某大跨度连体结构钢桁架安装安全监理探析

刘先梅 （安徽南巽建设项目管理投资有限公司，安徽 合肥 230031）

1 工程概况

合肥工业大学智能制造研究院研发中心项目位于合肥市包河区花园大道与泰山路交口西南角，总建筑面积约189083㎡，其中地上建筑137895㎡，地下建筑51188㎡，包括1栋5层研发中心及整体1层地下室。分A、B、C、D、E、F六个分区，其中F区地下室为钢管混凝土劲性柱(箱型柱)，上部为五层钢框架结构（包含一层夹层），楼板采用钢筋桁架板现浇混凝土。F区18～23轴交U～X轴，结构形式为大跨度钢结构叠层桁架，桁架从三层至屋面，标高从11.7～23.4m，南北宽度27.4m，东西向跨度42m，两端每层主梁与钢结构矩形柱连接，形成门拱结构。钢桁架跨度为42m，依据《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》(建设部第37号令)和《住房城乡建设部办公厅关于实施〈危险性较大的分部分项工程安全管理规定〉有关问题的通知》(建办质〔2018〕31号)，为超过一定规模的危险性较大的工程，是建设工程安全监理的重要内容。

桁架区域由四个组合桁架及中间连梁和斜撑组成，组合桁架长度为42m共3层，如图1～图3所示。

图1 F区平面示意图

图2 F区立面示意图

图3 F区桁架结构三维模型

2 大跨度连体结构钢桁架安装安全重难点分析

①本工程钢桁架跨度较大，跨度为42m，如何保证安装过程中结构自身安全及施工安全为安全监理的重难点。

解决措施：在技术上采用MIDAS软件对结构施工过程中临时支撑及结构整体的受力进行模拟分析，并进行施工监测，保证结构安全。

②本工程安装高度较高，如何保证高空交叉作业安全为安全监理的重难点。

解决措施：督促施工单位编制报审临边防护、高空交叉作业专项方案，施工前做好交底工作，过程中严格执行。

3 监理工作流程

如图4。

图4 监理工作流程

4 大跨度连体结构钢桁架安装方案策划、审查、专家论证

4.1 大跨度连体结构钢桁架安装方案策划

总监组织施工、监理人员深入研究图纸，勘察施工现场，采用MIDAS软件建立模型，在大跨度连体结构钢桁架安装、卸载、拆除各阶段工况，对临时支撑及结构整体的应力及变形分析计算，保证结构及施工安全，形成以下优化成果：

①将原满堂支撑架方案优化为16只胎架支撑，胎架支撑采用租赁塔吊标准节方式，在增加施工安全保障度的同时减少了措施费用；

②优化胎架拆除时间节点，将原所有楼层混凝土浇筑完毕后拆除，优化为在钢结构桁架安装完毕并验收合格后、混凝土浇筑前拆除，减少楼板裂缝风险，减小胎架尺寸，缩短胎架使用时间；

③对大跨度钢结构桁架各工况受力性能进行分析，合理布置监测点，将钢结构桁架施工监测作为评判现场各工况结构安全性的依据。

4.2 大跨度连体结构钢桁架安装方案审查

总监组织监理人员对方案进行程序性、符合性、针对性审查。

程序性审查：专项施工方案是否有编制人、审核人、施工单位技术负责人签认并加盖单位公章。

符合性审查：专项施工方案必须符合安全生产法律、法规、规范、工程建设强制性标准；应附有安全验算的结果，必要的必须经过设计院确认，包括以下内容：

①应进行钢结构深化设计，深化设计图纸应经原设计单位认可；

②审查塔吊、汽车吊吊装平面图、立面图，结合构件重量、堆放位置，复核塔吊、汽车吊的吊装性能、钢丝绳索具的性能，构件吊点位置应经过设计院确认；

③支撑体系胎架的布置应主要考虑桁架的分段点，同时兼顾混凝土结构的布置形式，尽量使支撑胎架柱脚落在首层梁柱或外墙上，通过预埋件与胎架柱脚相连。胎架在钢结构桁架安装、卸载及拆除不同工况下对原结构的影响，应经原设计单位复核，不满足原结构承载力要求的应进行回顶。（X轴4部胎架8个角柱放在地下室外墙，8个角柱放在地下室顶板上。）

④应分析验算钢结构桁架在安装及卸载工况的应力及位移，并经设计部门认可。

针对性审查：专项施工方案应针对本工程特点、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 组织专家论证

督促施工单位组织专家论证，应附有专家审查通过的书面报告。

4.4 形成安装方案

经施工单位、监理单位审查，并经过专家论证，形成以下大跨度钢结构桁架安装方案。

①吊装机械：选用一台TC7515-16D型塔吊，塔吊力臂距离及吊重不能达到实际需要时，配备相应的汽车吊配合吊装。

②临时胎架：采用16只塔吊标准节设置临时胎架支撑于梁柱节点位置进行安装，胎架材料为T6013-8A标准节。

③安装方法：大跨度钢结构桁架位于轴线18～23之间，桁架安装采用设置临时胎架进行高空散装的安装方法。结构安装由下至上逐层进行，每层桁架安装结束后及时连接桁架之间主梁以增加结构的稳定性，待桁架与桁架之间主梁安装结束形成整体后，再安装桁架之间次梁。

④卸载：为了保证在卸载过程中单个胎架的支座反力均匀减小，采用螺旋千斤顶卸载。连体桁架在安装完成验收合格、两侧混凝土结构强度达到100%后开始卸载。卸载顺序为先拆除跨中，再拆除支座处。连体桁架楼层内混凝土结构在卸载完成后开始施工。

⑤施工过程中桁架应力与位移监测

大跨度钢结构桁架施工期间，应进行施工监测，作为评判现场各工况结构安全性的依据，监测内容：FGL-7、FGL-12、FGL-13、FGZ-2、FZC-3、FZC-4、FZC-5的应力及FGL-7的竖向变形。

监测时间：胎架卸载前、胎架卸载后、混凝土每浇筑一层各监测一次，装饰结束后各监测一次，若情况异常，应立即恢复支撑架，同时将监测数据提供给设计院，供设计院复核结构的安全情况。

5 监理工作的方法

①策划、审查、优化施工方案、督促施工单位组织专家论证。

②结合专项施工方案，编制钢结构安装安全监理细则，明确监理工作流程、控制要点、监理工作的方法及措施。

③审查施工单位资质、安全管理体系、安全管理人员、特殊工种人员证书、大型机械设备合格证书及驾驶人员证书。

④督促施工单位建立并完善安全规章制度，建立健全安全生产责任制及安全管理网络，明确安全责任，统一安全管理思想。

⑤临时胎架（塔吊标准节）、千斤顶等材料和设备的进场报验，符合要求才能使用。千斤顶应经过标定。

⑥在项目实施过程中，要求施工方各管理人员落实相应的安全生产岗位责任，落实施工方案中安全技术措施，组织并监督施工方安全技术交底制度和设备、设施验收制度的实施；执行钢结构吊装现场旁站制度、每日安全监理巡查制度、定期安全检查与不定期专项检查相结合的制度，发现问题通过监理通知等文件要求施工单位整改。

6 监理工作的控制要点

6.1 施工前准备

①现场平面布置按方案执行，满足钢构件运输、装卸、堆放、吊装安全要求。

②塔吊应按规定进行备案登记、安拆告知、检验检测、联合验收和使用登记，强化日常检查、维护保养；汽车吊应有合格证明。

③塔吊司机、汽车吊司机、司索信号工等特种作业人员持证上岗，并接受了安全技术交底，按规范操作。

6.2 胎架安装

胎架标准节之间连接、胎架底部与地下室顶板埋件安装、胎架顶部调节段点焊固定,必须严格按方案实施，胎架上爬梯、防坠器、顶部操作平台要安装完成，检查符合要求后才能吊装。

图5 临时支撑平面布置图

图6 应力监测分布点（U、V、W、X轴）

6.3 钢结构吊装

①正式吊装前必须进行试吊，检查起重机主受力结构刚度强度是否达到要求,安全保护装置是否有效等。

②胎架安装且复测到位，胎架顶部揽风绳拉设到位。

③吊装前应对钢构件吊点部件进行检查，检查钢丝绳、吊装带、卸扣、吊钩等吊具是否正常，并定期检修。

④吊装作业时，周围设置警戒区，非吊装作业人员严禁入内，起重臂和重物下方严禁有人停留、工作或通过。

⑤吊装时应严格执行吊装方案，安全员、监理旁站监督，监督人的不安全行为，按规范操作，严格落实塔吊“十不吊”制度。

⑥钢构件高空就位后，不连接牢靠不能松钩，要尽快实现多点面焊接成型，形成构件自身稳定体系。

⑦焊接工人焊接作业时，接火斗必须准备到位。

6.4 钢结构卸载

①钢结构卸载前,全部钢结构安装焊接完成,并检测合格。

②千斤顶底部固定好，并全部受力完全。

③工人进行卸载时，人员必须站在桁架侧边，不允许在桁架正下部进行切割作业。

④钢结构卸载应严格按卸载方案,并做好施工监测。

6.5 临边防护

①钢梁在地面未安装前事先在楼层外围钢梁一周、纵向主钢梁一侧拉设双道安全钢丝绳，供作业人员在高空钢梁上通行时挂安全带。

②楼层钢构梁下翼缘满铺水平安全网，每层铺设一次进行防护隔离，并且采用专用吊夹具固定，至该层压型钢板铺设完成方可允许拆除；在建筑物外围铺设平网。

③高空柱柱对接位置焊接应设置操作平台，梁梁对接位置焊接设置吊篮。

④临边防护栏杆应贯通，人员上下应专设爬梯、斜道。

6.6 高处作业

①临边防护设施应设置到位。

②高处作业人员应按规定佩戴安全防护用品，系好安全带，正确使用防坠器等安全设施,并应有牢靠悬挂点，人员上下走爬梯、斜道。

③使用的工具和零配件等，应采取防坠落措施，严禁上下抛掷。

6.7 交叉作业

①下层压型钢板应铺设完成，才允许钢结构上部吊装与下方楼层内其他作业同时交叉进行，以避免上方施工坠物对下方施工人员的伤害。

②电焊上下交叉作业时要符合防火要求，在上层平台用接火斗、防火毯等进行防护。

③钢结构吊装过程中，回转半径内严禁非与吊装有关的其他施工人员进入，起重吊物不允许在交叉作业者顶上通过。

④严禁高空抛物，要随身携带必要的可装物件的工具包。

6.8 安全用电

采用TN-S接零保护系统，严格遵守“三相五线制”、“三级配电二级保护”、“一机、一闸、一漏、一箱”制。

6.9 动火作业

建立动火审批制度。动用明火前要预先申请，经批准后才可进行。操作时要求带好特殊工操作证、动用明火审批许可证和灭火器，并落实动火监护人和监护措施。

7 结语

大跨度连体结构钢桁架安装监理，要抓好方案的策划、审查、论证，制定针对性的施工方案，做好安全预控及过程控制，才能做好大跨度连体结构钢桁架安装等超过一定规模的危险性较大工程的安全监理工作。