钢结构高空连廊外装饰悬吊脚手架施工技术研究

唐中辉 张 昱 袁 奇 董祁晋 刘传雄

1 工程概况及施工重难点分析

1.1 高空连廊工程概况

马来西亚登嘉楼开启桥项目由2 座塔楼组成。其中，1A 大楼用于办公，地上共43 层，建筑总高度为202 m；1B塔楼用作酒店，地上共35 层，建筑总高度为158 m。

为实现综合商务功能，在两座塔楼之间设置钢结构高空连廊，相对标高为93 ～103.5 m。该连廊整体结构为空腹桁架结构，最大高度为10.5 m，最大宽度为9.6 m，跨度为35 m。上部和底部采用铝塑板，两侧是玻璃幕墙，与塔楼间使用高强螺栓连接（图1）。

图1 钢结构高空连廊立面图（来源：网络）

1.2 施工重难点分析

该工程项目的施工重难点包括以下4个方面。一是连廊使用的钢构件体积和质量大，且距离地面较高，材料运输和构件组装难度大，使用塔式起重机无法一次吊装完成，必须配合其他吊装方式。二是钢构件从地面吊装至连廊施工平台，整个提升高度较大，存在很多不安全因素，即使采用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术进行施工模拟，也不能完全确保吊装过程顺利[1]。三是该连廊结构内部分为两层，上层是观光层，下层是服务层，安装过程中的对接口较多，增加了施工难度。四是钢结构的受力计算和沉降观测是重点，直接关系到施工质量和人员安全。

2 高空连廊外装饰悬吊脚手架施工方案及技术优势

2.1 总体施工设计

结合该工程项目的实际情况，拟采用悬吊脚手架施工方案，总体设计如下。第一，在1A 与1B 塔楼之间配置1 台塔式起重机，负责吊运施工材料。先完成塔楼的主体结构，完成后在与连廊结构对接的部位预埋穿墙螺栓，然后在塔楼外墙上搭设悬吊脚手架。第二，配置1台履带式起重机，辅助安装钢结构及开启桥机械系统。第三，在连廊结构的下方设置1 个吊装平台。第四现场施工顺序是引桥结构施工→安装胎架→钢结构拼装→连廊整体提升。首先，引桥部分施工完成后，施工通道方能贯通；其次，将胎架安装在吊装平台上，依次组装连廊结构；最后，将提升平台设在塔楼顶部，选择合适的液压装置，整体优化连廊结构，达到预设高度后进行空中对接，再使用高强螺栓完成固定。

2.2 连廊外装饰施工方案

连廊外装饰施工方案包括以下3 项。一是连廊外装饰是本次施工项目的重难点，先搭设施工平台，再经悬吊脚手架配合完成。其中，侧面采用悬挑架，方便安装玻璃幕墙，底部采用吊架，方便安装铝塑板。二是提升连廊钢结构时，先在空中预设部位搭设悬挑架，当连廊钢结构离地后再搭设底部吊架；连廊钢结构提升至预设部位后，要和两侧塔楼上的外墙脚手架进行对接固定，进而开展外装饰施工作业。三是连廊结构的内装修、外装饰作业穿插进行，外装饰全部完成后拆除悬挑架和吊架。

2.3 技术优势

采用悬吊脚手架施工方案的技术优势如下。第一，搭设悬吊施工平台，不仅方便屋面和内部结构的施工作业，还有助于安装玻璃幕墙和铝塑板，方便涂刷防火涂料，保证施工人员的安全。钢结构吊装与开启桥机械系统安装，两者可以同步进行，且连廊结构下方有充足的作业空间，有助于缩短工期。第二，通过合理的工艺组合，如“塔式起重机+履带式起重机”“塔楼外墙脚手架+吊架+悬挑架”，既能解决钢结构吊装问题，又能减少机械设施及配套设施的投入，从而降低施工成本，提高经济效益。第三，悬吊脚手架能提供稳定的施工平台，可保护高空作业人员的作业安全；钢结构的大量使用，减少了砂石、混凝土的用量，有助于减少污染、保护环境，更好地满足文明施工要求。

3 高空连廊外装饰悬吊脚手架施工技术要点

3.1 悬挑架搭设

从整个结构看来，悬挑架由“悬挑支撑+下支撑+型钢横梁”组成。搭设技术包括以下5 个要点。第一，连廊钢结构与悬挑支撑的连接采用2 种方式：一是直接使用高强螺栓连接固定；二是焊接，焊点位于连接板上。第二，在支撑横梁上方铺设槽钢，两者采用点焊连接，焊点位于上翼缘板。第三，悬挑支撑的组装和连廊结构的组装同步完成，有利于提高人工与机械的利用率。第四，连廊结构的外立面呈弧形，根据外装饰需求确定距离外墙的最小尺寸。如果距离外墙尺寸较大，将小横杆向内延长，并在上部铺设脚手板；利用悬挑架设置斜爬梯，作为连接上下的通道使用。第五，在整个悬挑架上方使用连墙件与钢结构外挑构件连接，下部斜撑使用钢管与小横杆端头扣件连接，方便幕墙施工作业。

3.2 卸料平台搭设

卸料平台搭设技术要点包括：一是在连廊结构端部组装卸料平台，便于装修装饰材料转运；二是为提高卸料平台的稳固性，使用加强斜支撑，并在支撑上铺设钢板与次梁，安装钢质护栏；三是卸料平台处的悬挑架要预先设置断开点并进行加固处理，避免后续施工中出现碰撞；四是连廊结构、内装修和外装饰施工时，根据要求打开外架，通过钢丝绳卸去荷载，即可正常使用卸料平台。

3.3 连廊整体提升

连廊钢结构完成组装后，使用液压装置整体提升，技术要点包括以下5 个方面。第一，采用四点起吊法，提升臂与钢结构上下弦杆的连接板通过高强螺栓相连。第二，在大楼顶部设置提升平台，并与预埋螺栓连接，保证提升平台的稳定性。第三，连廊端部钢结构的预装段使用高强螺栓安装在塔楼外墙上。第四，钢结构和悬挑架均安装完成后需进行质量验收，检查液压设备性能是否完好，其他辅助设施是否满足施工要求。第五，提升操作采用逐级加载法，保证提升过程均匀、缓慢。当连廊与胎架脱离后，调整吊点并静置12 h；若无异常情况，则继续加载提升并静置4 h。

3.4 吊架施工

连廊静置检查通过后，使用钢丝绳将其固定在塔楼主体结构上。吊架搭设的技术要点包括：第一，严格控制吊杆的纵向间距，与铝塑板的宽度保持一致；吊杆拆除后即可安装铝塑板，二者紧密施工。第二，吊杆范围和间距均要满足设计要求，确保不影响横向水平杆拆除。第三，施工平台净高2 m，吊杆长2.5 m，施工过程中保证平台不影响铝塑板安装及脚手架拆除；第四，吊环材质为圆钢，直径16 mm，连接在连廊钢结构上，尽量减小吊环与吊杆的间距；第五，吊环从纵向钢管内部穿出，端头使用扣件锁紧，吊杆上下使用双扣件连接[2]。

3.5 水平杆铺设

水平杆具有纵向、横向之分，吊架施工完成后先铺设纵向水平杆，后铺设横向水平杆，技术要点如下。首先，铺设纵向水平杆时，按照从两边向中间的顺序逐跨、逐层进行铺设。每1 根纵向水平杆与4 根吊杆相连，在最外侧一跨的水平杆上搭建施工平台，吊杆拆除后即可在此处安装铝塑板。其次，纵向水平杆铺设完成后在其上方铺设横向水平杆，横向水平杆位于两侧时应与4 根纵向水平杆连接，横向水平杆位于中间时与两侧水平杆至少搭接1 个跨度。另外，在吊架、悬挑架间安装斜爬梯，作为人员上下的通道。

3.6 高空对接

高空对接的技术要点包括：一是先提升至设计标高，再使用液压装置精调，以满足精准对接要求；二是钢桁架中的H 型钢、钢管等杆件与塔楼预埋的高强螺栓通过法兰或连接板进行连接；三是连接完成后，检查连廊下部的主桁架是否固定牢靠，合格后将液压装置拆除，连接上部杆件；四是若钢结构两端与塔楼间存在空隙，则对空隙进行灌浆处理；五是吊架、悬挑架与塔楼外墙上的脚手架连成一个整体，促使施工平台和通道贯通；六是以上作业完成后，在悬吊脚手架外围设置踢脚板，外立面挂上安全网与索网，全面防护施工平台，以保障下方施工人员的安全[3]。

3.7 脚手架与悬挑架拆除

塔楼外架和连廊悬挑架拆除后，原来的作业平台转变为卸料平台，然后进行连廊顶面、内部结构以及玻璃幕墙的施工，全部完成后拆除卸料平台。技术要点包括：首先，位于侧面的脚手架及位于吊架横向外侧的平台，拆除后应及时用横向斜拉杆固定；其次，使用塔式起重机拆除悬挑钢结构时，由专人进行指挥；最后，若施工时仍需要使用吊架，则应加高两侧护栏。

4 现场施工控制措施

4.1 质量措施

4.1.1 架体监测

悬吊脚手架搭设完成后需监测沉降变形量，主要内容有：一是架体安装前测量支撑横梁中间和两侧的标高，并记录数据；二是搭设过程中，每日抽查支撑横梁的标高，数量不少于3 个，并记录数据；三是搭设完成后，每2 天测量1 次标高变化，分析沉降变形趋势；四是支撑横梁下降高度超过设计值的2/3 时，及时向技术负责人报告并进行处理[4]。

4.1.2 技术交底

现场施工作业前，设计单位需与施工单位进行探讨，做好技术交底，明确设计意图、相关参数及关键工序、重要部位的施工注意事项。结合施工现场环境条件，对施工班组进行技术交底，合理配置人、机、料等资源，确保施工人员严格按照图纸施工，满足规范标准要求。

4.1.3 联合验收

施工前，业主方、施工单位以及监理单位建立联合管理机制，对整个施工过程进行共同管理、联合验收。首先，钢构件进场前，施工单位上报业主方和监理单位，复核钢构件的数量与规格，并取样进行性能检测，合格后方能进场使用。其次，施工作业中，采用施工班组自查、项目部检查、监理旁站以及取样抽查等方式复核施工数据，确保和设计方案一致。最后，每项施工完成后，均要进行三方联合验收，确认后才能进入下一道工序。

4.2 安全措施

4.2.1 设置索网

吊架的搭设和拆除均为高空作业，为保障作业人员安全应设置防护索网。索网所用的钢丝绳，直径为10 mm，安全网规格为10 cm×10 cm。钢丝绳固定在塔楼外墙的预埋件上，为防止相邻钢丝绳下挠分离，相邻安全网搭接宽度应不小于1.5 m，最低点的挠度不超过1 m。

4.2.2 搭设安全网

安全网搭设的工艺流程是作业面移交→焊接耳板→钢丝绳下料加工→逐根悬挂钢丝绳→楼面上分单元拼装安全网→安全网就位→绑扎固定钢丝绳→验收。相邻安全网在重力作用下会下垂，导致拼缝部位出现缝隙，因此规定相邻搭接宽度应不小于1.5 m[5]。

4.2.3 安全监督检查

施工过程中，安全监督检查项目包括以下5 项。第一，针对危险性较高的施工方案进行编制论证，并检查方案编制、审批以及论证等流程是否符合规范。第二，对施工人员进行安全教育培训，持证上岗；特种作业人员要求证照齐全，实际操作者应与提交的名单一致。第三，定期检查起重机、液压装置、电焊机以及测量设备等机械设备，确保性能正常。第四，加强高空作业管理，检查安全防护设施是否配置到位，如安全帽、安全绳、护栏、斜爬梯以及焊接平台等，确保施工作业环境安全。第五，钢结构焊接作业时做好消防管理工作，严格执行动火审批制度，消除火灾隐患。

4.3 环保措施

文明施工、保护环境是现场施工管理的要点。本工程施工期间采取的环保措施有以下5 个。第一，由环境卫生管理部门负责整个施工过程的环保工作，严格执行国家和地方有关环境保护的法律法规制度，加强控制建筑垃圾污染。第二，保持施工场地整洁，合理布局施工现场并进行分区管理，设置显眼的标牌和警示牌。第三，对施工作业中可能存在影响公共设施的情况，应进行监测、预防和应对，有效保证公共设施免受损坏。第四，合理配置施工机械，以噪声小、能耗低的环保型机械为主，将施工产生的噪音控制在允许值内。第五，严格控制施工作业时间，避免夜间施工；必须夜间施工时应提前告知周围居民，并经上级部门批准。

5 结语

钢结构高空连廊在高层建筑中较为常见，本文结合工程实例详细介绍了悬吊脚手架施工技术方法，总结了各项控制措施。结果表明，悬吊脚手架能为高空连廊提供安全可靠的施工平台，具有工艺成熟、效率高、成本低以及质量可控等优点，可在类似工程项目中推广运用。