[精編]《安全管理論文》之淺談超高空鋼結(jié)構(gòu)安裝的安全防護技術(shù)

1、此資料由網(wǎng)絡(luò)收集而來，如有侵權(quán)請告知上傳者立即刪除。資料共分享，我們負(fù)責(zé)傳遞知識。淺談超高空鋼結(jié)構(gòu)安裝的安全防護技術(shù) 【摘要】廣州新電視塔主體是一項超高空鋼混組合結(jié)構(gòu)工程，454m高鋼骨砼核心筒和鋼結(jié)構(gòu)外框筒已順利封頂。該工程結(jié)構(gòu)超高，造型獨特、質(zhì)量要求高、施工難度大，工期緊逼，施工安全風(fēng)險十分突出。如何科學(xué)地解決超高空鋼結(jié)構(gòu)安裝的安全，是這個項目的一大難點。本文對其成功實踐進行了專項調(diào)研?！娟P(guān)鍵詞】廣州電視塔 超高空 鋼結(jié)構(gòu) 安全防護1主體結(jié)構(gòu)、施工概況1.1 主體結(jié)構(gòu)廣州新電視塔座落在珠江南岸，位于廣州新城市的中軸線上，與北岸珠江新城正在建設(shè)的東塔、西塔構(gòu)成三角形，共同組成廣州新城市中軸線

2、的核心。是廣州迎2010年亞運會重點工程之一，也是目前國內(nèi)高、大、精、尖的項目之一。新電視塔的塔體454m高，由鋼結(jié)構(gòu)外框筒、橢圓形鋼骨混凝土核心筒、連接兩者的鋼混結(jié)構(gòu)樓面構(gòu)成，結(jié)構(gòu)頂部還伸出156m高的桅桿天線。核心筒的截面為17mx14m橢圓形，筒壁厚度從1.00m減至0.40m，混凝c80c45。外框筒由24根鋼管混凝土立柱、46組鋼管環(huán)梁和鋼管斜撐組成的，上下大中間小、旋轉(zhuǎn)狀格構(gòu)式結(jié)構(gòu)。鋼管柱的直徑由下部的2m漸變至頂部的1.2m，壁厚由50mm變至30mm，柱內(nèi)填充混凝土；鋼管環(huán)梁0.8m，壁厚3025mm；鋼管斜撐0.850.70m，壁厚4030mm。內(nèi)外筒之間分幾個區(qū)段共37個封

3、閉樓層，采用壓型鋼板與鋼筋混凝土的組合樓板。結(jié)構(gòu)按百年一遇的大風(fēng)和8度地震烈度設(shè)防；設(shè)計使用壽命100年以上。圖1 施工中的新電視塔雄姿1.2施工由上海建工和廣州建筑集團組成的工程項目部，充分發(fā)揮雙方的優(yōu)勢，特別是上海建工集團在超高層施工中的許多成熟的經(jīng)驗，調(diào)集精兵強將，應(yīng)用先進的技術(shù)裝備，周密的安全防護，嚴(yán)格科學(xué)的組織管理，使整個項目做到文明、安全施工，進展順利，核心內(nèi)筒和鋼外框筒已分別于2008年8月和11月提前封頂，工程質(zhì)量優(yōu)良。2. 影響結(jié)構(gòu)施工安全的主要因素2.1 結(jié)構(gòu)特殊本工程主體鋼結(jié)構(gòu)既高且懸、扭轉(zhuǎn)偏心，無法搭設(shè)腳手架，給登高作業(yè)帶來很大困難。2.2 技術(shù)高難下段結(jié)構(gòu)施工使用重型

4、履帶起重機，要在幾層混凝土樓面上開行；中上段結(jié)構(gòu)施工使用的重型塔吊，需外掛在核心筒外側(cè)，不斷向上爬升；內(nèi)外筒的連接需使用大量徑向臨時支撐來輔助結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；外框簡鋼構(gòu)件安裝需使用可裝拆的懸掛作業(yè)平臺和施工人員爬升通道；主體結(jié)構(gòu)上端的鋼桅桿超高空組裝和提升等等。都是一些超高空、高難度的施工操作。2.3 交叉作業(yè)多主體結(jié)構(gòu)的混凝土核心簡與鋼外框筒采用搭接施工，同時塔體的地下室和附屬兩個區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)還要同時施工；主體結(jié)構(gòu)上到一定高度后，其它工種將陸續(xù)進場交叉作業(yè)，需特別注意高空施工的安全防護。2.4 氣候暖濕廣州地區(qū)常年氣溫高，濕度大，季風(fēng)頻，雷電多，雨季長，給超高空施工帶來許多不利影響。2.5 工期

5、緊迫整個項目2006年5月開工，要求2009年12月交付使用。主體結(jié)構(gòu)施工在2007年2008兩年內(nèi)進行，工期十分緊張，經(jīng)常晝夜連續(xù)施工。 3關(guān)鍵設(shè)備的選用和改裝 核心筒施工鋼平臺體系和外爬自升式m900d重型塔式起重機，是電視塔主體結(jié)構(gòu)施工的兩項關(guān)鍵設(shè)備。前者沒有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，需要自行設(shè)計配備；后者是國外引進的大型設(shè)備，但不能直接使用，需要進行改裝。 這兩項關(guān)鍵設(shè)備的使用，事前由項目部專家班子先進行科學(xué)而嚴(yán)格的計算，再進行實地試驗測試，在確認(rèn)各種情況下都安全，才進行實際試施工；制定操作規(guī)程后，在正式施工中還要注意積累經(jīng)驗，嚴(yán)格加強監(jiān)控，確保全程高效、安全。其它一些新設(shè)備的使用也須經(jīng)過類似階段，也

6、要按嚴(yán)格的科學(xué)態(tài)度辦理。 3.1 核心筒施工鋼平臺體系 核心筒施工是主體工程的重點之一，平面呈橢圓形，總高達448.8m，標(biāo)準(zhǔn)層層高為5.2m，共88個樓層。核心筒筒壁為鋼骨混凝土豎向結(jié)構(gòu)，內(nèi)墻和樓層梁、板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。核心筒基本上是豎直到頂，分階段截面略有變小，筒壁厚度為1000400mm，內(nèi)墻厚度為500200mm，采用c80c45高強混凝土，自下至上逐漸變化；樓層水平梁板采用c30混凝土。 核心筒施工借鑒了上海金茂大廈和環(huán)球金融中心的成功經(jīng)驗，38m以下采用傳統(tǒng)落地式鋼管排架支承模板體系現(xiàn)澆混凝土；38m以上采用整體提升鋼平臺體系進行施工。所以核心筒施工的關(guān)鍵設(shè)備是整體提升鋼平臺系統(tǒng)

7、。該系統(tǒng)由上海建工集團自行開發(fā)研制并申報了專利。 3.2 外掛自升式m900d重型塔式起重機 根據(jù)吊裝構(gòu)件重量和作業(yè)半徑，項目部斥資五千多萬元，從澳大利亞引進兩臺m900d(1200tm)內(nèi)爬式重型塔式起重機，塔吊選用60m高的塔身，懸臂長度39.2m，作為鋼管外框筒結(jié)構(gòu)安裝的主力機械。 m900d重型塔式起重機是內(nèi)爬變幅式，由于核心筒內(nèi)的面積太小，只能改作附壁懸掛外爬升的方式，為此塔吊要作改裝，核心筒結(jié)構(gòu)上要作相應(yīng)的加強處理。 為了避讓核心筒提模鋼平臺，和適應(yīng)簡體壁厚變化，塔吊中心距離核心筒外側(cè)3.43.9m安裝。為了減小水平支承反力，塔吊上下支承爬升架的間距設(shè)定為4個標(biāo)準(zhǔn)樓層高度(20.8

8、m)。 (1)外掛支承爬升架的設(shè)計 塔吊工作時外掛支承爬升架共上下兩個，上支承爬升架承受由塔吊起重力矩和風(fēng)荷載等引起的水平力，下支承爬升架除了承受水平力外，還承受塔吊自重和吊重產(chǎn)生的垂直力。為了減少桿端次彎矩，各構(gòu)件間均采用鉸接構(gòu)造。 (2)混凝土核心筒的整體驗算和局部構(gòu)造處理 據(jù)施工方案，混凝土核心筒與外環(huán)鋼結(jié)構(gòu)的高差應(yīng)控制在36.457.2m(711層)。經(jīng)理論計算和模擬測定，兩臺塔吊在工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)施工荷載的最不利組合下，核心筒的整體變形和局部應(yīng)力均在允許范圍內(nèi)。 經(jīng)計算分析，支承塔吊的爬升架，作用于混凝土核心筒反力數(shù)值較大，既有拉壓，又有剪切，受力復(fù)雜。對于壁厚700mm的區(qū)段，

9、核心筒內(nèi)需局部增加抗剪鋼筋；對于壁厚 圖2 高空操作平臺示意 (2)操作平臺的布置在無連接樓層的區(qū)段最底下一環(huán)的位置上，每根鋼立柱搭建一個操作平臺，24根鋼立柱的操作平臺形成一個環(huán)狀構(gòu)架。以四環(huán)鋼環(huán)梁為例，平臺的平面布置如圖3。圖3 四環(huán)操作平臺平面布置在相鄰的操作平臺間拉設(shè)安全隔離網(wǎng)，形成一個環(huán)形一個水平的安全隔離設(shè)施。在內(nèi)外環(huán)操作平臺之間用腳手架相連接。在豎向立面上，每隔一鋼環(huán)梁設(shè)置一道，即垂直間距約為17m。如圖4所示。圖4 操作平臺立面布置 (3)操作平臺的安全性通過建立模型、荷載分析、邊界條件、最不利荷載組合等，經(jīng)計算平臺框架、平臺板、上下聯(lián)絡(luò)用的腳手架無論應(yīng)力或變形都遠未達到各自的

10、允許極限值。鋼絲繩承載系統(tǒng)設(shè)計已能單獨承受平臺的全部荷載，另外還增設(shè)了一套抱箍承載系統(tǒng)，這套抱箍承載系統(tǒng)也按單獨承受平臺的全部荷載來設(shè)計，以達到雙保險的目的。鋼平臺是高空作業(yè)和安全防護的重要設(shè)施，除了上述分析計算外，還在地面模擬高空工作、裝拆各種工況進行實測。經(jīng)過這樣雙重復(fù)核，再交專家審核，然后才交付施工使用。(4)細腰段鋼平臺的處理細腰段區(qū)段(168.0m334.4m)，由于鋼外筒約166m高度范圍內(nèi)樓層缺失，結(jié)構(gòu)特殊，構(gòu)件之間的空間較小，無法再按照上述的方式布置鋼平臺，也無法再采用抱箍，只能在環(huán)梁和上斜撐之間布置，用兩套鋼絲繩承載系統(tǒng)并進行了工況計算來確保其安全。5結(jié)語廣州新電視塔主體結(jié)構(gòu)

11、施工中，鋼骨混凝土核心筒(內(nèi)筒)施工采用整體提升鋼平臺體系，鋼結(jié)構(gòu)(外筒)高空吊裝引進m900d內(nèi)爬自升式重型塔吊，改裝成懸空掛于核心筒外側(cè)等大、新型施工機具設(shè)備，技術(shù)先進，科技含金量很高，后者更是首次應(yīng)用，先進、合理、可靠和適用，符合施工現(xiàn)場實際，為國內(nèi)后來新建相類似的項目帶了個好頭，意義非凡!精心選用先進、適用的施工機械設(shè)備，提高了施工設(shè)備的本質(zhì)安全水平，依靠科技手段促進了施工安全，創(chuàng)造了施工全過程中構(gòu)件無一墜落，人員無一傷亡的奇跡，是本項目安全防護的一大亮點；緊迫的工期、一流的質(zhì)量和安全得到業(yè)主、總包及同行的高度贊譽已是不爭的事實。參考文獻1李惠強高層建筑施工技術(shù)(第一版)北京：機械工業(yè)出版社，20052朱建軍建筑安全工程(第一版)北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20