大跨度自平衡式拉鎖幕墻吊裝技術(shù)

1、大跨度自平衡式拉鎖幕墻吊裝技術(shù)尹剛 鄧孝璐 汪洋 （ 中建三局集團(tuán)有限公司，福建 廈門 ）【摘 要】 為安全快捷安裝大跨度自平衡式拉鎖幕墻，本文針對東南國際航運(yùn)中心總部大廈項(xiàng)目B座，就其大跨度自平衡式拉鎖幕墻吊裝難點(diǎn)進(jìn)行分析，總結(jié)了卷揚(yáng)機(jī)、滑輪及吊籃的組合的吊裝施工技術(shù)?！娟P(guān)鍵詞】 大跨度自平衡式拉鎖幕墻 卷揚(yáng)機(jī) 定滑輪 吊籃 Lifting technology of large - span self - balanced zipper curtain wall ( China Construction Third Engineering Bureau Ltd, Fujian Xiamen

2、 )【Abstract】 This paper analyzes the difficulties of the large-span self-balanced zipper curtain wall, and sums up the lifting of the hoisting machine, the pulley and the hoisting basket, in order to install the large span self-balanced zipper curtain wall safely and quickly. Construction Technology

3、.【Key Word】Large - span self - balanced zipper curtain wall Hoist Fixed pulley Hanging basket 1、工程概況東南國際航運(yùn)中心總部大廈位于廈門市海滄區(qū)海滄大道，總建筑面積約65萬m2，總用地面積10.5hm2。建筑的造型如同泛起的海浪，形成山與海的對話意向，為我國第四個國際性航運(yùn)中心。工程包括A,B,E,F 4棟塔樓，其結(jié)構(gòu)形式為外框鋼框架+鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，且建筑周圍采用大量懸挑鋼結(jié)構(gòu)挑檐（見圖1）。圖1 建筑效果事宜其B座北立面為大跨度自平衡式拉索幕墻，一至七層為直面幕墻，七層以上立面幕墻每層向室

4、外偏移760mm，傾斜最外點(diǎn)距離最內(nèi)點(diǎn)將近13m。拉鎖幕墻高度71.1m，面積約為1440，最大跨度為25.2m（見圖2）。圖2、B座及其大跨度自平衡式拉鎖幕墻效果圖2、大跨度自平衡式拉鎖幕墻處結(jié)構(gòu)概況此大跨度自平衡式拉索幕墻施工部位特殊，處于B座兩個子塔樓之間，兩子塔樓從首層16層左右分離，首層間距為20m，逐層遞減，16層間距減為12m，至17層梁子塔樓通過桁架樓承板連接，兩子塔樓室內(nèi)1-16層為大堂，首層大堂深度約68m，16層深度約為13m。1-16層大堂外立面為此大跨度自平衡式拉鎖幕墻，室內(nèi)外部分均無主體結(jié)構(gòu)（見圖3），且每層幕墻逐層向外傾斜。a 兩子塔樓北側(cè)結(jié)構(gòu)外立面b 兩子塔樓室

5、內(nèi)大堂結(jié)構(gòu)圖3 B座北側(cè)大跨度自平衡拉鎖幕墻處結(jié)構(gòu)圖3、大跨度自平衡式拉鎖幕墻設(shè)計(jì)概況材料設(shè)計(jì)：玻璃面板采用明框鋁合金型材固定，玻璃立面分格為4.4mx1.5m,2.8mx1.5m，3.4mx1.5m，1.4mx1.5m，玻璃配置為8mm(半鋼化超白）+1.52pvb+8mm(半鋼化超白）雙銀low-e+12A+8mm(鋼化超白）,玻璃最大板塊重量為440公斤。水平倒掛玻璃分格為0.76mx1.5m，玻璃配置為6mm(半鋼化超白）+1.14pvb+6mm(半鋼化超白）雙銀low-e+12A+6mm(鋼化超白）。構(gòu)造設(shè)計(jì)：從兩側(cè)子塔樓主體結(jié)構(gòu)上懸挑出牛腿用于固定支撐結(jié)構(gòu)，水平向承風(fēng)壓結(jié)構(gòu)采用自平

6、衡魚腹式拉索桁架，豎向承重結(jié)構(gòu)為拉索張弦梁支撐結(jié)構(gòu)。拉索張弦梁與拉索自平衡桁架通過豎向鋼方通龍骨連為一體，以限制豎向承重結(jié)構(gòu)和水平向承風(fēng)壓結(jié)構(gòu)繞自身中心軸旋轉(zhuǎn)（見圖4）。圖4 拉索張弦梁與自平衡桁架組合的支撐結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)：拉索張弦梁支撐結(jié)構(gòu)的跨度為18m，矢高為2.6m，矢跨比為1/7，上弦梁采用300mmX150mmX12mm的矩形鋼梁，下弦采用30不銹鋼拉索，最大桁架重量約為4.5噸。拉索自平衡桁架跨度為16.9m，矢高為3.4m，矢跨比為1/10，拉索自平衡桁架以245X14mm的鋼管為主梁，撐桿截面為89X8無縫鋼管，撐桿兩端通過34不銹鋼拉索給撐桿以壓力從而增強(qiáng)主梁的剛度，最大桁

7、架重量約為4.5噸。沿幕墻剖面斜向布置22不銹鋼拉索，做為水平拉索自平衡桁架的穩(wěn)定索及豎向保險(xiǎn)索。3、施工難點(diǎn)分析（1）普通吊裝無法滿足要求因幕墻是由下至上逐步向室外傾斜的呈階梯狀造型（見圖5），故無法在結(jié)構(gòu)臨邊架設(shè)吊籃；且因幕墻71.1m高度，25.2m的最大跨度以及傾斜面進(jìn)出位相差13m，若采用腳手架吊裝措施，則腳手架寬度至少24m、進(jìn)出位方向?qū)挾?5m、高度70m，此架體的危險(xiǎn)性高，安全穩(wěn)定性不能滿足施工要求。此外從拉鎖與鋼骨架節(jié)點(diǎn)大樣圖（見圖6）知不銹鋼拉索及鋼骨架同步從下自上進(jìn)行安裝，且必須要起重設(shè)備予以配合且需同時吊裝，但在密集的腳手架中，同時吊裝不銹鋼拉索及鋼骨架是難以實(shí)現(xiàn)的。圖

8、5 大跨度自平衡拉鎖幕墻立面形式圖6 拉索及鋼骨架節(jié)點(diǎn)大樣圖（2）安裝難度大因幕墻安裝處室內(nèi)外均無主體結(jié)構(gòu)，僅在兩側(cè)為子塔樓結(jié)構(gòu)。而根據(jù)幕墻相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，其拉索張弦梁、自平衡桁架及玻璃均較重；且因幕墻所處的特殊結(jié)構(gòu)位置及自身特殊結(jié)構(gòu)構(gòu)造，使得拉索張弦梁與自平衡桁架組合的典型支撐結(jié)構(gòu)其安裝精度必須高質(zhì)量要求，加至施工進(jìn)度要求，決定了拉索張弦梁與自平衡桁架組合的典型支撐結(jié)構(gòu)必須在地面拼裝且需同步吊裝，這就要求必須選擇一種滿足施工動力的起吊裝置，而幕墻所處的特殊結(jié)構(gòu)位置其周圍場地?zé)o法滿足汽車吊等大型的吊裝裝置。（3）吊點(diǎn)選取難度大根據(jù)此拉鎖幕墻的自身構(gòu)造特點(diǎn)，7層以上逐層外挑，加之拉鎖幕墻所處位置無

9、結(jié)構(gòu)，使得即使選取滿足各構(gòu)件吊裝動力的卷揚(yáng)機(jī)，確依然無法選取用于配合卷揚(yáng)機(jī)吊裝的定滑輪固定的吊點(diǎn)。5、吊裝技術(shù)（1）吊裝方式此拉鎖幕墻吊裝包括牛腿吊裝，拉索張弦梁支撐結(jié)構(gòu)和水平拉索自平衡桁架吊裝、幕墻吊裝。根據(jù)本工程拉鎖幕墻所處結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，無法采用普通腳手架和汽車吊的吊裝方式，故采用以卷揚(yáng)機(jī)為構(gòu)件吊裝動力設(shè)備，以施工吊籃為構(gòu)件安裝人員作業(yè)設(shè)備的組合吊裝方式。（2）施工現(xiàn)場總平面布置在兩核心筒間一層幕墻所在位置設(shè)置一處臨時加工場地，占地面積約400平米，主要布置材料堆放區(qū)、拉索張弦梁與自平衡桁架拼裝的操作平臺的材料加工區(qū)以及兩臺用于牛腿吊裝和拉索張弦梁、自平衡桁架及玻璃幕墻吊裝的卷揚(yáng)機(jī)。具體布置如

10、圖7所示。圖7 施工現(xiàn)場平面布置圖（3）吊點(diǎn)布置因7層以上逐層外挑750mm，故各構(gòu)件安裝需按從上至下的順序逐層安裝。1）卷揚(yáng)機(jī)定滑輪吊點(diǎn)布置：首先在17層結(jié)構(gòu)梁上安裝卷揚(yáng)機(jī)定滑輪吊點(diǎn)，完成此層牛腿和拉索張弦梁與自平衡桁架組合結(jié)構(gòu)吊裝，16層各構(gòu)件安裝時利用17拉索張弦梁作為卷揚(yáng)機(jī)定滑輪吊點(diǎn)的附著結(jié)構(gòu)，完成16層各構(gòu)件安裝，如此類推利用上層安裝完成的拉索張弦梁提供各層構(gòu)件吊裝的卷揚(yáng)機(jī)吊點(diǎn)附著并完成各構(gòu)件的吊裝。2）施工吊籃吊點(diǎn)布置：利用牛腿安裝處結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在7-16層各層牛腿安裝位置上層的懸挑鋼梁上布置施工吊籃（1-6層可用7層吊籃吊點(diǎn)即可），用于牛腿安裝、拉索張弦梁和自平衡桁架安裝時作業(yè)人

11、員施工。幕墻施工時利用已安裝完成的拉索張弦梁作為施工吊籃的掛點(diǎn)。圖8 17層卷揚(yáng)機(jī)和施工吊籃吊點(diǎn)圖（3）吊裝施工1）牛腿吊裝：卷揚(yáng)機(jī)將牛腿吊裝至制定位置，作業(yè)人員通過結(jié)構(gòu)懸挑鋼梁提供吊點(diǎn)的吊籃進(jìn)行牛腿焊接施工（見圖9）；a 牛腿平面布置圖b 牛腿安裝示意圖c 牛腿安裝圖圖9 牛腿安裝2）拉索張弦梁與自平衡桁架組合的典型支撐結(jié)構(gòu)同步吊裝：從上至下，通過卷揚(yáng)機(jī)與17層設(shè)置的兩個定滑輪吊裝組合支撐結(jié)構(gòu)，構(gòu)件吊點(diǎn)設(shè)置在拉索張弦梁兩端1/4位置處，上層組合支撐結(jié)構(gòu)安裝完成后，在其拉索張弦梁上設(shè)置兩個定滑輪作為下層組合支撐結(jié)構(gòu)吊裝時的定滑輪構(gòu)件。圖10 拉索張弦梁與自平衡桁架組合安裝圖3）幕墻玻璃吊裝：幕

12、墻玻璃通過卷揚(yáng)機(jī)及張弦梁上的定滑輪組成玻璃起吊方式，借助張弦梁安裝玻璃施工吊籃，完成玻璃幕墻吊裝（見圖11）。圖11 吊籃與卷揚(yáng)機(jī)組合的幕墻玻璃吊裝示意6、吊裝受力分析1）牛腿吊裝吊點(diǎn)受力分析為了工程的安全性，在對滑輪固定位置進(jìn)行計(jì)算分析?；喒潭ㄔ趹姨翡摻Y(jié)構(gòu)上，為了減少懸挑支撐結(jié)構(gòu)變形，在每層支撐結(jié)構(gòu)上可增加連接件，將懸挑結(jié)構(gòu)連接到上一層主梁上。吊點(diǎn)按照30考慮，其受力均滿足要求（見圖12）：a 懸挑鋼梁的應(yīng)力和撓度計(jì)算圖b 結(jié)構(gòu)反力計(jì)算圖圖12 懸挑鋼梁受力分析圖2）拉索張弦梁與自平衡桁架吊點(diǎn)受力分析張弦梁與自平衡桁架吊裝采用雙吊點(diǎn)，吊點(diǎn)在整個桁架的四分之一處，經(jīng)過計(jì)算張弦梁與自平衡桁架吊

13、裝時在自重作用下?lián)隙茸冃畏謩e為9.973mm和1.651mm。鋼梁在彈性變化范圍內(nèi)，完全滿足要求（見圖13）。a 拉索張弦梁受力分析圖b 自平衡桁架受力分析圖圖13 拉索張弦梁與自平衡桁架受力分析圖3）吊籃受力分析選用ZLP630的電動吊籃，根據(jù)現(xiàn)場施工的實(shí)際需要，限制使用載荷為500kg。選擇吊籃掛點(diǎn)設(shè)置在鋼梁中間最不利位置計(jì)算，其受力滿足要求（見圖14）。a 鋼梁應(yīng)力云圖b 吊籃方鋼應(yīng)力云圖圖14 吊籃受力分析圖5.總 結(jié)本文介紹了東南國際航運(yùn)中心總部大廈項(xiàng)目B座特殊結(jié)構(gòu)位置處的大跨度自平衡式拉鎖幕墻的牛腿、自平衡桁架、張弦桁架桁架及幕墻玻璃的吊裝方法，通過受力分析，總結(jié)出此類大跨度自平衡式拉鎖幕墻的吊裝技術(shù)。參考文獻(xiàn)1 蔣鳳昌,蘇軍,費(fèi)振華,周凌 HYPERLINK t _blank 拉索結(jié)構(gòu)點(diǎn)支式玻璃幕墻的施工技術(shù)J. 施工技術(shù). 2003(06) 2 萬亞君 HYPERLINK