屋面幕墙钢结构的组合式玻璃幕墙板块吊装施工技术

苏海波

（中交四航局珠海工程有限公司，广东 珠海 519000）

1 工程概况

中交集团南方总部大楼总高度195.8m，采用了外立面幕墙形式，整体构成较为复杂，于屋面层下部设置框架式幕墙，同时在其上部设置单元式幕墙，在屋面安装稳定性良好的幕墙钢结构（见图1）。幕墙系统首层为点玻幕墙；3#、4#核心筒6～33层以及东塔5层为框架幕墙；东西塔2～40层、上下连体南北立面为单元式幕墙。上下连体下吊顶铝板，首层核心筒部分为石材幕墙。

图1 中交集团南方总部大楼

2 施工难点及方案比选

基于本工程需求，幕墙吊装体量相对较大，采用的是塔式起重机吊装的方式，在屋面安装吊装系统。虽然此方式理论上可行，但存在施工效率低下、成本过高的局限性，且在施工中易对其他工程造成不良影响。对此，本工程使用了屋面幕墙钢结构，可发挥出支撑构件的效果，适配了综合吊装体系，覆盖至垂直（水平）运输、吊篮等多个子系统，彼此之间协作，有效完成组合式玻璃幕墙施工作业。关于本次吊装系统的设置方案，具体如图2所示。

图2 吊装体系

3 吊装体系设计

3.1 设计原则

合理设置吊装体系，需与工程规范相符，兼顾质量、效率、安全等多方面因素，确保受力验算的合理性。

3.2 设计思路

设置屋面玻璃幕墙钢结构，是尤为关键的承重构件，在其上方设置环形轨道等各个与吊装有关的子系统，在电动卷扬机辅助下有效吊起玻璃幕墙并使其转移置环形轨道上，随后在行走式电动葫芦的辅助下，沿着既有的环形轨道最终转移至指定区域。考虑到框架式幕墙的基本特点，借助高空吊篮并通过人工作业的方式有效安装。具体流程为：（1）在电动卷扬机的牵引作用下，沿着导向定滑轮实现对玻璃幕墙的垂直运输作业；（2）顺着环形轨道，通过行走式电动葫芦的牵引，可实现对玻璃幕墙的水平运输作业；（3）在吊篮系统的支持下，做好各细部的安装作业。

4 施工技术要点

4.1 施工流程

分别安装如下结构：屋面幕墙钢结构→悬臂支架→环形轨道及其配件→吊篮系统→电动卷扬机，随后试吊装，无误后即可进入到正式安装环节。

4.2 技术要点

4.2.1 安装屋面幕墙钢结构

在塔式起重吊机的辅助下，顺利完成屋面幕墙钢结构的吊装作业，安装顺序尤为讲究，具体为：钢立柱（250mm×150mm×10mm）→斜拉杆（规格与前述相同）→横向钢梁（150mm×150mm×8mm），通过焊接的方式处理钢立柱与斜拉杆，使其与幕墙基础预埋件有效连接起来，并在钢柱之间增设2道横向钢梁，以达到固定的效果[1]。考虑到幕墙高度不足的基本状况，需对钢立柱适当加高，使其能够与环形轨道吊装配合使用。经过加高处理后的钢结构，应再次检验受力状况。

4.2.2 安装悬挑支臂

悬挑支臂采用的是I22a工字钢，长度均为3m，参考幕墙钢立柱之间的距离，要求支臂间距与之相同，且要设置在钢立柱顶部，在钢垫板的辅助下调节标高。需要在悬挑支臂内外侧分别增设抗倾覆斜拉杆（100mm×100mm×5mm）以及卸压杆（规格与前述一致），通过焊接的方式将杆件一端有效固定于悬挑支臂上，余下的一端则稳固焊接于钢立柱，要求悬挑支臂具有足够的稳定性。

4.2.3 安装环形轨道及配套设备

以工字钢为基础材料，彼此连接并形成环形轨道，利用螺栓与悬挑支臂下翼缘连接成稳固的整体，经处理后使得下翼缘足够光滑，不可出现卡车轮现象。关于可行走式电动葫芦，需将其牢固安装于环形轨道上。

4.2.4 安装吊篮系统

安装吊篮系统的具体内容如下：

1）吊篮支架横臂：采用大方钢与小方钢（各1条）的组合方式，彼此之间通过螺栓连接。

2）稳固吊篮支架横臂：通过抱箍的方式，将其固定在悬挑支臂上，其中大方钢为前挑臂，剩下的小方钢则作为后臂。需将槽钢与栓头螺杆套好，在此基础上将悬挑支臂置入预先设置的U形抱箍内，再完成上部槽钢的安装作业，利用双螺帽做进一步稳固处理，螺栓端部预留适当距离，以2～3个帽距为宜。

3）旗杆位置调整：需要合理调节旗杆的位置，以满足吊篮运行需求；需设置攀绳组件，单独设置工作钢丝绳与安全钢丝绳，各自通过绕挂的方式置于支架上，且均使用3个绳夹提升其稳固性。

4.2.5 安装电动卷扬机及缆风绳

准确划定幕墙的吊装区域，在该处增设电动卷扬机，确保所用钢丝绳可与吊装环节的受力需求相符，在卷扬机的下方安装1个二次防护钢筋笼，将其稳固置于屋面结构上，不可对原有的屋面结构造成不良影响。关于卷扬机导向滑轮的设置，应固定在悬挑支臂上。为确保幕墙吊装过程中不出现明显波动，需在卷扬机的两侧分别设置1根缆风绳，将其上端连接于悬挑支臂上，随后将下端与首层地面稳固连接起来。在夹起玻璃幕墙时，缆风绳相对松弛；此后，在板块起吊过程中，缆风绳则相对紧绷。

4.2.6 试吊装

接通电源，分析电机运转方向，将其与控制按钮方向对比，随后展开无荷载试验、静载试验与动载试验，分析线路连接状态，判定各机构的运行状况。

4.2.7 正式安装

正式安装玻璃幕墙分3个步骤，具体内容有：

1）起吊玻璃幕墙。将工程所需玻璃幕墙板块运输至指定起吊区域，并与玻璃幕墙连接。

2）换钩。通过垂直吊装的方式将玻璃幕墙转移至与环形轨道相距1m的下方区域，随即暂停作业，并换钩。

3）安装玻璃幕墙。在上述基础上，合理调节玻璃幕墙高度，要求超出安装位置200mm[2]，在电动葫芦的辅助下完成安装作业。关于框架式幕墙，需要将板块吊运到特定的施工楼层，通过人工作业的方式安装各个细部。

4.2.8 拆除吊装设备及防护外架

结束玻璃幕墙的安装作业后，可在吊篮的辅助下将环形轨道等辅助性工具拆除，电动卷扬机缓慢下放至地面，随后拆除吊篮支架，将加高部分的钢立柱切除。做好上述工作后拆除屋面卷扬机，利用建筑电梯转移至地面。

4.3 安装质量控制

幕墙、门窗等部件的安装作业应严格遵循设计图纸展开，需达到垂直、转角水平的效果，且各个相邻部件均要完全对中。做好组件的锚固工作，针对与砖石接触的部分采取防护措施。

幕墙工程存在一定范围的外露金属表面，该部分应足够平直；各组件之间构成平面，不出现歪扭等不良问题。在幕墙安装过程中，不可采取切割措施，否则会对幕墙的整体刚度造成影响，无法保障幕墙使用性能。合理设置滴水线、排气孔等，需设在不显眼的区域。

合理设置排水设施，确保幕墙框架内的积水可以有效排至外界，且要避免位移与噪声现象。所用到的钢扣件需镀锌并刷涂防锈漆，值得注意的是其他钢材的处理，除镀锌外还需刷涂2层底漆。受焊接作业的影响，将会出现焊口，该处需刷涂2层防锈底料。

锚固构件可提升玻璃幕墙的密闭性，有效抵御外界风雨。在施工图纸中对接缝宽度做出明确说明，需遵循具体方案执行，其余均采用线状接口连接的方式，增强构件的不透性，符合工程提出的不透风雨要求。

5 结语

本文以高层建筑为背景，针对玻璃幕墙施工中所用到的吊装技术展开探讨，创建了幕墙吊装系统，涉及垂直（水平）运输系统、吊篮系统等多个部分，在彼此协同下可高效完成组合式玻璃幕墙的安装作业，整个施工环境足够安全，效率优良且成本得到有效控制，具有一定的参考价值。