屋面幕墻鋼結構的組合式玻璃幕墻板塊吊裝施工技術

蘇海波

（中交四航局珠海工程有限公司，廣東 珠海 519000）

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，在屋面安裝穩定性良好的幕墻鋼結構（見圖1）。幕墻系統首層為點玻幕墻；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。

圖1 中交集團南方總部大樓

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。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構，可發揮出支撐構件的效果，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，彼此之間協作，有效完成組合式玻璃幕墻施工作業。關于本次吊裝系統的設置方案，具體如圖2所示。

圖2 吊裝體系

3 吊裝體系設計

3.1 設計原則

合理設置吊裝體系，需與工程規范相符，兼顧質量、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構，是尤為關鍵的承重構件，在其上方設置環形軌道等各個與吊裝有關的子系統，在電動卷揚機輔助下有效吊起玻璃幕墻并使其轉移置環形軌道上，隨后在行走式電動葫蘆的輔助下，沿著既有的環形軌道最終轉移至指定區域。考慮到框架式幕墻的基本特點，借助高空吊籃并通過人工作業的方式有效安裝。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對玻璃幕墻的垂直運輸作業；（2）順著環形軌道，通過行走式電動葫蘆的牽引，可實現對玻璃幕墻的水平運輸作業；（3）在吊籃系統的支持下，做好各細部的安裝作業。

4 施工技術要點

4.1 施工流程

分別安裝如下結構：屋面幕墻鋼結構→懸臂支架→環形軌道及其配件→吊籃系統→電動卷揚機，隨后試吊裝，無誤后即可進入到正式安裝環節。

4.2 技術要點

4.2.1 安裝屋面幕墻鋼結構

在塔式起重吊機的輔助下，順利完成屋面幕墻鋼結構的吊裝作業，安裝順序尤為講究，具體為：鋼立柱（250mm×150mm×10mm）→斜拉桿（規格與前述相同）→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]。考慮到幕墻高度不足的基本狀況，需對鋼立柱適當加高，使其能夠與環形軌道吊裝配合使用。經過加高處理后的鋼結構，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節標高。需要在懸挑支臂內外側分別增設抗傾覆斜拉桿（100mm×100mm×5mm）以及卸壓桿（規格與前述一致），通過焊接的方式將桿件一端有效固定于懸挑支臂上，余下的一端則穩固焊接于鋼立柱，要求懸挑支臂具有足夠的穩定性。

4.2.3 安裝環形軌道及配套設備

以工字鋼為基礎材料，彼此連接并形成環形軌道，利用螺栓與懸挑支臂下翼緣連接成穩固的整體，經處理后使得下翼緣足夠光滑，不可出現卡車輪現象。關于可行走式電動葫蘆，需將其牢固安裝于環形軌道上。

4.2.4 安裝吊籃系統

安裝吊籃系統的具體內容如下：

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，在此基礎上將懸挑支臂置入預先設置的U形抱箍內，再完成上部槽鋼的安裝作業，利用雙螺帽做進一步穩固處理，螺栓端部預留適當距離，以2～3個帽距為宜。

3）旗桿位置調整：需要合理調節旗桿的位置，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域，在該處增設電動卷揚機，確保所用鋼絲繩可與吊裝環節的受力需求相符，在卷揚機的下方安裝1個二次防護鋼筋籠，將其穩固置于屋面結構上，不可對原有的屋面結構造成不良影響。關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明顯波動，需在卷揚機的兩側分別設置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，分析電機運轉方向，將其與控制按鈕方向對比，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，判定各機構的運行狀況。

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移至與環形軌道相距1m的下方區域，隨即暫停作業，并換鉤。

3）安裝玻璃幕墻。在上述基礎上，合理調節玻璃幕墻高度，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。關于框架式幕墻，需要將板塊吊運到特定的施工樓層，通過人工作業的方式安裝各個細部。

4.2.8 拆除吊裝設備及防護外架

結束玻璃幕墻的安裝作業后，可在吊籃的輔助下將環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，利用建筑電梯轉移至地面。

4.3 安裝質量控制

幕墻、門窗等部件的安裝作業應嚴格遵循設計圖紙展開，需達到垂直、轉角水平的效果，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；各組件之間構成平面，不出現歪扭等不良問題。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，需設在不顯眼的區域。

合理設置排水設施，確保幕墻框架內的積水可以有效排至外界，且要避免位移與噪聲現象。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。受焊接作業的影響，將會出現焊口，該處需刷涂2層防銹底料。

錨固構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，需遵循具體方案執行，其余均采用線狀接口連接的方式，增強構件的不透性，符合工程提出的不透風雨要求。

5 結語

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展開探討，創建了幕墻吊裝系統，涉及垂直（水平）運輸系統、吊籃系統等多個部分，在彼此協同下可高效完成組合式玻璃幕墻的安裝作業，整個施工環境足夠安全，效率優良且成本得到有效控制，具有一定的參考價值。