大截面陶棍整體吊裝施工技術(shù)初探

文／李家宏、陽貴平、金濤 中鐵廣州工程局集團深圳工程有限公司 廣東深圳 518106

引言：

新建廣州市鐵路綜合交通客運樞紐建設(shè)運營管理中心項目，建筑幕墻創(chuàng)新性選擇大截面陶棍用于外立面裝飾遮陽，將嶺南建筑特色鑊耳墻和鐵軌截面形狀完美結(jié)合，設(shè)計陶棍通高3900毫米，截面250＊250毫米，由四段長度為921毫米的陶棍組拼安裝在外立面的H型鋼支撐架上，單段重量約50公斤，陶棍與支撐架間安裝間隙約20-30毫米，存在陶棍硬脆性吊運易損壞、自重大導(dǎo)致安裝固定困難、安裝間隙小而無法一次吊裝到位、多段大截面拼接質(zhì)量難保證等技術(shù)難題，施工難度較大。

圖1

1、施工準備

1.1 技術(shù)準備

組織吊裝作業(yè)研討，編制大截面陶棍整體吊裝專項方案，明確吊裝作業(yè)工序、流程、成品保護措施、安全質(zhì)量保證措施，進行方案交底、技術(shù)交底。

對插芯方管進行受力驗算、專用吊具受力復(fù)核驗算，進行樣板安裝試驗，驗證方案的可行性。轉(zhuǎn)角等特殊部位，結(jié)合書面交底進行現(xiàn)場技術(shù)交底，創(chuàng)新采用BIM施工模擬交底。

1.2 材料準備

按照現(xiàn)場施工順序，對陶棍進行分色編碼，分批組織材料進場，進行開箱驗收，確保材料色澤均勻、無磕碰損壞。

1.3 機械準備

在待安裝陶棍的主體結(jié)構(gòu)屋面安裝施工吊籃，在屋面安裝卷揚機和專用吊具，在相應(yīng)位置地面安裝剪叉式登高作業(yè)平臺，并進行吊運機具的驗收。

采用的專用吊具，鋼絲繩額定拉力5KN，鋼絲繩額定速度17.5m/min，在工作時應(yīng)安裝輔助支架，在支架下部支撐框架上應(yīng)配置3KN以上的重物，起吊重量為1.5KN的陶棍，每三根陶棍使用一個吊位。（圖2）

圖2 專用吊具現(xiàn)場安裝后圖

2、支撐體系安裝

2.1 支撐體系安裝流程

結(jié)合內(nèi)側(cè)玻璃幕墻與外側(cè)陶棍幕墻的定位關(guān)系，提前完成內(nèi)側(cè)玻璃幕墻的裝施工。

立柱放線→預(yù)埋件校核或后置預(yù)埋件安裝檢測→樓層連接件安裝→縱向工字鋼橫梁安裝校核驗收。

2.2 支撐體系安裝

根據(jù)內(nèi)側(cè)玻璃幕墻豎向主龍骨定位，進行立柱放線，復(fù)核預(yù)埋件定位，偏位無法滿足要求的進行后置預(yù)埋件安裝及檢測，然后進行樓層連接件安裝，用塔吊或汽車吊進行通長的縱向工字鋼橫梁吊裝，校正滿足要求后將工字鋼橫梁與連接件焊接連接。一般位置對進出位校正，轉(zhuǎn)角處應(yīng)進行左右位、進出位校正。縱向工字鋼橫梁接長也采用焊接方式，要求安裝標高偏差不大于2mm，軸線前后偏差不大于2mm，左右偏差不大于2mm，同時注意誤差不得積累。（圖3）

圖3 大截面陶棍連接件安裝圖

3、陶棍拼裝

3.1 插芯方管加工

根據(jù)陶棍組拼長度需要，加工相應(yīng)長度的插芯方管（截面尺寸100mm×50mm×5mm），插芯方管一端采用封頭鋼板封閉并在外表面進行防腐處理。在陶棍拼縫兩端50mm中心位置，用專用鉆頭攻牙直徑10mm圓孔，位置誤差不應(yīng)超過2mm。選用的插芯方管在后置內(nèi)腔兩側(cè)應(yīng)留用10mm以上的調(diào)整間隙，便于調(diào)整陶棍順直平整。

3.2 封頭鋼板加工

采用300mm×300mm×8mm預(yù)埋鋼板加工陶棍封頭鋼板，鋼板形狀與陶棍截面尺寸相同，并在背面處另設(shè)有150mm×100mm的矩形定位鋼板，鋼板上有兩道20mm長的長條形螺栓孔，以便于吊裝就位進行調(diào)平固定。與插芯方管焊接前，在封頭鋼板后端空腔位置中心放樣出插芯方管焊接位置，位置應(yīng)向上預(yù)留出陶棍外壁厚度，確保陶棍順利插芯串接。（圖4-圖5）

圖4 陶棍插芯方管加工

圖5 封頭鋼板焊接、防腐

3.3 陶棍插芯串接

按深化設(shè)計將3～4根陶棍為一組，以施工圖要求的固定間距安裝在插芯方管上（穿糖葫蘆式做法，方管的一端預(yù)先焊接封頭鋼板），調(diào)整陶棍的平整度和垂直度后用螺栓固定在插芯方管上，隨后用封頭鋼板封閉另一端插芯方管。

組拼后在陶棍外表面采用3mm珍珠棉全覆蓋包裝以確保不發(fā)生磕碰等輕微撞擊造成陶棍表面的損壞。（圖6-圖7）

圖6 陶棍拼裝結(jié)構(gòu)示意

圖7 大截面陶棍插芯串接、固定

4、整體吊裝

4.1 附著吊架制作

根據(jù)大截面陶棍尺寸，制作對應(yīng)的附著吊架。采用4根80×60×4mm鍍鋅方管焊接制作成外形與陶棍外截面相近的架體，且在端部設(shè)置陶棍鋼板托架形成專用陶棍附著吊架，在附著吊架與陶棍相接觸的外表面全部粘貼10mm厚的硬質(zhì)膠墊。（圖8）

圖8 專用附著吊架

4.2 “拼、吊、拉”整體吊裝

將按要求拼裝好的成組陶棍放置在專用附著吊架上，采用吊帶綁扎牢固，利用專用吊具上的鋼絲繩牽引試吊起500mm高，確認安全后，在地面安裝人員牽引下，卷揚機吊鉤將陶棍吊至需要安裝的外墻支撐體系相應(yīng)位置，人工橫拉進入陶棍安裝位置，然后微微下調(diào)吊具，使陶棍上下端封頭板對準安裝部位。陶棍底部封頭鋼板在橫梁上站立受力后，等陶棍穩(wěn)定，松開附著吊架，使吊架從底部滑出，測量調(diào)平后固定陶棍。

陶棍吊裝的2組安裝人員（一組2人）從主體內(nèi)部到支撐體系上，分別在陶棍安裝層和上層進行陶棍安裝，安裝前必須穿戴安全帶，安全扣扣緊在支撐體系上。安裝過程中應(yīng)制作450mm寬金屬防護架襯墊于陶棍幕墻一側(cè)，以防發(fā)生安裝意外損壞已經(jīng)安裝的陶棍幕墻及鋁板幕墻成品。（圖9-圖10）

圖9 整支陶棍整體吊裝

圖10 陶棍就位并松開吊架

4.3 封頭鋼板調(diào)平固定

在陶棍安裝周邊架設(shè)2臺全站儀，三維定位調(diào)整整支陶棍的垂直度和順直度。側(cè)面儀器放樣對照陶棍外邊緣，正面儀器放樣對準陶棍側(cè)邊緣，支撐架上的操作人員根據(jù)指揮，調(diào)節(jié)上下兩側(cè)封頭鋼板位置，對準連接件上預(yù)留的螺栓孔，采用不銹鋼螺栓將陶棍固定于支撐體系的工字梁牛腿上。調(diào)平固定前應(yīng)先對準陶棍底部安裝位置，再根據(jù)相鄰節(jié)與相鄰層陶棍位置，調(diào)整頂部陶棍安裝順直，確保整支陶棍平整順直，陶棍安裝標高偏差不應(yīng)大于3mm，水平偏差不應(yīng)大于3mm，垂直度偏差不應(yīng)超過2mm，相鄰層陶棍線性偏差不應(yīng)超過3mm。（圖11-圖12）

圖11 陶棍上下封頭鋼板調(diào)平固定

圖12 大截面陶棍安裝效果

5、安全質(zhì)量環(huán)保措施

5.1 質(zhì)量措施

精準放線定位，確保預(yù)埋件、連接件、縱向工字鋼橫梁定位準確，對其標高、中心線復(fù)核驗收，確保陶棍安裝支撐體系的定位、分格準確。

插芯方管螺栓孔攻牙時，嚴格按標準選用鉆頭，使用電動絲刀代替手動絲刀緊固螺釘。

陶棍外觀應(yīng)順直、美觀，接縫處平整光滑、寬度均勻，寬度與設(shè)計值的偏差不應(yīng)大于2mm。陶棍上下端的間隙應(yīng)符合設(shè)計要求，硬質(zhì)膠墊應(yīng)比陶棍截面尺寸偏大，后續(xù)用專用美工刀進行修整，密封膠應(yīng)灌注均勻、密實、連續(xù)。

在外墻支撐架與大截面陶棍安裝調(diào)整完后，應(yīng)對所有的螺栓進行緊固，并按照圖紙要求采取不可拆的永久放松，對關(guān)鍵連接點進行焊接，避免出現(xiàn)可調(diào)尺寸內(nèi)松動的情況。

整支大截面陶棍安裝驗收合格后方可進行下一支陶棍吊裝工作。

5.2 安全措施

新安裝或經(jīng)拆檢后安裝的電動葫蘆、卷揚機，首先應(yīng)進行空車試運轉(zhuǎn)數(shù)次。

陶棍屬于硬脆材料，吊裝或水平運輸過程中對陶棍材料應(yīng)輕起輕落，避免碰撞或與硬物摩擦；吊裝前應(yīng)仔細檢查包裝的牢固性。

陶棍起吊前應(yīng)檢查設(shè)備的機械部分，鋼絲繩、吊鉤、限位器等應(yīng)完好，檢查電器部分應(yīng)無漏電，接地裝置應(yīng)良好。

每天開工前檢查吊裝設(shè)備的安全裝置，巡視計劃作業(yè)場地，檢查陶棍與插芯、吊具連接是否牢靠。

天氣環(huán)境惡劣時（如大風(fēng)、大霧、大雨等）禁止陶棍吊裝施工，施工過程中現(xiàn)場須有專人對天氣環(huán)境進行監(jiān)控，遇不良條件時及時停止作業(yè)。

吊籃使用時，載荷應(yīng)控制均勻，嚴禁超載。上籃人員必須系好安全帶，當(dāng)?shù)趸@上下運行及停在空中作業(yè)時，作業(yè)人員必須將安全帶扣在自鎖器上，自鎖器扣在保險繩上。

5.3 環(huán)保措施

保證陶棍幕墻所使用的材料都是綠色環(huán)保材料，周轉(zhuǎn)類的可回收利用。

垃圾實行分類管理，將可回收的材料運至指定地點（如陶棍、鋼材、螺栓等），現(xiàn)場垃圾定時拉出現(xiàn)場，確保現(xiàn)場整齊場地清潔。

施工中的陶棍應(yīng)采用適當(dāng)?shù)拇胧?mm珍珠棉全覆蓋包裝）加以保護，防止發(fā)生碰撞、污染、變形、變色等現(xiàn)象。

陶棍安裝完后，應(yīng)從上到下用中性清潔劑對陶板表面進行清洗，清潔劑清洗后應(yīng)及時用清水沖洗干凈。

結(jié)語：

針對大截面陶棍吊裝難題，采用插芯串接、分段整體組拼、“拼、吊、拉”整體吊裝方法，將多段大截面陶棍組拼成整支陶棍裝飾件，采用專用附著吊架，將整支陶棍吊至安裝位置，結(jié)合預(yù)留間隙20-30mm實際，采用橫拉進入安裝部位，通過上下端封頭鋼板進行調(diào)平和固定，有效提高了陶棍安裝效率和安全性，較好地解決了大截面陶棍安裝空間受限、陶棍硬脆易損壞、安裝難度大、施工安全要求高等難點，取得良好效果，為同類工程施工提供了一種借鑒和參考。