玻璃幕墻板塊吊裝施工技術(shù)研究
時間:2022-03-25 08:46:40
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【摘要】以中交集團南方總部超高層建筑為背景,提出一套可行的吊裝方案,在工程中將屋面幕墻鋼結(jié)構(gòu)作為核心支撐構(gòu)件,于上方安裝環(huán)形軌道等一系列吊裝輔助裝置,通過高效的方式完成大批量玻璃幕墻的吊裝與安裝,確保了吊裝效率,將施工風險控制到最低,整體質(zhì)量良好,彰顯出了優(yōu)良的效益性。
【關(guān)鍵詞】超高層建筑;鋼結(jié)構(gòu);玻璃幕墻;吊裝技術(shù)
1工程概況
中交集團南方總部大樓總高度195.8m,采用了外立面幕墻形式,整體構(gòu)成較為復雜,于屋面層下部設置框架式幕墻,同時在其上部設置單元式幕墻,在屋面安裝穩(wěn)定性良好的幕墻鋼結(jié)構(gòu)(見圖1)。幕墻系統(tǒng)首層為點玻幕墻;3#、4#核心筒6~33層以及東塔5層為框架幕墻;東西塔2~40層、上下連體南北立面為單元式幕墻。上下連體下吊頂鋁板,首層核心筒部分為石材幕墻。
2施工難點及方案比選
基于本工程需求,幕墻吊裝體量相對較大,采用的是塔式起重機吊裝的方式,在屋面安裝吊裝系統(tǒng)。雖然此方式理論上可行,但存在施工效率低下、成本過高的局限性,且在施工中易對其他工程造成不良影響。對此,本工程使用了屋面幕墻鋼結(jié)構(gòu),可發(fā)揮出支撐構(gòu)件的效果,適配了綜合吊裝體系,覆蓋至垂直(水平)運輸、吊籃等多個子系統(tǒng),彼此之間協(xié)作,有效完成組合式玻璃幕墻施工作業(yè)。關(guān)于本次吊裝系統(tǒng)的設置方案,具體如圖2所示。
3吊裝體系設計
3.1設計原則。合理設置吊裝體系,需與工程規(guī)范相符,兼顧質(zhì)量、效率、安全等多方面因素,確保受力驗算的合理性。3.2設計思路。設置屋面玻璃幕墻鋼結(jié)構(gòu),是尤為關(guān)鍵的承重構(gòu)件,在其上方設置環(huán)形軌道等各個與吊裝有關(guān)的子系統(tǒng),在電動卷揚機輔助下有效吊起玻璃幕墻并使其轉(zhuǎn)移置環(huán)形軌道上,隨后在行走式電動葫蘆的輔助下,沿著既有的環(huán)形軌道最終轉(zhuǎn)移至指定區(qū)域??紤]到框架式幕墻的基本特點,借助高空吊籃并通過人工作業(yè)的方式有效安裝。具體流程為:(1)在電動卷揚機的牽引作用下,沿著導向定滑輪實現(xiàn)對玻璃幕墻的垂直運輸作業(yè);(2)順著環(huán)形軌道,通過行走式電動葫蘆的牽引,可實現(xiàn)對玻璃幕墻的水平運輸作業(yè);(3)在吊籃系統(tǒng)的支持下,做好各細部的安裝作業(yè)。4施工技術(shù)要點。4.1施工流程。分別安裝如下結(jié)構(gòu):屋面幕墻鋼結(jié)構(gòu)→懸臂支架→環(huán)形軌道及其配件→吊籃系統(tǒng)→電動卷揚機,隨后試吊裝,無誤后即可進入到正式安裝環(huán)節(jié)。4.2技術(shù)要點。4.2.1安裝屋面幕墻鋼結(jié)構(gòu)。在塔式起重吊機的輔助下,順利完成屋面幕墻鋼結(jié)構(gòu)的吊裝作業(yè),安裝順序尤為講究,具體為:鋼立柱(250mm×150mm×10mm)→斜拉桿(規(guī)格與前述相同)→橫向鋼梁(150mm×150mm×8mm),通過焊接的方式處理鋼立柱與斜拉桿,使其與幕墻基礎(chǔ)預埋件有效連接起來,并在鋼柱之間增設2道橫向鋼梁,以達到固定的效果[1]??紤]到幕墻高度不足的基本狀況,需對鋼立柱適當加高,使其能夠與環(huán)形軌道吊裝配合使用。經(jīng)過加高處理后的鋼結(jié)構(gòu),應再次檢驗受力狀況。4.2.2安裝懸挑支臂懸挑支臂采用的是I22a工字鋼,長度均為3m,參考幕墻鋼立柱之間的距離,要求支臂間距與之相同,且要設置在鋼立柱頂部,在鋼墊板的輔助下調(diào)節(jié)標高。需要在懸挑支臂內(nèi)外側(cè)分別增設抗傾覆斜拉桿(100mm×100mm×5mm)以及卸壓桿(規(guī)格與前述一致),通過焊接的方式將桿件一端有效固定于懸挑支臂上,余下的一端則穩(wěn)固焊接于鋼立柱,要求懸挑支臂具有足夠的穩(wěn)定性。4.2.3安裝環(huán)形軌道及配套設備以工字鋼為基礎(chǔ)材料,彼此連接并形成環(huán)形軌道,利用螺栓與懸挑支臂下翼緣連接成穩(wěn)固的整體,經(jīng)處理后使得下翼緣足夠光滑,不可出現(xiàn)卡車輪現(xiàn)象。關(guān)于可行走式電動葫蘆,需將其牢固安裝于環(huán)形軌道上。4.2.4安裝吊籃系統(tǒng)。安裝吊籃系統(tǒng)的具體內(nèi)容如下:1)吊籃支架橫臂:采用大方鋼與小方鋼(各1條)的組合方式,彼此之間通過螺栓連接。2)穩(wěn)固吊籃支架橫臂:通過抱箍的方式,將其固定在懸挑支臂上,其中大方鋼為前挑臂,剩下的小方鋼則作為后臂。需將槽鋼與栓頭螺桿套好,在此基礎(chǔ)上將懸挑支臂置入預先設置的U形抱箍內(nèi),再完成上部槽鋼的安裝作業(yè),利用雙螺帽做進一步穩(wěn)固處理,螺栓端部預留適當距離,以2~3個帽距為宜。3)旗桿位置調(diào)整:需要合理調(diào)節(jié)旗桿的位置,以滿足吊籃運行需求;需設置攀繩組件,單獨設置工作鋼絲繩與安全鋼絲繩,各自通過繞掛的方式置于支架上,且均使用3個繩夾提升其穩(wěn)固性。4.2.5安裝電動卷揚機及纜風繩。準確劃定幕墻的吊裝區(qū)域,在該處增設電動卷揚機,確保所用鋼絲繩可與吊裝環(huán)節(jié)的受力需求相符,在卷揚機的下方安裝1個二次防護鋼筋籠,將其穩(wěn)固置于屋面結(jié)構(gòu)上,不可對原有的屋面結(jié)構(gòu)造成不良影響。關(guān)于卷揚機導向滑輪的設置,應固定在懸挑支臂上。為確保幕墻吊裝過程中不出現(xiàn)明顯波動,需在卷揚機的兩側(cè)分別設置1根纜風繩,將其上端連接于懸挑支臂上,隨后將下端與首層地面穩(wěn)固連接起來。在夾起玻璃幕墻時,纜風繩相對松弛;此后,在板塊起吊過程中,纜風繩則相對緊繃。4.2.6試吊裝。接通電源,分析電機運轉(zhuǎn)方向,將其與控制按鈕方向?qū)Ρ?,隨后展開無荷載試驗、靜載試驗與動載試驗,分析線路連接狀態(tài),判定各機構(gòu)的運行狀況。4.2.7正式安裝。正式安裝玻璃幕墻分3個步驟,具體內(nèi)容有:1)起吊玻璃幕墻。將工程所需玻璃幕墻板塊運輸至指定起吊區(qū)域,并與玻璃幕墻連接。2)換鉤。通過垂直吊裝的方式將玻璃幕墻轉(zhuǎn)移至與環(huán)形軌道相距1m的下方區(qū)域,隨即暫停作業(yè),并換鉤。3)安裝玻璃幕墻。在上述基礎(chǔ)上,合理調(diào)節(jié)玻璃幕墻高度,要求超出安裝位置200mm[2],在電動葫蘆的輔助下完成安裝作業(yè)。關(guān)于框架式幕墻,需要將板塊吊運到特定的施工樓層,通過人工作業(yè)的方式安裝各個細部。4.2.8拆除吊裝設備及防護外架結(jié)束玻璃幕墻的安裝作業(yè)后,可在吊籃的輔助下將環(huán)形軌道等輔助性工具拆除,電動卷揚機緩慢下放至地面,隨后拆除吊籃支架,將加高部分的鋼立柱切除。做好上述工作后拆除屋面卷揚機,利用建筑電梯轉(zhuǎn)移至地面。4.3安裝質(zhì)量控制。幕墻、門窗等部件的安裝作業(yè)應嚴格遵循設計圖紙展開,需達到垂直、轉(zhuǎn)角水平的效果,且各個相鄰部件均要完全對中。做好組件的錨固工作,針對與磚石接觸的部分采取防護措施。幕墻工程存在一定范圍的外露金屬表面,該部分應足夠平直;各組件之間構(gòu)成平面,不出現(xiàn)歪扭等不良問題。在幕墻安裝過程中,不可采取切割措施,否則會對幕墻的整體剛度造成影響,無法保障幕墻使用性能。合理設置滴水線、排氣孔等,需設在不顯眼的區(qū)域。合理設置排水設施,確保幕墻框架內(nèi)的積水可以有效排至外界,且要避免位移與噪聲現(xiàn)象。所用到的鋼扣件需鍍鋅并刷涂防銹漆,值得注意的是其他鋼材的處理,除鍍鋅外還需刷涂2層底漆。受焊接作業(yè)的影響,將會出現(xiàn)焊口,該處需刷涂2層防銹底料。錨固構(gòu)件可提升玻璃幕墻的密閉性,有效抵御外界風雨。在施工圖紙中對接縫寬度做出明確說明,需遵循具體方案執(zhí)行,其余均采用線狀接口連接的方式,增強構(gòu)件的不透性,符合工程提出的不透風雨要求。
5結(jié)語
本文以高層建筑為背景,針對玻璃幕墻施工中所用到的吊裝技術(shù)展開探討,創(chuàng)建了幕墻吊裝系統(tǒng),涉及垂直(水平)運輸系統(tǒng)、吊籃系統(tǒng)等多個部分,在彼此協(xié)同下可高效完成組合式玻璃幕墻的安裝作業(yè),整個施工環(huán)境足夠安全,效率優(yōu)良且成本得到有效控制,具有一定的參考價值。
【參考文獻】
【1】田豐,劉海深,劉雪原,等.超高層建筑異型單元幕墻吊裝施工技術(shù)[J].建筑技術(shù)開發(fā),2015(7):22-25.
【2】頊晉源,王向陽,王春梅,等.超高層異形曲面單元體幕墻雙環(huán)形軌道吊裝技術(shù)[J].施工技術(shù),2017(23):72-76.
作者:蘇海波 單位:中交四航局珠海工程有限公司