大截面陶棍整体吊装施工技术初探

文／李家宏、阳贵平、金涛 中铁广州工程局集团深圳工程有限公司 广东深圳 518106

引言：

新建广州市铁路综合交通客运枢纽建设运营管理中心项目，建筑幕墙创新性选择大截面陶棍用于外立面装饰遮阳，将岭南建筑特色镬耳墙和铁轨截面形状完美结合，设计陶棍通高3900毫米，截面250＊250毫米，由四段长度为921毫米的陶棍组拼安装在外立面的H型钢支撑架上，单段重量约50公斤，陶棍与支撑架间安装间隙约20-30毫米，存在陶棍硬脆性吊运易损坏、自重大导致安装固定困难、安装间隙小而无法一次吊装到位、多段大截面拼接质量难保证等技术难题，施工难度较大。

图1

1、施工准备

1.1 技术准备

组织吊装作业研讨，编制大截面陶棍整体吊装专项方案，明确吊装作业工序、流程、成品保护措施、安全质量保证措施，进行方案交底、技术交底。

对插芯方管进行受力验算、专用吊具受力复核验算，进行样板安装试验，验证方案的可行性。转角等特殊部位，结合书面交底进行现场技术交底，创新采用BIM施工模拟交底。

1.2 材料准备

按照现场施工顺序，对陶棍进行分色编码，分批组织材料进场，进行开箱验收，确保材料色泽均匀、无磕碰损坏。

1.3 机械准备

在待安装陶棍的主体结构屋面安装施工吊篮，在屋面安装卷扬机和专用吊具，在相应位置地面安装剪叉式登高作业平台，并进行吊运机具的验收。

采用的专用吊具，钢丝绳额定拉力5KN，钢丝绳额定速度17.5m/min，在工作时应安装辅助支架，在支架下部支撑框架上应配置3KN以上的重物，起吊重量为1.5KN的陶棍，每三根陶棍使用一个吊位。（图2）

图2 专用吊具现场安装后图

2、支撑体系安装

2.1 支撑体系安装流程

结合内侧玻璃幕墙与外侧陶棍幕墙的定位关系，提前完成内侧玻璃幕墙的装施工。

立柱放线→预埋件校核或后置预埋件安装检测→楼层连接件安装→纵向工字钢横梁安装校核验收。

2.2 支撑体系安装

根据内侧玻璃幕墙竖向主龙骨定位，进行立柱放线，复核预埋件定位，偏位无法满足要求的进行后置预埋件安装及检测，然后进行楼层连接件安装，用塔吊或汽车吊进行通长的纵向工字钢横梁吊装，校正满足要求后将工字钢横梁与连接件焊接连接。一般位置对进出位校正，转角处应进行左右位、进出位校正。纵向工字钢横梁接长也采用焊接方式，要求安装标高偏差不大于2mm，轴线前后偏差不大于2mm，左右偏差不大于2mm，同时注意误差不得积累。（图3）

图3 大截面陶棍连接件安装图

3、陶棍拼装

3.1 插芯方管加工

根据陶棍组拼长度需要，加工相应长度的插芯方管（截面尺寸100mm×50mm×5mm），插芯方管一端采用封头钢板封闭并在外表面进行防腐处理。在陶棍拼缝两端50mm中心位置，用专用钻头攻牙直径10mm圆孔，位置误差不应超过2mm。选用的插芯方管在后置内腔两侧应留用10mm以上的调整间隙，便于调整陶棍顺直平整。

3.2 封头钢板加工

采用300mm×300mm×8mm预埋钢板加工陶棍封头钢板，钢板形状与陶棍截面尺寸相同，并在背面处另设有150mm×100mm的矩形定位钢板，钢板上有两道20mm长的长条形螺栓孔，以便于吊装就位进行调平固定。与插芯方管焊接前，在封头钢板后端空腔位置中心放样出插芯方管焊接位置，位置应向上预留出陶棍外壁厚度，确保陶棍顺利插芯串接。（图4-图5）

图4 陶棍插芯方管加工

图5 封头钢板焊接、防腐

3.3 陶棍插芯串接

按深化设计将3～4根陶棍为一组，以施工图要求的固定间距安装在插芯方管上（穿糖葫芦式做法，方管的一端预先焊接封头钢板），调整陶棍的平整度和垂直度后用螺栓固定在插芯方管上，随后用封头钢板封闭另一端插芯方管。

组拼后在陶棍外表面采用3mm珍珠棉全覆盖包装以确保不发生磕碰等轻微撞击造成陶棍表面的损坏。（图6-图7）

图6 陶棍拼装结构示意

图7 大截面陶棍插芯串接、固定

4、整体吊装

4.1 附着吊架制作

根据大截面陶棍尺寸，制作对应的附着吊架。采用4根80×60×4mm镀锌方管焊接制作成外形与陶棍外截面相近的架体，且在端部设置陶棍钢板托架形成专用陶棍附着吊架，在附着吊架与陶棍相接触的外表面全部粘贴10mm厚的硬质胶垫。（图8）

图8 专用附着吊架

4.2 “拼、吊、拉”整体吊装

将按要求拼装好的成组陶棍放置在专用附着吊架上，采用吊带绑扎牢固，利用专用吊具上的钢丝绳牵引试吊起500mm高，确认安全后，在地面安装人员牵引下，卷扬机吊钩将陶棍吊至需要安装的外墙支撑体系相应位置，人工横拉进入陶棍安装位置，然后微微下调吊具，使陶棍上下端封头板对准安装部位。陶棍底部封头钢板在横梁上站立受力后，等陶棍稳定，松开附着吊架，使吊架从底部滑出，测量调平后固定陶棍。

陶棍吊装的2组安装人员（一组2人）从主体内部到支撑体系上，分别在陶棍安装层和上层进行陶棍安装，安装前必须穿戴安全带，安全扣扣紧在支撑体系上。安装过程中应制作450mm宽金属防护架衬垫于陶棍幕墙一侧，以防发生安装意外损坏已经安装的陶棍幕墙及铝板幕墙成品。（图9-图10）

图9 整支陶棍整体吊装

图10 陶棍就位并松开吊架

4.3 封头钢板调平固定

在陶棍安装周边架设2台全站仪，三维定位调整整支陶棍的垂直度和顺直度。侧面仪器放样对照陶棍外边缘，正面仪器放样对准陶棍侧边缘，支撑架上的操作人员根据指挥，调节上下两侧封头钢板位置，对准连接件上预留的螺栓孔，采用不锈钢螺栓将陶棍固定于支撑体系的工字梁牛腿上。调平固定前应先对准陶棍底部安装位置，再根据相邻节与相邻层陶棍位置，调整顶部陶棍安装顺直，确保整支陶棍平整顺直，陶棍安装标高偏差不应大于3mm，水平偏差不应大于3mm，垂直度偏差不应超过2mm，相邻层陶棍线性偏差不应超过3mm。（图11-图12）

图11 陶棍上下封头钢板调平固定

图12 大截面陶棍安装效果

5、安全质量环保措施

5.1 质量措施

精准放线定位，确保预埋件、连接件、纵向工字钢横梁定位准确，对其标高、中心线复核验收，确保陶棍安装支撑体系的定位、分格准确。

插芯方管螺栓孔攻牙时，严格按标准选用钻头，使用电动丝刀代替手动丝刀紧固螺钉。

陶棍外观应顺直、美观，接缝处平整光滑、宽度均匀，宽度与设计值的偏差不应大于2mm。陶棍上下端的间隙应符合设计要求，硬质胶垫应比陶棍截面尺寸偏大，后续用专用美工刀进行修整，密封胶应灌注均匀、密实、连续。

在外墙支撑架与大截面陶棍安装调整完后，应对所有的螺栓进行紧固，并按照图纸要求采取不可拆的永久放松，对关键连接点进行焊接，避免出现可调尺寸内松动的情况。

整支大截面陶棍安装验收合格后方可进行下一支陶棍吊装工作。

5.2 安全措施

新安装或经拆检后安装的电动葫芦、卷扬机，首先应进行空车试运转数次。

陶棍属于硬脆材料，吊装或水平运输过程中对陶棍材料应轻起轻落，避免碰撞或与硬物摩擦；吊装前应仔细检查包装的牢固性。

陶棍起吊前应检查设备的机械部分，钢丝绳、吊钩、限位器等应完好，检查电器部分应无漏电，接地装置应良好。

每天开工前检查吊装设备的安全装置，巡视计划作业场地，检查陶棍与插芯、吊具连接是否牢靠。

天气环境恶劣时（如大风、大雾、大雨等）禁止陶棍吊装施工，施工过程中现场须有专人对天气环境进行监控，遇不良条件时及时停止作业。

吊篮使用时，载荷应控制均匀，严禁超载。上篮人员必须系好安全带，当吊篮上下运行及停在空中作业时，作业人员必须将安全带扣在自锁器上，自锁器扣在保险绳上。

5.3 环保措施

保证陶棍幕墙所使用的材料都是绿色环保材料，周转类的可回收利用。

垃圾实行分类管理，将可回收的材料运至指定地点（如陶棍、钢材、螺栓等），现场垃圾定时拉出现场，确保现场整齐场地清洁。

施工中的陶棍应采用适当的措施（3mm珍珠棉全覆盖包装）加以保护，防止发生碰撞、污染、变形、变色等现象。

陶棍安装完后，应从上到下用中性清洁剂对陶板表面进行清洗，清洁剂清洗后应及时用清水冲洗干净。

结语：

针对大截面陶棍吊装难题，采用插芯串接、分段整体组拼、“拼、吊、拉”整体吊装方法，将多段大截面陶棍组拼成整支陶棍装饰件，采用专用附着吊架，将整支陶棍吊至安装位置，结合预留间隙20-30mm实际，采用横拉进入安装部位，通过上下端封头钢板进行调平和固定，有效提高了陶棍安装效率和安全性，较好地解决了大截面陶棍安装空间受限、陶棍硬脆易损坏、安装难度大、施工安全要求高等难点，取得良好效果，为同类工程施工提供了一种借鉴和参考。