關(guān)于幕墻單元體采用軌道滑輪技術(shù)的研究

周玉強(qiáng)

摘要：?jiǎn)卧侥粔σI(lǐng)幕墻行業(yè)向工業(yè)化發(fā)展，單元式板塊安裝技術(shù)也應(yīng)順應(yīng)潮流，吊裝向著機(jī)械化方向發(fā)展。本文以中關(guān)村壹號(hào)一期項(xiàng)目A區(qū)工程為實(shí)例，對(duì)幕墻單元體軌道滑輪技術(shù)進(jìn)行研究，描述該技術(shù)的關(guān)鍵和創(chuàng)新點(diǎn)。為后期工程提供經(jīng)驗(yàn)。

Abstract： As unit curtain wall leads the curtain wall industry to industrialization， unit type plate installation technology also should conform to the tide， so the hoisting should develop toward mechanization. This paper takes the Zhongguancun No.1 Phase A Project as an example to study the track pulley technology of curtain wall unit， and describes the key and innovation of this technology， so as to provide experience for the later project.

關(guān)鍵詞：幕墻；單元體；軌道；滑輪

Key words： curtain wall；unit；track；pulley

中圖分類號(hào)：U655.59 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）05-0148-03

1 項(xiàng)目背景

單元式玻璃幕墻是將鋁合金骨架、玻璃、墊塊、保溫材料、減震和防水材料以及裝飾面料等構(gòu)件事先在工廠組合成帶有附加鐵件的幕墻單元，用專用的運(yùn)輸車運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)后，再在現(xiàn)場(chǎng)吊裝裝配，直接與結(jié)構(gòu)主體預(yù)埋件或后置埋件相連接的玻璃幕墻。單元式幕墻在工廠內(nèi)加工制作，可以把玻璃、鋁板或其它材料在加工廠內(nèi)組裝在一個(gè)單元件上，促進(jìn)了建筑工業(yè)化程度。因?yàn)閱卧诩庸S內(nèi)整件組裝，易于在工廠內(nèi)進(jìn)行檢查，有利于保證多元化整體質(zhì)量，保證幕墻的工程質(zhì)量。單元式幕墻從樓層下方向上方安裝能夠和土建配合同步施工，大大縮短了施工工期。單元式幕墻所有工程均可在樓層內(nèi)完成，在安裝期間可以不再依賴施工腳手架。

2 項(xiàng)目概況

永豐產(chǎn)業(yè)基地II-22地塊中關(guān)村壹號(hào)一期項(xiàng)目A區(qū)工程，位于北京市海淀區(qū)北清路與永豐路交叉口（東北角）。總建筑面積127620m2，地上共分為A1、A2、A3、A4、A5樓五個(gè)單體建筑，將地下室稱之為A6樓。A區(qū)主要采用單元式幕墻系統(tǒng)情況如表1所示。

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通過(guò)表1可以看出A1樓總高度（檐口）達(dá)到96.45m，單元板塊數(shù)量2549塊，是A區(qū)樓座中工程量最大的。通過(guò)確定A1樓單元板塊的吊裝方式，解決吊裝中出現(xiàn)的問(wèn)題，提高單元板塊安裝質(zhì)量，保證施工安全，為A區(qū)其他樓座單元板塊的安裝起到示范作用，達(dá)到提高生產(chǎn)力水平，提高材料利用率，節(jié)省工期，提高行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。

3 立項(xiàng)分析

3.1 單元板塊常用吊裝方法

單元式玻璃幕墻的特點(diǎn)決定了安裝方式只能是吊裝，如果單元式玻璃幕墻施工時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)塔吊或不能使用塔吊，將只能依賴自行安裝吊裝設(shè)備。目前國(guó)內(nèi)單元單元式玻璃幕墻的單元板塊吊裝方式主要分為以下幾種：活動(dòng)小炮車吊裝、卷?yè)P(yáng)機(jī)與定滑輪組合吊裝、塔吊或吊車吊裝。

3.2 本工程吊裝方法

在屋面設(shè)置外挑出樓體的鋼軌道，在鋼軌道上安裝帶電動(dòng)控制滑輪的電動(dòng)葫蘆，以電動(dòng)滑輪帶動(dòng)電動(dòng)葫蘆沿樓體外挑的鋼軌道行進(jìn)或后退，實(shí)現(xiàn)各立面、各位置單元板塊的安裝；以電動(dòng)葫蘆作為垂直運(yùn)輸單元板塊的提升設(shè)備，實(shí)現(xiàn)單元板塊從地面到相應(yīng)樓層位置的垂直運(yùn)輸。形成一個(gè)整體的可以覆蓋各立面、各樓層的軌道式吊裝系統(tǒng)。

4 施工方案

4.1 施工流程

軌道吊裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)→現(xiàn)場(chǎng)放線→安裝軌道→組裝滑輪和電動(dòng)葫蘆→試運(yùn)行→驗(yàn)收→投入使用。

4.2 軌道吊裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.2.1 安裝位置

如果將軌道設(shè)置在A1樓屋面（相對(duì)標(biāo)高96.300m），需設(shè)置軌道支架（如圖1所示），使軌道挑梁高出屋面女兒墻（女兒墻高1.20m）。除占用屋面空間，影響屋面其他工序施工，還將增加挑梁支撐，增加材料和安裝費(fèi)用。可利用A1樓屋面裝飾用結(jié)構(gòu)梁，免去挑梁支撐，節(jié)省費(fèi)用，提高效率。

4.2.2 材料設(shè)備選型

①軌道挑梁選用20#工字鋼梁；②軌道選用20#工字鋼梁；③選用2t電動(dòng)葫蘆；④選用直徑16mm的鋼絲繩。

4.3 挑梁和軌道安裝

挑梁和軌道通過(guò)連接件固定在現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)花架梁上，軌道挑梁間距最大不大于3m。安裝示意圖和平面示意圖分別見圖2、圖3所示。

軌道梁施工：

①軌道鋼梁的連接。軌道鋼梁選用20b工字鋼，因軌道梁需行走電動(dòng)吊機(jī)，翼緣對(duì)接時(shí)采用坡口焊接連接，焊接后，焊縫打磨光滑，腹板采用雙夾板設(shè)計(jì)。②軌道梁的安裝采用手拉葫蘆的安裝形式。軌道梁（每段長(zhǎng)分別為3m）提升時(shí)，采取兩端同時(shí)提升，人員站在鋼筋籠內(nèi)操作，并在挑梁工字鋼上鋪設(shè)、固定腳手板，便于人員上下鋼筋籠。施工時(shí)，施工人員在鋼籠內(nèi)安裝、焊接，確保人員的安全。③吊機(jī)（電動(dòng)葫蘆）安裝。電動(dòng)葫蘆應(yīng)該選擇合適的規(guī)格參數(shù)，電動(dòng)葫蘆與軌道梁的連接如圖4所示。④吊裝軌道的試運(yùn)轉(zhuǎn)。1）空載試運(yùn)行；2）靜載試運(yùn)行；3）動(dòng)載試運(yùn)行。

4.4 輔助吊裝設(shè)施

對(duì)于被吊裝的單元板塊，采用專用的單元板塊卡具，將吊裝鋼絲繩與單元連接在一起。為了不使被吊板塊與已安裝完畢的幕墻或樓體碰撞，在樓層底側(cè)用纜風(fēng)繩控制板塊上下運(yùn)行時(shí)不發(fā)生碰撞。

5 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

5.1 軌道滑輪吊裝關(guān)鍵技術(shù)

5.1.1 可安裝在屋面的鋼挑梁

在屋面層利用主體結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件，以化學(xué)錨栓固定后置鋼埋板，再用高強(qiáng)螺栓連接工字鋼挑梁，使之能牢固固定在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上。形成由兩個(gè)牢固的固定支座，并通過(guò)受力分析、計(jì)算后能承受軌道、電動(dòng)葫蘆和單元板塊荷載的懸挑鋼構(gòu)件。

5.1.2 軌道

平直段軌道選用20#工字鋼，可用加強(qiáng)板連接腹板形成整體。立面轉(zhuǎn)角處選用定制圓弧形20#工字鋼，兩端與平直段工字鋼連接。最終使所有工字鋼軌道形成環(huán)形軌道。并且，根據(jù)軌道的長(zhǎng)度、各立面的長(zhǎng)度等，結(jié)合工期進(jìn)度要求等，如有必要可以在每個(gè)立面設(shè)置一臺(tái)電動(dòng)葫蘆，甚至兩臺(tái)或多臺(tái)。設(shè)置多臺(tái)電動(dòng)葫蘆時(shí)，在適當(dāng)位置設(shè)置行走范圍限位器，防止多臺(tái)電動(dòng)葫蘆同時(shí)作業(yè)時(shí)產(chǎn)生干擾或碰撞。

5.1.3 軌道行走電動(dòng)葫蘆

軌道行走電動(dòng)葫蘆由以下幾個(gè)部分組成：

①提升動(dòng)力設(shè)備——起升電機(jī)、導(dǎo)繩器、吊鉤裝置；②行走設(shè)備——電動(dòng)小車、滾輪；③控制系統(tǒng)——點(diǎn)線纜、控制按鈕、限位器；④制動(dòng)系統(tǒng)——減速器、制動(dòng)器。

5.2 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

5.2.1 創(chuàng)新性的環(huán)形軌道或非封閉軌道

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有條件，施工需求設(shè)置可滿足電動(dòng)葫蘆行走的環(huán)形軌道梁或非封閉型、直線型或曲線型。在安裝軌道的立面，以行走電動(dòng)葫蘆的提升電機(jī)+鋼絲繩實(shí)現(xiàn)單元板塊在垂直方向提升；以電動(dòng)葫蘆在軌道梁上的行走+人工輔助實(shí)現(xiàn)水平方向單元板塊移動(dòng)和就位。最終實(shí)現(xiàn)單元板塊從地面→提升→立面水平移動(dòng)→人工輔助就位→安裝完成，這一過(guò)程。

環(huán)形軌道或非封閉軌道可廣泛應(yīng)用于各種形狀的立面、樓體的單元板塊安裝，軌道與樓體之間的距離、材料受力選型、受力分析、安全可靠性等，可用品茗、PKPM等安全計(jì)算軟件對(duì)重要構(gòu)件進(jìn)行受力計(jì)算，滿足各項(xiàng)安全要求。

5.2.2 引入工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中的軌道行走電動(dòng)葫蘆

電動(dòng)葫蘆是一種特種起重設(shè)備，安裝在天車、龍門吊之上，電動(dòng)葫蘆具有體積小，自重輕，操作簡(jiǎn)單，使用方便等特點(diǎn)，用于工礦企業(yè)，倉(cāng)儲(chǔ)，碼頭等場(chǎng)所。它是提高勞動(dòng)效率，改善勞動(dòng)條件的必備機(jī)械。

6 經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

本工程A1樓原計(jì)劃單元式幕墻吊升安裝工期為2016年7月15日～2016年11月1日，共計(jì)110日歷天。實(shí)際吊升安裝工期為2016年8月17日～2016年11月11日，共計(jì)87日歷天。環(huán)形軌道梁電控行走電動(dòng)葫蘆吊裝單元板塊技術(shù)的應(yīng)用，使A1樓單元式幕墻提升安裝工期縮短了23日歷天。

從節(jié)約工期帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)講，可分為人工成本、材料租賃成本機(jī)械設(shè)備成本、管理成本。項(xiàng)目部及幕墻專業(yè)管理人員6人；A1樓幕墻施工人員約42人；設(shè)有一部雙籠施工電梯；各樓層臨邊設(shè)置的1.2m高鋼管防護(hù)欄桿總長(zhǎng)度約147m長(zhǎng)×3水平桿×21層=9261米，3900個(gè)鋼管扣件，即：節(jié)約管理成本：6人×23天×300/天=41400元；節(jié)約人工成本：42人×23天×220/天=212520元；節(jié)約機(jī)械設(shè)備成本：1臺(tái)×23天/30天×16000元/月=12267元；節(jié)約材料租賃成本：9261米×23天×0.01元/米/天+3900個(gè)×23天×0.008元/個(gè)/天=2847元；合計(jì)節(jié)約費(fèi)用：41400元+212520元+12267元+2847元=269034元。

6.2 社會(huì)效益

幕墻單元體采用軌道滑輪技術(shù)的應(yīng)用，提高了企業(yè)生產(chǎn)力水平，積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，在行業(yè)中提升了競(jìng)爭(zhēng)力。

7 結(jié)束語(yǔ)

截至目前，環(huán)形軌道梁電控行走電動(dòng)葫蘆吊裝單元板塊技術(shù)已在中關(guān)村壹號(hào)項(xiàng)目A1樓成功實(shí)施，并已完成95%的單元板塊的安裝，圓滿實(shí)現(xiàn)了單元板塊幕墻安裝工程安全、質(zhì)量、進(jìn)度等管理目標(biāo)。充分證明了該技術(shù)是一種安全、可靠、高效的施工技術(shù)。

隨著單元式幕墻技術(shù)日漸成熟，生產(chǎn)加工成本將更低，安裝工藝將更加成熟。加快單元式幕墻在公共建筑領(lǐng)域應(yīng)用的速度，單元式幕墻越來(lái)越普及。環(huán)形軌道梁電控行走電動(dòng)葫蘆吊裝單元板塊技術(shù)在進(jìn)度、質(zhì)量、安全方面的優(yōu)勢(shì)必將為其帶來(lái)廣闊的應(yīng)用前景，給整個(gè)幕墻行業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)技術(shù)革新。

參考文獻(xiàn)：

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