廣州西塔主塔樓屋面玻璃天窗鋼架安裝方案探討

深圳金粵幕墻裝飾工程有限公司 518029

摘要：本文從實際施工的角度分析了廣州西塔主塔樓玻璃天窗鋼架的安裝方案；重點闡述了該玻璃天窗鋼架在安裝過程中的幾個關鍵施工技術及措施（如：分區段施工、鋼絲拉索操作平臺等）；從而為類似幕墻工程的合理設計、制作和安裝提供參考依據。

關鍵詞：天窗幕墻；施工方案；分區段施工；鋼絲拉索平臺

一、工程概況

廣州西塔屋面玻璃天窗位于主塔樓103層，整體造形和西塔中庭鉆石幕墻類似，也呈現出“鉆石面”效果，天窗上表面由許多四棱體可拆卸玻璃板塊組成，每個四棱體板塊的傾斜角度各不相同。下部的支撐鋼架為一個網狀的空間結構，各組成桿件也隨天窗表面造形呈現出不同的傾斜角度。鋼架效果圖如圖（1）所示。

圖（1）鋼架效果圖

鋼架總重約32噸、最大直徑約28米，拱高約2.5米，主受力構件為GL1 300*200*16*16mm箱形梁和GL2 300*150*12*12箱形梁、次受力構件為GL3 150*100*8鋼通。

二、施工流程

現場測量放線、復核——鋼架工廠制作、預拼裝、運輸——鋼架現場地面拼裝——拉索平臺搭設——A區主受力鋼架吊裝——檢查復核、焊接——B區主受力鋼架吊裝——檢查復核、焊接——鋼架次受力桿件安裝、焊接——檢查驗收——防腐涂裝

三、天窗鋼架的安裝思路

因屋面天窗鋼架直徑較大（28米）、重量較重（約32噸），由現場M900D塔吊的性能參數可知，塔吊主臂長45.8米，作業半徑37.5米時，最大吊重28.7噸，無法將鋼架整體起吊。

結合桿件的主次受力情況，本次擬將天窗主受力鋼架劃分為如圖（2）所示的二個區段進行安裝，A區段整體吊裝，B區段桿件單獨起吊，最后再逐根安裝次受力桿件。

圖（2）——鋼架分區圖

四、鋼架的制作、運輸及現場地面拼裝

1、鋼架制作及運輸

因受現場制作條件的限制，同時也為保證屋面天窗鋼構件的加工制作精度，該工程鋼架在工廠制作，預拼裝無誤后，再分解成適合于運輸的構件，加固后用大型運輸車運至工地，由工地按吊裝方案組裝成適合吊裝的區段。

2、A區段現場地面拼裝

1）、A區段地面胎架詳圖，胎架高度1.5m，鋼架起拱高度為1959～2247mm。如圖（3）所示

圖（3）——拼裝胎架節點圖

2）、現場在地面胎架布置完畢，胎架上弦桿布置36a工字鋼，高度為400～600mm，工字鋼上方鋪設20mm鋼板，以便對鋼架標高進行調節。

3）、A區段胎架平面布置，如下圖（4）所示。

圖（4）——A區段胎架平面布置圖

6）、A區段和B區段斷開位節點連接通過在天窗鋼架就位時加裝接頭芯套（長度由設計驗算后確定）。

在安裝B區段桿件時，將接頭芯套按施工進度逐個插入A區段相應桿件內，芯套露出長度約10mm，B區段桿件吊裝就位后，撥出接頭芯套至平分位置，調整好B區段件桿后，即可焊接固定。

五、鋼架吊裝

1、A區段主受力鋼架凈重18噸（塔吊37.5米范圍內、吊重28.7噸），措施重量約1.2噸，滿足吊裝要求，A區段主受力鋼架吊裝就位后，可自成一個穩定體系，減少了臨時固定措施，也有利于后續B區段各桿件及次受力構件的吊裝。

2、A區段地面拼裝完成后，對各個相交點部位按照深化圖紙，測量組進行實物與電腦模擬核對，發現超規范誤差，立即進行修正。

3、同時，測量組還應對天窗鋼架支座實際位置進行復測，并與設計圖紙和鋼架實物進行比對，若發現個別支座位置偏差較大，必要時可對鋼架相應支腿進行修正。

4、預先在A區要整體吊裝箱型梁的下部增設臨時支撐，如下圖（5）所示。

5、本次A區吊裝，共設置3個吊點，吊點布置如下圖（6）所示，在吊點處用鋼絲繩綁扎起吊。

A區段鋼架的在起吊前，還應對外伸六根桿件做適當保護，可在最外端“開口”位焊雙排（兩根）腳手管，以防吊裝時發生偶然碰撞，產生較大變形。

圖（5）——吊裝箱型梁下部支撐節點

圖（6）——A區吊點布置示意圖

6、A區段整體吊裝就位，在鋼架未完全坐實在支座上時，即對A區鋼架進行軸線、標高校正，校正無誤后，塔吊松鉤，使鋼架完全坐實在支座上，隨后將鋼架與支座焊接固定。

7、接著單獨吊裝B區段桿件及各次受力桿件。

吊裝方法：為便于安全吊裝及桿件就位調整，每根桿件（箱型鋼梁）焊2個吊耳，雙面焊接。

B區段各桿件及各次受力桿件吊裝就位后，要實時進行位置校正，無誤后，方可焊接固定。

六、保證措施--拉索安全平臺

圖（7）

圖（8）

因中庭內有總包單位的施工電梯及臨時走道板等諸多設施，我司若用腳手管搭設天窗操作平臺，勢必要占用中庭多個樓層空間，且會過多限制到中庭電梯的使用，為盡量減少空間的占用，本次屋面天窗安裝擬采用鋼絲繩拉索平臺。

拉索平臺可在A區段主受力鋼架安裝前進行搭設。

搭設方法如下：

1）隨總包單位進度，在103層樓面中庭井口邊沿墻體后200～500mm的位置預埋φ20 U形卡環，間距1米，如圖（7）所示。

2）先拉設φ16主受力鋼絲繩，位置如圖（8）中的粗實線所示。

將長度合適的主受力鋼絲繩一端用3個φ16的馬蹄扣固定于預埋的φ20 U形卡環上，另一端用同樣方法連接一個φ20花欄螺絲，將花欄螺絲鉤在對邊對應的預埋U形卡環上。連接完成后，調節花欄螺絲將鋼絲繩稍稍繃直。如圖（9）所示。

圖（9）

3）再用同樣的方法安裝其它φ10次受力鋼絲繩，安裝位置如上圖（8）細黑線所示，次受力鋼絲繩位于主受力鋼絲繩之上。

4）全部鋼絲繩拉結完成后，將井口周邊鋼絲繩交叉點處用馬蹄扣（φ10）鎖定。鎖定位置如圖（8）中的黑點位置。

5）再在鋼絲繩上滿鋪大眼網，并用鐵絲綁扎，再滿鋪20mm厚木板，并用φ2.5鐵絲綁扎，從外向內逐漸向鋪設，邊鋪設邊將鋼絲繩交叉點用φ2.5鐵絲綁扎（圖8中非黑點位），或用馬蹄扣鎖定（圖8中黑點位），直至全部完成。

7）在吊裝完A區段的鋼架并焊接完成后，在圖（8）所示的1、2號點位各拉一條φ16鋼絲繩，拉于A區段鋼架上，以防操作平臺上人后，中心下墜過多。

8）操作平臺的拆除方法同安裝方法相反，逆向操作即可拆除。

拆除時間：屋面天窗玻璃僅剩周邊一圈，天窗鋼架下部內側的收口鋁板已安裝完成后拆除。

在此之前亦可作為安裝天窗玻璃時的防護棚之用。

七、安全注意事項

1、A區段鋼架試吊時，按預先設定各吊點吊裝鋼絲繩的長度，由專業起重工可靠綁扎，并在地面試吊，觀察瞬間變形，確保構件水平起吊。

2、吊裝前，要綁扎纜風繩，以利于鋼架就位安裝。

3、吊裝時，地面上拉警戒線并設專人看護。70層樓面內庭井口周邊同樣設警戒線及專職看護人，并禁止無關人員進入內庭。

4、吊裝應選在無風或微風的時間里進行。

5、鋼架到達屋面時，施工人員應撤至安全地帶，待鋼架在就位點上方約1米高度穩定后，施工人員方可上前在鋼架外側幫扶。

6、在鋪設拉索平臺大眼網、木板及后續施工時，施工人員一定要拉專用安全繩，并將安全帶掛于其上，所用工具應綁防墜繩并系于腰間。

7、小物品、材料等應放在安全的地帶，隨用隨取。

8、在施工過程中，拉索平臺一次上人不超過8個，且應盡量分組均布在平臺之上。

9、工作面附近應放置滅火器，焊接及動火切割時，應設接火斗或防火擋板。

10、其它未盡事宜，按有關國家安全法規、監理、總包及我司相關的規定執行。

八、結束語

廣州西塔屋面玻璃天窗是區別于常見天窗的一種新穎天窗幕墻形式，它既能滿足較好的通透性，又實現了鉆石面的美觀造型，建筑空間亦富有個性，并且擁有較強的藝術感染力。該工程中天窗鋼架的安裝是整個天窗安裝過程中非常關鍵的一環，天窗鋼架質量的好壞直接決定了該天窗能否實現建筑師的意圖、能否保證整個天窗幕墻的質量及使用者的安全。項目部在天窗鋼架施工中采用了分區段施工方法和較新穎的鋼絲拉索安全平臺措施，為高空中鉆石天窗的完美實現提供了非常有利的保障，并為整個工程的如期完工創造了條件。