超大空間幕墻及吊頂滑移胎架綜合施工技術(shù)

宋修平 羅建鵬 羅后旗 陳新喜 張雙龍 羅 松 韓淼兵

1. 中國(guó)建筑第八工程局有限公司總承包公司 上海 201204；2. 中國(guó)建筑股份有限公司阿爾及利亞公司 北京 100125

1 項(xiàng)目介紹

阿爾及利亞首都阿爾及爾機(jī)場(chǎng)新航站樓（圖1）項(xiàng)目位于阿爾及爾布邁丁國(guó)際機(jī)場(chǎng)西側(cè)，地中海之畔。占地面積650 000 m2，建筑面積200 000 m2，含有新航站樓和能源中心2個(gè)單體。新航站樓年旅客吞吐量為1 000萬(wàn)人次，具備國(guó)際民航協(xié)會(huì)A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2 幕墻介紹

阿爾及爾機(jī)場(chǎng)新航站樓外立面采用明框框架幕墻，面積約40 000 m2；外懸挑吊頂采用鋁制波紋板飾面，面積約10 500 m2。

其中航站樓北立面玻璃幕墻為相同的9個(gè)區(qū)，每區(qū)長(zhǎng)36 m，高度18.5～24.8 m，為向外傾斜5°的傾斜面；航站樓北立面懸挑也為9個(gè)區(qū)，每區(qū)雨篷為雙向弧面鋁制波紋板飾面吊頂，最大懸挑尺寸16.8 m（圖2）。

圖2 北立面效果圖

3 施工方案可行性分析

3.1 腳手架方案

本項(xiàng)目北立面玻璃幕墻和懸挑波紋板吊頂?shù)氖┕ぞ哂懈叨雀摺姨艨缍却蟆⑹┕っ鎻?fù)雜等特點(diǎn)，按傳統(tǒng)的搭設(shè)滿堂腳手架方案需搭設(shè)123 000 m3（約1 700 t架管和230 000個(gè)扣件），架體量大面廣、施工難度大、搭設(shè)過(guò)程危險(xiǎn)性高，加之本地專業(yè)架子工勞動(dòng)力資源緊缺，無(wú)法滿足項(xiàng)目工期要求，因此需要尋找一種省時(shí)、省錢、省力的新方案，既可進(jìn)行玻璃幕墻的安裝，又可進(jìn)行大懸挑波紋板吊頂?shù)陌惭b。

3.2 滑移胎架方案

由于北側(cè)立面及懸挑雨篷為相同的9個(gè)區(qū)，經(jīng)項(xiàng)目組內(nèi)部研究，提出先安裝一個(gè)區(qū)域范圍的架體，采用滑移方式滑到下一區(qū)域的方案。該方案不需要重復(fù)搭拆腳手架，可節(jié)省大量的時(shí)間。幕墻開(kāi)始正式施工時(shí)，也恰好是屋面鋼結(jié)構(gòu)大面施工完畢時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)拆卸后有大量的措施胎架、拼裝胎架型鋼、纜風(fēng)鋼絲繩等材料，因此，決定采用鋼結(jié)構(gòu)胎架制作滑移架體[1-2]。

4 滑移系統(tǒng)組成

滑移架由上部鋼結(jié)構(gòu)架體和下部滑移系統(tǒng)2個(gè)部分組成。上部鋼結(jié)構(gòu)架體是利用支撐屋面鋼結(jié)構(gòu)的措施胎架（底節(jié)、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、頂節(jié)）、拼裝胎架的型鋼和纜風(fēng)鋼絲繩通過(guò)焊接和螺栓連接而成的鋼結(jié)構(gòu)架體（圖3）。

圖3 上部鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

下部滑移系統(tǒng)由鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁、50 kg/m鋼軌、滑移端梁設(shè)備（端梁梁體、行車輪、電機(jī)、減速機(jī)、電氣箱）組成。上部鋼結(jié)構(gòu)架體底部與滑移端梁設(shè)備的梁體焊接連接，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑移端梁設(shè)備的行車輪使整個(gè)架體在軌道上移動(dòng)（圖4）。

圖4 下部滑移系統(tǒng)

5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

5.1 施工工藝流程

場(chǎng)地平整→測(cè)量放線→基槽開(kāi)挖→施工軌道基礎(chǔ)→鋪設(shè)鋼軌→安裝滑移端梁和底節(jié)→底座系統(tǒng)調(diào)試和試滑→安裝鋼結(jié)構(gòu)胎架及平臺(tái)→搭設(shè)腳手架→整體架體調(diào)試和試滑→驗(yàn)收合格→滑移胎架投入使用

5.2 場(chǎng)地平整

場(chǎng)地平整采用挖掘機(jī)，將滑移范圍內(nèi)的場(chǎng)地平整到基礎(chǔ)頂標(biāo)高，將多余的土外運(yùn)，向集水井方向設(shè)置0.2%排水坡度。

5.3 測(cè)量放線

基礎(chǔ)測(cè)量放線采用全站儀，從項(xiàng)目測(cè)量網(wǎng)點(diǎn)引出，放線完成后復(fù)測(cè)一次。

5.4 基槽開(kāi)挖

基槽開(kāi)挖寬度0.8 m、深度0.6 m，且土質(zhì)較好，采用不放坡垂直開(kāi)挖方式。

5.5 施工軌道基礎(chǔ)

滑移架基礎(chǔ)采用2道0.8 m（寬）×0.5 m（高）×346.4 m（長(zhǎng)）現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁。

5.6 鋪設(shè)鋼軌

軌道采用50 kg/m鋼軌，鋼軌兩側(cè)采用φ25 mm水平短鋼筋卡緊，水平短鋼筋卡緊鋼軌后與預(yù)埋在基礎(chǔ)中的φ25 mm插筋焊接固定（圖5）。

5.7 安裝滑移端梁和底節(jié)

安裝滑移端梁設(shè)備底座時(shí)，2個(gè)軌道上行車輪的中心線間距是防止架體移動(dòng)過(guò)程中行車輪脫軌的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，應(yīng)嚴(yán)格控制其精度。采用全站儀測(cè)量放線確定行車輪邊緣線，并采用鋼絲線標(biāo)記，在滑移端梁兩端各設(shè)置1個(gè)5 t手動(dòng)葫蘆用以調(diào)整2個(gè)軌道上行車輪的中心線間距，調(diào)整滿足要求并檢查合格后將連接底盤的鋼梁焊接牢固，形成一個(gè)整體的底座系統(tǒng)（圖6）。

圖5 鋪設(shè)軌道

圖6 底座系統(tǒng)

5.8 底座系統(tǒng)調(diào)試及試滑

底座系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，將8個(gè)滑移端梁上的電機(jī)接入同一個(gè)電氣箱，將滑移端梁上電機(jī)一側(cè)的行車輪支撐起來(lái)使行車輪和軌道脫離1 cm，接入電源，調(diào)整接入電機(jī)三相線中的任意2根，使8個(gè)電機(jī)朝同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)后，取掉支撐使行車輪落到軌道上，滑動(dòng)整個(gè)底座系統(tǒng)。

5.9 安裝鋼結(jié)構(gòu)胎架及平臺(tái)

滑移架體采用2排4榀由鋼結(jié)構(gòu)胎架組成的格構(gòu)柱（共8個(gè)），格構(gòu)柱橫向距離10.84 m，縱向間距12 m，3跨共36 m。格構(gòu)柱底座采用HEA200和φ48 mm×3 mm腳手管相互焊接而成的剛性底座系統(tǒng)，格構(gòu)柱頂層采用由HEA200、HEA160型鋼焊接而成的頂層平臺(tái)，格構(gòu)柱之間采用φ18 mm鋼絲繩交叉設(shè)置形成支撐，提高架體的抗側(cè)剛度。

玻璃幕墻側(cè)為滿足玻璃幕墻安裝要求將立面分成4層，地上3層從格構(gòu)柱用HEA160、HEA200型鋼設(shè)置懸挑三角架（圖7）。

5.10 搭設(shè)腳手架

為安裝玻璃，在懸挑三角架上搭設(shè)步距1.7 m（共3步）、橫距1.5 m、縱距2 m的雙排腳手架（圖8），地面層采用移動(dòng)腳手架。為滿足懸挑吊頂?shù)陌惭b，在格構(gòu)柱頂層平臺(tái)上搭設(shè)腳手架。

圖7 鋼結(jié)構(gòu)胎架和平臺(tái)

圖8 幕墻側(cè)雙排腳手架

5.11 整體架體調(diào)試和試滑

鋼結(jié)構(gòu)胎架安裝完成后，平臺(tái)梁全部焊接完成，驗(yàn)收通過(guò)后方可進(jìn)行試滑。滑移時(shí)每個(gè)端梁設(shè)備處設(shè)1個(gè)人觀察電機(jī)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，行車輪是否出軌，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)停止滑移。

5.12 滑移胎架使用

本項(xiàng)目使用2套滑移架進(jìn)行玻璃幕墻的安裝，安裝順序由北立面兩端向中間滑移。安裝玻璃幕墻頂層僅需搭設(shè)2排腳手架，待一個(gè)區(qū)內(nèi)玻璃幕墻安裝完成后，拆除頂層2排腳手架，滑至下個(gè)區(qū)繼續(xù)使用。

安裝波紋板吊頂也是采用由北立面兩端向中間滑移的施工順序。待玻璃幕墻安裝完成后，將2套滑移架分別滑移至兩端，將頂層腳手架全部搭設(shè)至要求的高度，安裝完成一個(gè)區(qū)的吊頂后僅需拆除內(nèi)側(cè)幾排影響滑移的腳手架，即可滑至下個(gè)區(qū)繼續(xù)使用[3-4]。

6 施工特點(diǎn)

6.1 移動(dòng)速度快

滑移架安裝完成，結(jié)束一個(gè)區(qū)域的玻璃幕墻和吊頂施工后，僅需拆除頂部少量腳手架，15 min即可滑移至下一區(qū)域進(jìn)行施工。

6.2 措施成本低

架體采用鋼結(jié)構(gòu)措施胎架、廢舊的措施型鋼和鋼絲繩，屬臨時(shí)措施二次周轉(zhuǎn)使用，租賃成本低，且滑移架一次安裝完成，并可滑移至其他區(qū)域，與滿堂腳手架相比無(wú)需大量的腳手架搭拆工作及租賃費(fèi)用，施工措施費(fèi)用大大降低。

6.3 施工工期短

滑移架方案無(wú)需大量腳手架的搭拆工作，一次安裝完成后即可投入使用，有效地縮短了工期。

6.4 施工安排靈活

滑移架可以快速滑到任何區(qū)域進(jìn)行施工，可以先進(jìn)行玻璃幕墻大面封閉，再進(jìn)行吊頂封閉工作，也可以進(jìn)行后續(xù)的修補(bǔ)工作。與滿堂腳手架需要全部完成一個(gè)區(qū)域的所有工作后方可拆除相比，采用滑移架可以使施工安排更加靈活。

6.5 同步滑移

滑移胎架由8套滑移端梁設(shè)備提供動(dòng)力進(jìn)行同步滑移，每套滑移端梁設(shè)備上裝有一個(gè)同型號(hào)的電機(jī)和同速率的減速機(jī)，8個(gè)電機(jī)接入同一電氣箱，由該電氣箱操控實(shí)現(xiàn)同步進(jìn)退。

7 效益分析

7.1 縮短工期

搭拆滿堂腳手架工作需7個(gè)月，若使用滑移架方案省去腳手架搭拆工作，則僅需4個(gè)月，節(jié)約3個(gè)月工期。

7.2 降低措施費(fèi)用

搭設(shè)滿堂腳手架方案的腳手架租賃、搭設(shè)和拆除費(fèi)用約890萬(wàn)元；滑移架方案的架體材料租賃、滑移系統(tǒng)購(gòu)買、滑移架制作安裝和拆除費(fèi)用約180萬(wàn)元，節(jié)省措施費(fèi)用710萬(wàn)元。

7.3 節(jié)省勞動(dòng)力資源

搭設(shè)滿堂腳手架方案的腳手架搭拆需架子工40人，工作6個(gè)月；滑移架方案的架體制作和安裝需工人15人，工作40 d，節(jié)約勞動(dòng)力資源約6 600個(gè)人工日。

8 結(jié)語(yǔ)

本文重點(diǎn)介紹阿爾及爾新航站樓項(xiàng)目超大空間幕墻及吊頂滑移胎架施工技術(shù)，得出以下結(jié)論：

1）本項(xiàng)目玻璃幕墻和懸挑波紋板吊頂?shù)氖┕ぞ哂懈叨雀摺姨艨缍却蟆⑹┕っ鎻?fù)雜等特點(diǎn)，使用滑移胎架技術(shù)解決了搭設(shè)滿堂腳手架方案架體量大面廣、施工難度大、搭設(shè)過(guò)程危險(xiǎn)性高、資源緊缺、項(xiàng)目工期長(zhǎng)等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了便于項(xiàng)目施工的目的。

2）本項(xiàng)目玻璃幕墻和懸挑波紋板吊頂通過(guò)此項(xiàng)技術(shù)措施，在滿堂架方案基礎(chǔ)上節(jié)省工期3個(gè)月，節(jié)省措施費(fèi)710萬(wàn)元，節(jié)省勞動(dòng)力資源6 600個(gè)人工日。