可滑动悬索式安全网设计及施工技术

【摘 要】 本文主要阐述用于为大跨度结构提供水平安全防护的可滑动悬索式安全网设计及施工技术，详述可滑动悬索式安全网的设计思路、原理、构造、施工以及相关注意事项，该项技术在南航沈阳维修机库工程成功运用，最终达到了预期的目标，保证了屋面系统施工的安全。

【关键词】 大跨度结构 水平安全防护 可滑动 安全网

1 工程概况

随着我国建筑钢结构的飞速发展，建筑师创作的各式钢结构建筑都能够得以成为现实。钢网架结构具有空间受力好、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点，可用作体育馆、飞机库、远距车间等建筑的屋盖。南航沈阳机库大厅钢结构跨度216m，进深79m，屋盖结构采用三层斜放四角锥钢网架，网架高6m，总重约2400t。

综合考虑本工程的工期、成本及吊装设备等因素，最终采用先于地面拼装完成然后将整个结构整体提升至设计高度的安装方法。由于钢网架结构上方的屋面系统是脆性结构，不能承受在整体提升过重中的集中应力冲击，故屋面系统的施工必须在整体提升至设计高度以后才能进行。采用该施工方法屋面系统的施工将在距离地面30米的高空进行，该作业属于特级高处作业，且由于网架结构跨度和高度均较大，安全防护和施工作业难度非常高。

按照正常的施工方法，需在网架结构下方满铺安全网，但是由于结构面积巨大，满铺安全网将耗费大量的材料和劳动力，且满铺的安全网在高空不便于拆除。满铺安全网的施工方法比将大大增加施工成本，并且延长工期，对主体结构的施工十分不利。

为了解决这一施工难题，在综合比较了其它传统施工方法基础上，我们创新性的提出了在网架结构之下设置“可滑动悬索式安全网”为高处作业提供水平安全防护，在网架结构上方设置通道和安全绳提供作业面的施工方法。本文将重点研究“可滑动悬索式安全网”的设计、施工技术，从而为大跨度结构及厂房结构的安全防护提出一种新的思路。

2 可滑动悬索式安全网的设计思路

在整个防护区域内拉设若干道钢丝绳作为安全网滑移的滑道，安全网通过钢圆环固定在滑道上，在滑道的前进方向（后退方向）设置若干道牵引绳，安全网在牵引绳的拉动下可沿着滑道进行滑动，当安全网滑动至预定位置后，采用横竖两个方向将安全网加固后，能够承受安全网上方物体的坠落冲击，这样就可以为安全网上方的施工人员提供水平安全防护。

3 可滑动悬索式安全网设计

3.1 “可滑动悬索式安全网”构造及设计原理

（1）可滑动悬索式安全网整体尺寸：72m×50m。（2）可滑动悬索式安全网滑道布置：沿钢结构机库大厅在网架下弦杆件下方横向等间距（18m）拉设5道钢丝绳，钢丝绳两端固定在主体结构上，具体布置见图1。（3）可滑动悬索式安全网横向加固措施：在垂直滑道的方向上等间距（10m）设置6道钢丝绳，钢丝绳两端均采用临时固定的方式与主体结构相连，当安全网开始滑动前先解除横向临时加固钢丝绳，待滑动至新的位置后，横向钢丝绳再与主体结构相固定。具体见图1。（4）可滑动悬索式安全网具体构造：卷扬机是动力装置，牵引绳是传动装置，安全网通过钢圆环与滑道相连，当牵引绳牵引着钢圆环向前滑动时，固定在钢圆环上的安全网通过牵引绳的带动沿着滑道向前滑动，见图2、图3。（5）可滑动悬索式安全网动力系统：安全网滑动的动力由卷扬机提供，布置5道钢丝绳作为牵引绳拉紧安全网，同时此5道钢丝绳固定在卷扬机上。通过卷扬机提供拉力，从而使安全网向前移动。

3.2 “可滑动悬索式安全网”计算

3.2.1 作用于安全网的竖向荷载

1×0.01KN/m2=0.01KN/m2

3.2.2 纵向加固钢丝绳上的荷载及钢丝绳选用（假定为φ13，6×37）

φ13，规格为6×37的钢丝绳承载力计算：

3.2.3 作用于滑道钢丝绳的荷载及钢丝绳选用（假定为φ15，6×37）

φ15，规格为6×37的钢丝绳承载力计算：

3.3 “可滑动悬索式安全网”现场制作

（1）在地面按要求将安全网组合完成，同时在滑道钢丝绳上将钢圆环连接好（钢圆环连接时，钢丝绳需拉紧，保证钢圆环安装位置准确），然后将滑道钢丝绳与安全网组装完成后，在地面将其挂设在相对标高位置处，滑道钢丝绳与主结构相固定，并通过倒链拉紧。

（2）滑道钢丝绳的一端通过3个绳卡和1个卡环固定在主结构的耳板上（见图3），另一端采用倒链与主结构相连，并通过倒链将钢丝绳拉紧。

（3）将安全网滑动所需的动力绳一端绑扎在滑道钢丝绳下的钢圆环上（每根动力绳与5根滑道钢丝绳上的钢圆环均需绑扎），钢丝绳另一端绕过定滑轮，连接在卷扬机上，定滑轮与卷扬机之间需留出足够长度，以满足施工需要。

（4）为避免滑道钢丝绳挠度过大，依据现场情况钢丝绳上设置几处临时拉钩，上部连接在网架中弦杆上，下部钩住主滑移轨道。当安全网滑动时，暂时解除相应位置的临时拉钩，待安全网到位后，再将临时拉钩钩住。

3.4 “可滑动悬索式安全网”滑移施工

3.4.1 施工流程

安全网滑移施工由网架西侧开始，考虑到安全网的下挠及满足施工安全需要，将整体结构分为6个作业区，先从A区开始施工。每次滑移向东侧移动30米，移动完成后安全网的与移动前的安全网重合约20米。

3.4.2 其他需注意的事项

（1）做好所用钢丝绳、手扳葫芦、钢圆环、安全网等准备工作。（2）先设置Φ15滑道钢丝绳，将钢圆环以间距250mm均匀布置在滑道钢丝绳西侧一段，滑动钢丝绳两端绑在网架的主体结构上，用卡环和绳扣锁住。（3）滑道钢丝绳就位前在地面按安全网组合要求挂单滑轮手扳葫芦及钢丝绳和安全网，并在网片端各设置5个用以拉紧和移动安全网用的卷扬机。（4）扳动滑道绳一端卷扬机使滑道钢丝绳拉紧，同时安全网随之升起，滑道钢丝绳拉直后再调整和拉直安全网。在定位后用卷扬机把网张开拉紧，并固定牢固。（5）滑道钢丝绳中部使用临时挂钩与主结构固定，以免绳中部挠度过大。（6）在安全网下端设置横向加固钢丝绳，横向加固钢丝绳与主体结构进行临时固定，当安全网在新的位置展开时，采用手拉葫芦将横向加固钢丝绳拉紧。（7）安全网滑动时必须保证缓慢同步滑动，整体滑动速度不超过1.5m/s。滑动前须全面检查安全网、钢丝绳及钢圆环，确保无缠死、错位等现象，然后将5根牵引绳拉紧，并将卷扬机调节至同一速度。准备工作就绪后，由一人发号，另外5人将5台卷扬机同时启动，滑动过程中由专人密切关注，保证在整个滑动过程中，5根牵引绳同速且保持一致。滑动结束后，由5名操作人员同时关闭卷扬机。（8）安全网拆除时，先将横下加固钢丝绳拆除，然后拆除主滑道钢丝绳和牵引绳，拆除不涉及高处作业，十分简单、便捷。拆除过程中，安全网的下面禁止人员停留或路过。

4 实施效果

依据该技术实施，通过良好的现场控制，顺利完成了南航沈阳维修基地机库工程屋面安装的安全防护工作。

5 结语

可滑动悬索式安全网适用于大跨度结构及厂房结构，能够提供有效且十分便捷的水平安全防护设施，该项技术的主要优势是方便施工、施工成本低、施工周期短、拆除简单。曾在南航沈阳维修基地机库工程中验证了它在加快工程进度、节省工具和材料、节省人工方面取得的经济效益和社会效益，从而证实了它的应用价值。

参考文献：

[1]钢结构设计规范（GB50017-2003），2003.

[2]钢结构工程施工规范（GB50755-2012），2012.

[3]一般用途钢丝绳（GB/T20118-2006），2006.

[4]安全网（GB 2811-2007），2007中.

[5]国钢结构协会编著.建筑钢结构施工手册.北京中国计划出版社，2002.

[6]申兴文.轻型悬索脚手架及可滑动安全网在工业厂房施工中的应用.吉林省土木建筑学会2010 年学术年会论文，2010.