超大长细比“垂帘”型幕墙施工精度控制技术研究

发表时间:2020/4/7   来源:《基层建设》2019年第32期   作者:蔡伟 王庆洲
[导读] 摘要:内蒙古革命历史博物馆建设项目位于内蒙古呼和浩特市赛罕区机场路南辅路以南,如意河万通路以东。
        中国建筑第八工程局有限公司  内蒙古呼和浩特市  010010
        摘要:内蒙古革命历史博物馆建设项目位于内蒙古呼和浩特市赛罕区机场路南辅路以南,如意河万通路以东。地上五层无地下室,总建筑面积137636㎡。一区和三区为桩基+混凝土框架结构,二区为桩基础+钢结构。本工法所涉及施工内容主要集中在一三区两侧及二区北侧圆弧段幕墙钢构部分。施工范围跨度大,构件多。应用此工法可大幅减少操作脚手架搭设量,有效节约施工成本。
        关键词:“垂帘”幕墙;超大长细比;施工精度
        一、工法特点
        本工法将传统立面构件由上至下的安装思路进行变通,改为由上至下。如此一来将原本先行搭设的脚手架变为最后搭设,并体现出如下优点:
        1、安全方面
        众所周知,脚手架安全事故一旦发生即为群死群伤事件。危险性高,安全风险大。此工法减少脚手架设立时间将从源头降低安全风险。
        2、经济方面
        本工程东西向跨度大,南北向纵深深。悬挑部位为高支模架体,搭设体量大、难度大、耗时大。此工法可有效减少架体设立时间,从源头减少人工费用及架体租赁费用。
        二、适用范围
        本工法适用于所有大型公共类建筑工程。
        三、工艺原理
        本工法因挂柱构件长细比大且双层反吊施工难度大故需利用操作脚手架配合汽车吊进行吊装。因挂柱重量大,故吊装时将挂柱分段由下至上进行对接。对接时要求测量人员全程跟踪测量垂直度,避免挂柱与双层反吊桁架连接时出现偏差。
        四、施工工艺流程及操作要点
        4.1工艺流程
        一三区双层反吊桁架下挂超高长细比幕墙挂柱施工工法工艺流程见下:
        利用25吨汽车吊吊装下半部分幕墙立柱→搭设操作脚手架操作平台→利用操作平台及50吨汽车吊吊运杆件,将埋件、吊杆依次安装→顶部拆除一部分脚手架至合适标高再用50吨汽车吊吊装下挂桁架片→继续拆除脚手架至合适标高利用50吨汽车吊安装第三段立柱及弧形杆件。
        二区双层反吊桁架下挂超高长细比幕墙挂柱施工工法工艺流程见下:
        门厅钢结构和幕墙立柱支托桁架安装→安装幕墙立柱横吊梁→依次吊装幕墙立柱→吊装悬挑梁、桁架间的连系桁架、连系梁→吊装下挂造型桁架片
        4.2操作要点
        4.2.1一三区工法操作要点
        幕墙钢结构顶部下挂桁架利用高支模脚手架平台,然后采用50吨汽车吊吊装,下部幕墙立柱安装时将脚手架拆除,采用汽车吊直接吊装。
        (1)利用25吨汽车吊吊装下半部分幕墙立柱,立柱对接位置在楼层内搭设临时站人钢管脚手架,施工人员在脚手架上进行对接作业。
        第一步:吊装幕墙立柱
        (2)利用幕墙搭设的脚手架,采用50吨汽车吊吊运杆件,将埋件、吊杆依次安装。
        第二步:利用脚手架及汽车吊安装埋件及吊杆
        (3)将脚手架继续拆除一部分,至合适标高,采用50吨汽车吊吊装下挂桁架片。
        第三步:安装下挂桁架片
        (4)将模板脚手架继续往下拆除至合适标高,采用50吨汽车吊吊装第三段立柱及弧形杆件,完成于下面两段立柱的对接。
        第四步:安装第三段立柱及弧形杆件
        4.2.2一三区工法施工机械选用
        根据钢结构现场安装思路,主要选用130吨汽车吊、50吨汽车吊作为一、三区钢结构的吊装机械。
        幕墙最大钢构件重量小于2吨,最大吊装半径小于20米,50吨汽车吊选用主臂长度42.7米,吊装半径20米时,额定起重量3.9吨>2吨,额定起吊高度38.12米>36米,满足要求。
        单根最大圆形装饰柱重约23吨,分段重量约12吨,吊装半径约12米,130吨汽车吊选用主臂长度48米,吊装半径12米时,额定起重量19吨>12吨,满足要求。
        其余构件均较小,130吨汽车吊主臂长度48米工况,均可以满足要求。
        4.2.3二区工法操作要点
        二区幕墙钢结构与主结构关系密切,根据各组成部分的结构特点,幕墙钢结构与主结构同步进行,安装顺序与主结构合理穿插配合。
        二区幕墙钢结构采用260吨汽车吊、130T汽车吊吊装,安装顺序如下:
        (1)门厅钢结构和幕墙立柱支托桁架安装
        门厅钢结构和幕墙立柱支托与主结构首层楼面钢结构平面位置重叠,与首层楼面钢结构同步安装,由内部向外依次吊装。
        第一步:安装门厅及幕墙立柱(绿色)
        (2)安装幕墙立柱横吊梁
        第二步:安装门厅及幕墙立柱(粉色)
        (3)依次吊装幕墙立柱
        第三步:依次安装幕墙立柱(红色)
        (4)吊装悬挑梁、桁架间的连系桁架、连系梁,为下挂造型桁架片安装创造条件。
        第四步:安装悬挑梁及联系桁架(粉色)
        (5)吊装下挂造型桁架片
        第五步:安装下挂造型桁架片(蓝色)
        4.2.4二区工法施工机械选用
        根据钢结构现场安装思路,主要选用260汽车吊、130吨汽车吊作为本工程钢结构的吊装机械。
        单根最大幕墙立柱重约14吨,吊装半径约17米,260吨汽车吊选用主臂长度44.9米,吊装半径18米时,额定起重量20吨>14吨,满足吊装要求。
        单根最大圆形装饰柱重约23吨,吊装半径约12米,260吨汽车吊选用主臂长度44.9米,吊装半径12米时,额定起重量26.9吨>23吨,满足要求。
        其余构件采用130吨汽车吊均可以满足要求。
        二区南立面玻璃幕墙钢构件拟采用现有的6#塔吊进行吊装作业。
        4.2.5二区施工区域划分
        由于二区北立面玻璃幕墙钢结构体量较大(约占整个玻璃幕墙工程量的85%),结合结构布置的特点及现场垂直吊装机械布置图,为便于现场充分利用工作面开展施工作业活动,拟划分为2-1、2-2、2-3三个施工分区。
       
        五、经济效益
        按照传统施工方法为保证反吊与挂柱在同一垂线上,需从上向下进行施工。先安装反吊双层桁架,再分段安装挂柱。由此即需先搭设满堂操作脚手架,将双层反吊桁架施工完成后按照挂柱长度依次拆除脚手架至合适标高进行分段吊装。按照主体施工期间高支模架体搭设经验计算一三区操作架人工费加架体租赁费约为40万(按照租赁一月计算)。二区如采用传统操作脚手架施工按照经验人工费加架体租赁费约60万(按照租赁一月计算)。采用本工法,人工费不变但架体租赁时间由一月变更为半月。可节约架体租赁费用约35万元并可缩短施工时间15天。有效节约工期。
        本工程为两级政府重点关注项目,也是自治区重点项目,社会意义重大。工程体量大工期紧,采用本工法可有效节约施工时间,提升整体形象。
        六、应用实例
        双层反吊桁架下挂超高长细比幕墙挂柱施工工法已在内蒙古革命历史博物馆建设项目成功应用。应用前进行专家论证并根据专家意见进行优化。在应用过程中不断根据现场实际情况微调施工方法,确保施工安全及质量。
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