，上部為五層鋼框架結構（包含一層夾層），樓板采用鋼筋桁架板現澆混凝土。F區18～23軸交U～X軸，結構形式為大跨度鋼結構疊層桁架，桁架從三層至屋面，標高從11.7～23.4m，南北寬度27.4m，東西向跨度42m，兩端每層主梁與鋼結構矩形柱連接，形成門拱結構。鋼桁架跨度為42m，依據《危險性較大的分部分項工程安全管理規定》(建設部第37號令)和《住房城鄉建設部辦公廳關于實施〈危險性較大的分部分項工程安全管理規定〉有關問題的通知》(建辦質〔2018〕31號)，為超過一定規模的危險性較大的工程，是建設工程安全監理的重要內容。

桁架區域由四個組合桁架及中間連梁和斜撐組成，組合桁架長度為42m共3層，如圖1～圖3所示。

圖1 F區平面示意圖

圖2 F區立面示意圖

圖3 F區桁架結構三維模型

2 大跨度連體結構鋼桁架安裝安全重難點分析

①本工程鋼桁架跨度較大，跨度為42m，如何保證安裝過程中結構自身安全及施工安全為安全監理的重難點。

解決措施：在技術上采用MIDAS軟件對結構施工過程中臨時支撐及結構整體的受力進行模擬分析，并進行施工監測，保證結構安全。

②本工程安裝高度較高，如何保證高空交叉作業安全為安全監理的重難點。

解決措施：督促施工單位編制報審臨邊防護、高空交叉作業專項方案，施工前做好交底工作，過程中嚴格執行。

3 監理工作流程

如圖4。

圖4 監理工作流程

4 大跨度連體結構鋼桁架安裝方案策劃、審查、專家論證

4.1 大跨度連體結構鋼桁架安裝方案策劃

總監組織施工、監理人員深入研究圖紙，勘察施工現場，采用MIDAS軟件建立模型，在大跨度連體結構鋼桁架安裝、卸載、拆除各階段工況，對臨時支撐及結構整體的應力及變形分析計算，保證結構及施工安全，形成以下優化成果：

①將原滿堂支撐架方案優化為16只胎架支撐，胎架支撐采用租賃塔吊標準節方式，在增加施工安全保障度的同時減少了措施費用；

②優化胎架拆除時間節點，將原所有樓層混凝土澆筑完畢后拆除，優化為在鋼結構桁架安裝完畢并驗收合格后、混凝土澆筑前拆除，減少樓板裂縫風險，減小胎架尺寸，縮短胎架使用時間；

③對大跨度鋼結構桁架各工況受力性能進行分析，合理布置監測點，將鋼結構桁架施工監測作為評判現場各工況結構安全性的依據。

4.2 大跨度連體結構鋼桁架安裝方案審查

總監組織監理人員對方案進行程序性、符合性、針對性審查。

程序性審查：專項施工方案是否有編制人、審核人、施工單位技術負責人簽認并加蓋單位公章。

符合性審查：專項施工方案必須符合安全生產法律、法規、規范、工程建設強制性標準；應附有安全驗算的結果，必要的必須經過設計院確認，包括以下內容：

①應進行鋼結構深化設計，深化設計圖紙應經原設計單位認可；

②審查塔吊、汽車吊吊裝平面圖、立面圖，結合構件重量、堆放位置，復核塔吊、汽車吊的吊裝性能、鋼絲繩索具的性能，構件吊點位置應經過設計院確認；

③支撐體系胎架的布置應主要考慮桁架的分段點，同時兼顧混凝土結構的布置形式，盡量使支撐胎架柱腳落在首層梁柱或外墻上，通過預埋件與胎架柱腳相連。胎架在鋼結構桁架安裝、卸載及拆除不同工況下對原結構的影響，應經原設計單位復核，不滿足原結構承載力要求的應進行回頂。（X軸4部胎架8個角柱放在地下室外墻，8個角柱放在地下室頂板上。）

④應分析驗算鋼結構桁架在安裝及卸載工況的應力及位移，并經設計部門認可。

針對性審查：專項施工方案應針對本工程特點、施工部位、施工管理模式、安全管理措施等，具有可操作性。

4.3 組織專家論證

督促施工單位組織專家論證，應附有專家審查通過的書面報告。

4.4 形成安裝方案

經施工單位、監理單位審查，并經過專家論證，形成以下大跨度鋼結構桁架安裝方案。

①吊裝機械：選用一臺TC7515-16D型塔吊，塔吊力臂距離及吊重不能達到實際需要時，配備相應的汽車吊配合吊裝。

②臨時胎架：采用16只塔吊標準節設置臨時胎架支撐于梁柱節點位置進行安裝，胎架材料為T6013-8A標準節。

③安裝方法：大跨度鋼結構桁架位于軸線18～23之間，桁架安裝采用設置臨時胎架進行高空散裝的安裝方法。結構安裝由下至上逐層進行，每層桁架安裝結束后及時連接桁架之間主梁以增加結構的穩定性，待桁架與桁架之間主梁安裝結束形成整體后，再安裝桁架之間次梁。

④卸載：為了保證在卸載過程中單個胎架的支座反力均勻減小，采用螺旋千斤頂卸載。連體桁架在安裝完成驗收合格、兩側混凝土結構強度達到100%后開始卸載。卸載順序為先拆除跨中，再拆除支座處。連體桁架樓層內混凝土結構在卸載完成后開始施工。

⑤施工過程中桁架應力與位移監測

大跨度鋼結構桁架施工期間，應進行施工監測，作為評判現場各工況結構安全性的依據，監測內容：FGL-7、FGL-12、FGL-13、FGZ-2、FZC-3、FZC-4、FZC-5的應力及FGL-7的豎向變形。

監測時間：胎架卸載前、胎架卸載后、混凝土每澆筑一層各監測一次，裝飾結束后各監測一次，若情況異常，應立即恢復支撐架，同時將監測數據提供給設計院，供設計院復核結構的安全情況。

5 監理工作的方法

①策劃、審查、優化施工方案、督促施工單位組織專家論證。

②結合專項施工方案，編制鋼結構安裝安全監理細則，明確監理工作流程、控制要點、監理工作的方法及措施。

③審查施工單位資質、安全管理體系、安全管理人員、特殊工種人員證書、大型機械設備合格證書及駕駛人員證書。

④督促施工單位建立并完善安全規章制度，建立健全安全生產責任制及安全管理網絡，明確安全責任，統一安全管理思想。

⑤臨時胎架（塔吊標準節）、千斤頂等材料和設備的進場報驗，符合要求才能使用。千斤頂應經過標定。

⑥在項目實施過程中，要求施工方各管理人員落實相應的安全生產崗位責任，落實施工方案中安全技術措施，組織并監督施工方安全技術交底制度和設備、設施驗收制度的實施；執行鋼結構吊裝現場旁站制度、每日安全監理巡查制度、定期安全檢查與不定期專項檢查相結合的制度，發現問題通過監理通知等文件要求施工單位整改。

6 監理工作的控制要點

6.1 施工前準備

①現場平面布置按方案執行，滿足鋼構件運輸、裝卸、堆放、吊裝安全要求。

②塔吊應按規定進行備案登記、安拆告知、檢驗檢測、聯合驗收和使用登記，強化日常檢查、維護保養；汽車吊應有合格證明。

③塔吊司機、汽車吊司機、司索信號工等特種作業人員持證上崗，并接受了安全技術交底，按規范操作。

6.2 胎架安裝

胎架標準節之間連接、胎架底部與地下室頂板埋件安裝、胎架頂部調節段點焊固定,必須嚴格按方案實施，胎架上爬梯、防墜器、頂部操作平臺要安裝完成，檢查符合要求后才能吊裝。

圖5 臨時支撐平面布置圖

圖6 應力監測分布點（U、V、W、X軸）

6.3 鋼結構吊裝

①正式吊裝前必須進行試吊，檢查起重機主受力結構剛度強度是否達到要求,安全保護裝置是否有效等。

②胎架安裝且復測到位，胎架頂部攬風繩拉設到位。

③吊裝前應對鋼構件吊點部件進行檢查，檢查鋼絲繩、吊裝帶、卸扣、吊鉤等吊具是否正常，并定期檢修。

④吊裝作業時，周圍設置警戒區，非吊裝作業人員嚴禁入內，起重臂和重物下方嚴禁有人停留、工作或通過。

⑤吊裝時應嚴格執行吊裝方案，安全員、監理旁站監督，監督人的不安全行為，按規范操作，嚴格落實塔吊“十不吊”制度。

⑥鋼構件高空就位后，不連接牢靠不能松鉤，要盡快實現多點面焊接成型，形成構件自身穩定體系。

⑦焊接工人焊接作業時，接火斗必須準備到位。

6.4 鋼結構卸載

①鋼結構卸載前,全部鋼結構安裝焊接完成,并檢測合格。

②千斤頂底部固定好，并全部受力完全。

③工人進行卸載時，人員必須站在桁架側邊，不允許在桁架正下部進行切割作業。

④鋼結構卸載應嚴格按卸載方案,并做好施工監測。

6.5 臨邊防護

①鋼梁在地面未安裝前事先在樓層外圍鋼梁一周、縱向主鋼梁一側拉設雙道安全鋼絲繩，供作業人員在高空鋼梁上通行時掛安全帶。

②樓層鋼構梁下翼緣滿鋪水平安全網，每層鋪設一次進行防護隔離，并且采用專用吊夾具固定，至該層壓型鋼板鋪設完成方可允許拆除；在建筑物外圍鋪設平網。

③高空柱柱對接位置焊接應設置操作平臺，梁梁對接位置焊接設置吊籃。

④臨邊防護欄桿應貫通，人員上下應專設爬梯、斜道。

6.6 高處作業

①臨邊防護設施應設置到位。

②高處作業人員應按規定佩戴安全防護用品，系好安全帶，正確使用防墜器等安全設施,并應有牢靠懸掛點，人員上下走爬梯、斜道。

③使用的工具和零配件等，應采取防墜落措施，嚴禁上下拋擲。

6.7 交叉作業

①下層壓型鋼板應鋪設完成，才允許鋼結構上部吊裝與下方樓層內其他作業同時交叉進行，以避免上方施工墜物對下方施工人員的傷害。

②電焊上下交叉作業時要符合防火要求，在上層平臺用接火斗、防火毯等進行防護。

③鋼結構吊裝過程中，回轉半徑內嚴禁非與吊裝有關的其他施工人員進入，起重吊物不允許在交叉作業者頂上通過。

④嚴禁高空拋物，要隨身攜帶必要的可裝物件的工具包。

6.8 安全用電

采用TN-S接零保護系統，嚴格遵守“三相五線制”、“三級配電二級保護”、“一機、一閘、一漏、一箱”制。

6.9 動火作業

建立動火審批制度。動用明火前要預先申請，經批準后才可進行。操作時要求帶好特殊工操作證、動用明火審批許可證和滅火器，并落實動火監護人和監護措施。

7 結語

大跨度連體結構鋼桁架安裝監理，要抓好方案的策劃、審查、論證，制定針對性的施工方案，做好安全預控及過程控制，才能做好大跨度連體結構鋼桁架安裝等超過一定規模的危險性較大工程的安全監理工作。