標準化安全措施在超高層鋼結構建筑中的應用

李興旺

上海寶冶集團有限公司 上海 200941

1 工程概況

本工程由塔樓和裙樓組成。

主樓部分為雙塔+連廊平面布局，塔樓位于北側，分為東西2座，地下5層，地上39層，高度198.5m（局部屋面鋼架203.4m），由核心筒鋼板墻暗柱、外框鋼柱、鋼梁、屋面鋼桁架組成。

裙樓位于南側，地下5層，地上3層，高度25.5m（局部屋頂機房28.8m），由鋼柱、鋼梁和鋼桁架組成。

項目總用地面積17372m2，總建筑面積約227500m2，地下77500m2，地上150000m2。

鋼結構總安裝工程量約為29500t。

2 標準化安全措施在本項目中的應用

2.1 外框鋼柱焊接平臺及其支撐

本工程塔樓地上39層，建筑高度198.5m，外框鋼柱（1.6m×1.6m）尺寸大、重量大、焊接量大，安裝作業與焊接作業操作困難，現場施工過程中存在大量的焊接動火作業，操作人員的人身安全和動火作業的看護是一個重難點[1]。

為保證吊裝作業及焊接作業操作人員的人身安全，并提高施工效率，本項目采用標準化安全措施高空焊接平臺進行輔助施工，動火作業時平臺底部用石棉布進行鋪設，防止火花飛濺引起火災。

本操作平臺適用于邊長為1.2m～1.8m的矩形柱以及外徑1.2m～1.8m的圓管柱，本項目鋼柱為1.6m×1.6m的矩形柱，適合。本操作平臺一般布置在巨型柱或團管柱所帶的等高環布的牛腿上，若矩形柱或圓管柱無牛腿，可沿柱體四周設置三角支撐來解決支撐問題。平臺由底板、翻板、護欄等組成。操作平臺護欄門寬0.6m；平臺護欄門處設置門栓或者插銷，操作人員就位后將防護門關閉鎖定，防止作業過程中防護門打開。

操作平臺由施工人員在堆場拼接完成后整體吊裝就位，并組織驗收合格后方可投入使用。

操作平臺在使用過程中嚴禁屯料堆載，平臺上同時作業人數不應超過三人，并定期對操作平臺的安全性進行檢查。

2.2 外框裝配式水平通道

本項目外框鋼柱鋼梁施工流程為：首先進行本層鋼柱安裝校正焊接；其次進行本層鋼梁安裝，鋼梁一端用連接板將腹板與鋼柱牛腿腹板高強螺絲栓接、上下翼板焊接，鋼梁另一端上翼板臨時擔架在核心筒埋件靠山板上、后腹板焊接；再次焊機房、屯料平臺上梁，安全平網掛設，生命線貫通，樓層板鋪設；最后焊接平臺上翻至上層鋼柱柱頂就位固定，上層鋼柱安裝校正焊接；以此施工流程往上逐層進行鋼柱鋼梁樓層板施工。以上外框施工過程中，需要人員從核心筒洞口通往焊接房、屯料平臺，上下層鋼柱節點，鋼柱鋼梁節點等進行穿螺絲、打螺絲、節點焊接、打磨刷漆、探傷等施工作業。

因此需要在外框施工范圍形成環形通以便于層內人員、小型機具的轉移，本項目采用標準化安全措施裝配式水平通道進行輔助施工。

裝配式水平通道由通道底板、防護欄桿兩部分組成。裝配式水平通道單元長度為3m或6m，寬度為 0.8m。通道底板由方鋼管（Φ80×40×2）焊接組成，鋼絲網板蓋面，鋼絲網板網眼直徑4cm，與通道底板焊接連接。防護欄桿由橫桿、立桿及20cm高的可拆卸踢腳板組成，防護欄桿包括兩道橫桿，上桿距底高度為 1.2m，下桿設在上桿和踢腳板中間位置。

裝配式水平通道之間采用連接板栓接，通道兩端伸出20cm，通過連接板與其他通道相連。 安全護欄與通道底板采用承插式連接，側面用螺絲固定。裝配式水平通道使用前進行驗收，驗收合格后方可投入使用。裝配式水平通道如圖1所示。

2.3 核心筒鋼板墻操作平臺

本工程塔樓鋼板墻為型鋼暗柱，尺寸較寬，截面較小，規格不等，四個轉角處均為L型鋼板墻，鋼板墻間距較近。施工過程中與土建機電等各專業交叉作業，需快速完成鋼板墻安裝焊接工作，以便于移交工作面提供下道工序施工。因為鋼板墻不同墻肢尺寸大小各異，用于鋼柱安裝焊接的操作平臺無法滿足鋼板墻需求，若根據鋼板墻尺寸現場定做操作平臺，不僅工程量巨大浪費材料，而且占用現場緊張的場地。

鑒于以上施工特點本項目采用標準化安全措施鋼板墻操作平臺進行輔助施工。

施工流程：用10號槽鋼制作定型化的三角支撐，長1.1m，上下端頭設置12mm厚的端頭擋板，在距鋼板墻現場對接焊縫1.1m處位置，焊接U型卡碼。鋼板墻安裝過程中，先將三角支撐安裝于U型卡碼內，然后將鋼板墻操作平臺安裝在三角支撐上并固定牢固，各段操作平臺之間用連接板螺絲固定，操作平臺端頭用雙道生命線或雙道鋼管封堵。鋼板墻操作平臺配合三角支撐固定在鋼板墻上的U型卡碼上，為操作人員提供工作面，以滿足現場安全及進度要求。

該操作平臺體系安拆便捷，平臺拆除后，仍可正常用于外框鋼梁水平通道，彼此可以循環周轉使用，不需額外增加材料及平臺制作等成本，降低了措施材料投入。人員操作更為安全可靠，鋼板墻校正、焊接更加方便高效，過程中能減少跳板缺少、綁扎不牢，人員安全帶掛設、焊接接火防護等多種違章，且能有效避免交叉作業過程中的高空墜落、物體打擊等傷害發生[2]。

此種做法很好地彌補了常規操作平臺無法滿足使用需求的場景，大大提高了現場安裝、焊接的效率，降低了施工過程中的安全風險，給現場安全管理提供了更好的支撐，同時也提高了現場的安全文明施工標準。鋼板墻操作平臺使用前進行驗收，驗收合格后方可投入使用。鋼板墻操作平臺如圖2所示。

圖2 鋼板墻操作平臺

2.4 外挑式安全防護網

鑒于本工程總高度較高，且工期要求緊促，為了完成進度節點目標，必須要進行交叉作業。上部在進行鋼板墻、鋼柱、鋼梁、樓層板施工同時，下部樓層水電安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、防火涂料、外掛幕墻、二次結構砌體、外粉刷等作業也要同時進行。因此容易產生高空墜落、物體打擊、焊渣火星掉落等安全隱患，為了消除安全事故隱患，本項目采用標準化安全措施外挑式安全防護網進行輔助施工。

塔樓外框外挑部位隨樓層設置2道外挑式安全防護網。當外框鋼梁施工至F3層時，在F1層頂設置一道外挑式安全防護網，外挑式安全防護網隨樓層升高進行上下替換。

外挑式安全防護網設置上下兩道，外挑尺寸為4m，兩道外挑網間距不超過兩層，垂直高度不超過10m，作業面最高點與最上面一層外挑式安全防護網垂直高度不應超過10m。最下層外挑式安全防護網按施工進度上移。外挑式安全防護網主桿件使用Q235B材質Φ48×3.5鋼管制作。

外挑式安全防護網在梁翼緣頂焊接40cm的鋼管，用腳手架扣件將其連接。通過鋼絲繩斜拉至上層的鋼管。外挑式安全防護網搭設時應外高內低，水平夾角應控制在10°到15°。

外挑式安全防護網設置三層防護網，上下兩層為網眼不大于5cm的阻燃水平安全網，中層為網眼不大于3cm的鋼絲網。該構造一方面可以最大程度的降低高空墜落物的傷害，另一方面可以將上方遺落的焊渣火星接住，防止火災。

外挑式安全防護網如圖3所示。

圖3 外挑式安全防護網

2.5 易燃易爆氣體危險品庫房

鋼結構在下料制作、安裝、校正、焊接等過程中都需要用到二氧化碳、氧氣、丙烷、乙炔等氣體進行施工，換句話說：“氣體就是鋼結構的血液”。工廠將氣體壓縮灌裝在氣瓶內，防爆車定點將氣瓶運輸到工地，運達工地后需要存放在遮陽、擋雨、通風、穩固的場所內。為了滿足這些需求本項目采用標準化安全措施易燃易爆氣體危險品庫房進行輔助施工。

本項目危險品庫房尺寸為1.5m寬×1.5m長×2.5m高，設置通風百葉窗、虹吸風帽、開關門，存放在遠離建筑物和人群的安全位置。為了滿足遮陽擋雨要求：危險品庫房采用相對封閉的箱體方式，陰角陽角全焊接并刷兩遍防銹防腐油漆。為了滿足穩固要求：危險品庫房骨架采用L75角鋼焊接，箱體為4mm厚花紋鋼板焊接，上部設置吊耳以便于周轉吊運。為了滿足通風要求：危險品庫房左下部設置百葉窗，頂部設置虹吸自動風帽，可以保證易燃易爆氣體危險品庫房內空氣對流，降低氣體濃度。為了滿足消防要求：箱體外側設置滅火器托架，以便于裝配滅火器，每個庫房設置兩個滅火器。為了滿足警示要求：箱體外側醒目位置設置危險品庫房標識牌、危險品庫房安全管理制度、滿瓶空瓶提示標識牌、危險警示標識牌、箱體內側設置月檢查標識標簽。

易燃易爆氣體危險品庫房使用前進行驗收，驗收合格后方可投入使用[3]。

易燃易爆氣體危險品庫房如圖4所示。

圖4 易燃易爆氣體危險品庫房

2.6 焊機房

本項目為超高層建筑，施工過程中電焊機需要跟隨結構施工逐層向上，以滿足外框鋼柱鋼梁焊接，為了便于向上周轉，本項目采用標準化安全措施焊機房進行輔助施工。

焊機房尺寸為6m長×2.3m寬×2.3m高，箱體主骨架為10號槽鋼，次骨架為L75角鋼，箱體圍護為4mm花紋鋼板，開窗，開門，開排氣扇，通風百葉窗。

焊機房內部三級配電箱的安裝高度為1.4m，所有電線穿PVC 管做絕緣保護。電焊機之間及電箱之間20cm間距，以便于散熱。電纜線需通過電纜進線口對外連接，進線口四周襯墊橡膠皮以防割傷電纜。焊機房內簡易桌高度設置為 1.1m并設立桿支撐，保證固定牢固。焊工工具、焊材等臨時放置在簡易桌或儲物柜中。

焊機房外部設置重復接地措施、通風措施、配置二氧化碳干粉滅火器及標識牌。在焊機房背面底部開設焊把線進出孔，用于焊把線走線。焊機房上部設置簡易電纜支架，焊接固定，以便于向四周引線。焊機房轉運時，需將電纜收集放置并固定在載物欄內，對焊機房開關窗、開關門進行封閉，并對房內部分物品進行收集、固定處理。焊機房使用前應進行驗收，驗收合格后方可投入使用。

2.7 屯料平臺

本項目為超高層建筑，施工過程中氣瓶、氣瓶吊籠、料斗、零星材料、小型機具等需要臨時存放，以便于外框施工，因此本項目采用標準化安全措施屯料平臺進行輔助施工。

屯料平臺主要采用工字鋼、鋼板、角鋼、鋼網片等材料組成。屯料平臺主要分為基座、圍護欄桿、遮陽蓋、鋼網片、吊耳等部位?；捎?6號工字鋼焊接而成，表面鋪設5mm厚花紋鋼板。圍護欄桿采用L75角鋼進行組裝焊接，焊接固定在基座上。遮陽蓋采用2mm厚鋼板制成，兩段遮陽蓋間距為3.2m。屯料平臺制作完成后，進行兩遍防腐處理。屯料平臺使用前進行驗收，驗收合格后方可投入使用。

屯料平臺如圖5所示。

圖5 屯料平臺

2.8 外框鋼梁焊接掛籠

本工程塔樓外框鋼梁截面較大，特別是首層至四層。主要截面類型為H型，截面尺寸有：H2500×600×50×50、H1650×400×35×35、BH1150×500×25×35、H1300×450×26×30。鋼梁與鋼柱牛腿的翼緣、腹板均焊接連接。因此本項目采用標準化安全措施鋼梁焊接掛籠進行輔助施工。

鋼梁焊接掛籠制作主材料使用Φ48×3.5mm鋼管，材質Q235B，節點扣件使用標準扣件。

鋼梁焊接掛籠的設計類似“扁擔”原理，中間“扁擔”搭在鋼梁翼緣板上，通過卡具與鋼梁上翼緣板連接。操作箱分立于鋼梁兩側，操作箱上下兩層，底板用鋼托板鋪滿，四周維護用定尺鋼網片維護，并用鐵絲與掛籠骨架綁扎牢固。

鋼梁焊接掛籠內操作人員有相對獨立通風的操作空間，增加了人員心理和生理上的安全感，可以有效地保證施工人員安全。焊接吊籠使用前進行驗收，驗收合格后方可投入使用。

2.9 五點式雙大鉤安全帶、安全立樁、爬梯、接火斗、焊機移動架、電纜支架等

本工程在施工過程中，為一線操作工人配備五點式雙大鉤安全帶、為管理人員配備腰帶式單鉤安全帶。為滿足操作人員垂直上下采用了標準化安全爬梯配合防墜器。為滿足操作人員水平行走采用了標準化安全立樁配合雙道生命線。為滿足零星位置焊接采用了標準化焊機移動架。為減少電焊時火花外濺采用了標準化接火斗。為防止觸電事故采用了標準化電纜支架將氣管、電線、焊把線架空[4]。

3 結束語

標準化安全措施在本項目中的使用極大地提高了安全管理的可靠性，實打實的用安全措施保障了一線操作工人和管理人員的生命安全。識風險、夯策劃、擲安措，安全是對員工最大的善待。以人為本，一切為了安全，安全為了一切，一切事故都可以避免。