大懸挑屋面異形鋁板幕墻施工技術(shù)

宋 浩 代曉朋 包希吉 劉振林 史錦輝

中建八局第二建設(shè)有限公司 山東 濟南 250022

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，大型、高層建筑層出不窮，建筑外墻裝飾多使用鋁板幕墻，其完美外觀，優(yōu)良品質(zhì)，倍受業(yè)主青睞。鋁板幕墻自重輕，大幅度減少了建筑結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的負荷，且維護成本低，性價比高。但大懸挑屋面的施工難度大、周期長。為解決上述問題，在鋁板幕墻施工過程中多次組織內(nèi)部專家研討，最終形成了大懸挑屋面異形鋁板幕墻施工技術(shù)[1-4]。

1 工程概況

城發(fā)城市廣場為煙臺市“一號工程”，承擔(dān)煙臺市政務(wù)服務(wù)中心功能。煙臺市政務(wù)服務(wù)中心是煙臺市推進政務(wù)公開、規(guī)范權(quán)力運行、統(tǒng)一公共資源交易一個重要的平臺，是服務(wù)企業(yè)發(fā)展、方便群眾辦事、展現(xiàn)政府形象的重要窗口。

總建筑面積27萬 m2，其中地上約15萬 m2，地下約12萬 m2，項目總投資超10億元，主體為框架結(jié)構(gòu)，地下3層，地上17層。

2 工程重難點

1）工期只有290 d，時間緊、任務(wù)重，工期履約為本項目的重中之重。

2）主樓屋面挑檐結(jié)構(gòu)外挑尺寸6.7 m，高度81 m，外裝復(fù)雜，施工難度大。

3 施工工藝及方法

以檐口單元鋼桁架安裝為主線，依據(jù)工程物料特點和運輸規(guī)劃，綜合其他主要影響因素，現(xiàn)場采取“先清場，再運輸，后安裝；先小面，后大面，先主要，后次要”的結(jié)構(gòu)安裝施工思路。本項目按照現(xiàn)場情況和施工順序，分為施工準(zhǔn)備、鋼結(jié)構(gòu)安裝車制作安裝、單元鋼桁架現(xiàn)場制作和單元鋁板安裝、單榀檐口單元吊裝這4個階段（圖1）。

圖1 施工工藝BIM示意

3.1 施工準(zhǔn)備

3.1.1 現(xiàn)場圍護

考慮本工程屬于危險性高空作業(yè)項目，現(xiàn)場于南側(cè)1層施工區(qū)域下方搭設(shè)單排安全防護欄桿，立桿采用φ48 mm×3.2 mm鋼管，間距1 500 mm，高度1.3 m，采用膨脹螺栓與樓板固定，每根立桿加裝斜撐并焊接牢固；欄桿安裝范圍沿南立面1層施工區(qū)域下方周邊通長搭設(shè)。

3.1.2 測量放線

場地清理后，在屋頂擬安裝檐口單元范圍采用全站儀放出平面布置軸線以及結(jié)構(gòu)中線于鋼結(jié)構(gòu)梁頂上。步驟如下：

1）確定建筑檐口結(jié)構(gòu)控制軸線。經(jīng)現(xiàn)場勘察，結(jié)構(gòu)軸線已標(biāo)明。確定方法：現(xiàn)場采用全站儀，以現(xiàn)場東西塔樓的建筑裝飾面線作為參照，復(fù)核81 m標(biāo)高各鋼結(jié)構(gòu)位置，確定東西橫向軸線和南北縱向軸線。

2）確定施工具體位置。根據(jù)設(shè)計平面圖，復(fù)核81 m標(biāo)高以上檐口結(jié)構(gòu)位置，參照東西塔樓已完成裝飾面線和標(biāo)高，最終確定本項目裝飾檐口的進出位置和標(biāo)高。在81 m標(biāo)高鋼結(jié)構(gòu)梁頂現(xiàn)場標(biāo)示每榀檐口裝飾單元中線和分格點位。

3）檐口單元四角點位校核。用全站儀以結(jié)構(gòu)縱向軸線和每榀檐口裝飾單元中心點位為基準(zhǔn)，沿縱向軸線用鋼尺對稱設(shè)置前后位置線，垂直縱向軸線用鋼尺對稱設(shè)置左右位置線。校核現(xiàn)場定出每榀裝飾單元四角點位。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)安裝車制作安裝

3.2.1 鋼結(jié)構(gòu)安裝車制作

檐口裝飾部分附在鋼結(jié)構(gòu)懸挑部位，其結(jié)構(gòu)探出屋面露臺外側(cè)5.65 m。由于現(xiàn)場無法搭設(shè)安裝腳手架，采用鋼型材制作吊裝用鋼結(jié)構(gòu)安裝車，放置在81 m標(biāo)高鋼結(jié)構(gòu)梁頂上，進行裝飾檐口單元的提升和平移。

鋼結(jié)構(gòu)安裝車主體擬采用H400 mm×150 mm×8 mm×13 mm型鋼制作，軸線尺寸為8.4 m×5.65 m，下設(shè)8組滾輪。其中4組電動滾輪負責(zé)沿東西方向移動。

安裝車頂設(shè)置2根規(guī)格為H200 mm×100 mm×6 mm的鋼通梁，間距3 m，作為檐口單元提升的吊梁。

吊梁上設(shè)置6個2 t手拉倒鏈，負責(zé)檐口單元的提升。手拉倒鏈下端設(shè)置2根鋼梁，負責(zé)和檐口單元桁架的連接。如圖2、圖3所示。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)安裝車示意

圖3 鋼結(jié)構(gòu)安裝車安裝示意

3.2.2 鋼結(jié)構(gòu)安裝車安裝

安裝車結(jié)構(gòu)按照拆分構(gòu)件圖在地面分段制作，制作完成的分段構(gòu)件吊至81 m標(biāo)高鋼結(jié)構(gòu)梁頂部進行拼裝，拼裝完成后安裝橫向及縱向移動的手動絞盤絞索，操作手動絞盤進行安裝車橫向及縱向試運行，安裝車試運行后，安裝2 t電動倒鏈和桁架單元吊裝轉(zhuǎn)換梁。

3.3 單元鋼桁架制作和單元鋁板安裝

3.3.1 鋼桁架制作

在擬安裝部位后端屋面上進行單元桁架拼裝。具體施工步驟如下：

1）鋼型材運至現(xiàn)場后，采用塔吊運至屋面指定位置，分散放置在屋面。

2）加工組在屋面現(xiàn)場加工檐口單元單片鋼桁架。

3）按照施工順序，拼裝組在擬安裝位置女兒墻后端進行桁架單元拼裝（圖4）。

圖4 鋼桁架拼裝示意

4）拼裝完成后在鋼桁架上安裝吊裝轉(zhuǎn)換梁和臨時腳手板。檢查無誤后，起吊至距地面1.5 m高。

3.3.2 檐口單元飾面鋁板安裝

1）按照設(shè)計圖紙編號挑選飾面鋁板。

2）現(xiàn)場進行飾面鋁板安裝。

3）鋁板安裝完成后，進行鋁板拼裝縫打膠作業(yè)。

4）所有作業(yè)完成后，進行檐口單元安裝前檢查。

3.4 檐口單元安裝

在進行檐口單元成品檢查及吊裝準(zhǔn)備工作后，方可進行本段檐口單元安裝。

安裝前，將檐口單元安裝范圍做前期施工區(qū)預(yù)處理，按照前期設(shè)置單元鋁單板裝飾輪廓線，對應(yīng)擬安裝主體鋼梁上的連接件位置，準(zhǔn)確標(biāo)示在單元桁架梁上，在西塔樓上架設(shè)全站儀，東塔樓上標(biāo)示平行于東西塔樓飾面板面線的位置點，用于安裝位置控制。

本次檐口單元構(gòu)件長度為6.7 m，高度為3.6 m，共17榀，每榀質(zhì)量為（含鋁板及施工人員）4 715 kg，擬采用現(xiàn)場安裝車垂直起吊，縱向水平移至安裝位置。

按照檐口單元安裝順序，對擬安裝檐口單元的軸線和進出位置進行復(fù)核，調(diào)整無誤后進行單元安裝，組裝區(qū)域位于屋面東西兩端屋面外延伸區(qū)域。

第1步：同時啟動4部2 t電動倒鏈，進行第1次提升，提升高度保證桁架底部高于女兒墻頂200 mm。

第2步：啟動吊裝小車向中間移動，遇到軸線位置挑梁時，用輔助吊裝帶進行倒運，保證桁架能跨過挑梁。

第3步：進行第2次提升，同時啟動4部電動葫蘆，把桁架提升至指定高度。

第4步：采用吊裝小車的微調(diào)功能，調(diào)節(jié)桁架的前后、左右、上下位置，最后進行焊接固定，所有連接件焊接完成后，將吊裝車移走，進行下一單元安裝。

3.5 主要起吊設(shè)備的選用

檐口單元分段起吊質(zhì)量最大為4 715 kg，設(shè)6個吊點。為確保吊裝安全，擬采用6個2 t的電動倒鏈，確保同步進行提升作業(yè)。

提升計算過程如下：

1）提升重力為49 kN，提升高度5.3 m。提升按6個吊點計算，每個吊點提升質(zhì)量2 t，共計6×2 t＝12 t。選用滬工HS-VN2手拉葫蘆，其起重量為2 000 kg，運行試驗載荷為294 kN，滿載手鏈拉力360 N，試驗載荷總和為1 764 kN；提升安全系數(shù)為6，實際安全系數(shù)為1 764/49＝36＞6。

2）提升吊質(zhì)量為4 715 kg，起吊設(shè)備提升能力6×2 000 kg＝12 000 kg，滿足要求。

3）安裝車滾輪的選用。前面計算單榀檐口單元控制質(zhì)量5 000 kg，安裝車質(zhì)量2 436 kg，按3 000 kg計。安裝總質(zhì)量為8 000 kg，安裝車采用4點支撐，滑動擬采用4個成品行車端梁。

4）電動葫蘆的選用。共4部電動葫蘆承擔(dān)3 t質(zhì)量，因此電動葫蘆選用2 t承載力即可，選用型號為DHS2。為保證安裝車行走安全，在主體鋼結(jié)構(gòu)梁上鋪裝軌道，采用80 mm×60 mm×4 mm方管焊接到主體鋼結(jié)構(gòu)上。

4 結(jié)語

該施工技術(shù)的應(yīng)用，使屋面鋁板幕墻施工效率更高，有效地解決了大懸挑屋面鋁板幕墻施工過程中施工慢、施工困難的問題。本技術(shù)對于該類型的結(jié)構(gòu)施工具有廣泛的適用性，為今后類似工程的設(shè)計、施工提供了經(jīng)驗。