超高层弧立面单元式玻璃幕墙施工技术研究

超高层弧立面单元式玻璃幕墙施工技术研究

杨勇

杨勇

中铁八局集团建筑工程有限公司四川成都610000

摘要:

介绍超高层建筑——成都中信广场工程，对超大面积弧立面幕墙安装施工。结合施工现场实际情况，针对弧立面幕墙单元支座安装和幕墙单元板块的吊运、安装及整个幕墙工程的进度控制等开展技术攻关。研制了一种环形轨道吊装方案和一种悬挑移动脚手架装置用于超高层弧立面玻璃幕墙安装施工。有效的解决了施工过程中遇到的问题，保障了幕墙安装质量和进度，对安全生产和达到结构优质起到了重要的作用．

关键词:超高层、弧立面、悬挑移动脚手架、环形轨道吊装、进度

1项目概况

1.1、工程概况：

成都新天府国际中心落于天府大道西侧天府二街和萃华路交叉口，北楼办公楼高134.75米，南楼办公楼高99.75米，总建筑面积：134290.1平方米。北楼办公楼30层，典型层高4.1m，南楼办公楼21层，典型层高4.1m；本工程北楼、南楼在宽度方向两侧均沿房屋高度对称收分，收分总宽度分别为4.06m、3.75m，在长度方向一侧沿房屋高度收分，收分总长度分别为12.56m、8.96m。

1.2、幕墙工程概况：

本工程南北塔楼均只有一个面为垂直面，其它三个立面为弧立面。外立面装饰采用单元式隐框玻璃幕墙，预埋件和角码随着主体结构出现收分，从而形成弧立面造型。幕墙面积约27000m2。北楼有隐框玻璃幕墙单元板块3668块，南楼有2422块。单元板块截面尺寸全部通过专业幕墙设计软件进行电脑智能排版和工厂化加工，截面尺寸大多为4.1m*1.5m，单片自重为200KG。

2、国内研究现状及课题攻关意义

2.1、国内研究现状

针对超高层弧立面玻璃幕墙施工，传统的吊运安装方式都是通过塔吊、吊篮或者施工电梯装运至楼层再二次转运至安装点位，施工周期较长；或者采用的是在主体结构上安装纵横向龙骨，然后镶嵌式施工；而本工程采用的是一种新型的环形轨道吊装方式，更加方便快捷，且属于首次应用。

2.2、课题攻关意义

本工程玻璃幕墙工程量大（约27000㎡），施工难度大、工期紧且现场场地狭窄，加上本工程外立面呈现弧形且收分尺寸较大，不适合使用常规的幕墙单元支座吊篮施工和传统的吊装方案，需要设计一种新型单元支座安装操作平台和设计一种新型吊装方案。

3、项目主要研究内容及创新点

3.1、由于本工程南北塔楼结构相对复杂如帆船形状，结构楼板每层均有收分，且总体收分尺寸较大，在局部位置安装单元支座时无法使用吊篮操作，本项目创新设计了“幕墙角码安装施工平台”。

3.2、同时由于塔楼长宽方向沿楼层收分尺寸较大，针对本工程弧立面的特点，板块吊运及安装无法按常规施工，本项目创新设计了一种新型吊装方案——“玻璃幕墙施工吊装系统”。

4、项目关键技术研究内容

4.1、创新设计了“幕墙角码安装施工平台”

本工程由于结构具有一定的特殊性，结构向上逐步向内收缩，长度方向收缩总尺寸为12.56m，宽度方向收缩总尺寸为4.06m，特别是楼层越往上，每层倾斜角越大，收缩尺寸越大，吊篮根本无法操作。

最终通过研究讨论，决定在20层以上的单元板块支座安装时采用创新设计的“幕墙角码安装施工平台”解决弧立面单元板块支座安装难题。

4.1.1、“幕墙角码安装施工平台”外形设计

本工程设计的移动操作平台由悬挑部分，基础脚手架部分和配重部分组成，以Φ48×3.6mm的双钢管作主梁与次梁，钢管之间用扣件连接，操作台面满铺50mm厚木板，铺板与次梁固定，使其不松动。为确保移动脚手架的整体稳定性，在立杆之间设置水平拉杆及剪刀撑。操作平台的周边，按照临边作业的要求设置防护栏杆并配置登高扶梯和防护栏杆。

“幕墙角码安装施工平台”

4.1.2、“幕墙角码安装施工平台”安全性力学验算

最终通过荷载计算、整体操作平台力矩倾覆验算、移动性操作平台安全稳定性验算（强度、刚度）、扣件抗滑力验算、立杆稳定性验算等方面进行验算确保此脚手架能满足施工安全要求。

4.2、创新设计了“玻璃幕墙施工吊装系统”

鉴于本工程场地狭窄且幕墙安装工期紧张，同时有三面均为弧立面，且收分尺寸较大，用普通吊装方式施工不能满足工期要求且施工场地达不到要求。最终创新设计了“玻璃幕墙施工吊装系统”解决弧立面单元板块吊运和安装难题

4.2.1、单轨环形轨道安装图及安装说明

轨道安装图

单轨环形轨道安装说明：

单轨环形轨道吊装设备是按吊装要求悬挑于该层面的结构外围，材料主要由20#工字钢和自行电动葫芦组合而成的单元板专用设备。安装完成后通过专家论证及专项验收后投入使用。吊装速度相比小炮车吊装快，北楼东立面由于弧度和收缩度较大，特采用双轨道交替进行单元板块吊装

4.2.2、吊装工艺简述

①、现场确定好材料起吊点，在地面与屋顶布置2根钢丝绳拉索作为吊装的导向绳。同时在每根导向绳上设置各两个圆环，圆环另一端设置拉钩，便于与玻璃单元体采用卸扣连接固定；

②、制作专门用来吊装本工程单元体的单臂吊，单臂吊卷扬机拟选用2吨规格卷扬机，单臂吊吊架臂杆可拆卸，通过人货梯可转运到其他楼层，操作方便。如下图示

③、当单元板块吊至安装楼层面时，将单元板片调换至单轨环形式吊装设备（电动葫芦）上，由该设备将单元板片进行沿楼层水平面运输到安装部位进行安装。

6、结束语

6.1、创新设计了新型吊装方案——“玻璃幕墙施工吊装系统”，保障了本工程在狭窄场地内单元式隐框玻璃板块的吊装工作，节约工期4个月。

6.2、本施工技术，具有占地面积少、布局合理、效率高等特点。通过对该项目的技术攻关，解决了超高层弧立面单元式玻璃幕墙施工中由于弧立面造成在单元幕墙支座施工时无法采用传统吊篮施工和传统吊装工艺施工周期长的问题，对类似工程具有一定的借鉴和推广意义。