集成式環軌吊裝平臺的研究與應用

韓俊雨， 鮑冠男， 魏 鑫， 李曉宇

（1.中國建筑第八工程局有限公司 華北公司，天津 300450；2.中建深圳裝飾有限公司，廣東 深圳 518003）

隨著經濟快速發展，出現許多高層、超高層建筑，單元式幕墻越來越多應用在超高層建筑。目前單元式幕墻普遍采用的環形軌道吊+硬防護安裝方式是來料后現場制作，其切割、加工、搭設、拆除、倒運過程費時、費力并且安拆過程存在高墜風險，不符合高效、安全的理念和要求。為解決這一問題，在天津平安泰達金融中心工程中設計了一種新型的單元式幕墻吊裝平臺，本文對該平臺加以介紹。

1 工程概況

天津平安泰達金融中心工程場地狹小，周邊環境復雜，車流、人流密集。工程由辦公樓、公寓樓、裙房組成，最大建筑高度313 m，總建筑面積達30.6 萬m2。兩棟塔樓的外圍護結構主要為單元式玻璃幕墻。見圖1。

圖1 工程周邊環境

2 幕墻吊裝常規做法與施工難點

常規幕墻吊裝采用的環軌+硬防護做法是從上下兩層樓內分別挑出一圈工字鋼挑梁，用U 形卡環固定在主體結構上，挑梁前端焊接耳板，斜拉鋼絲繩與上層主體結構相連；上層挑梁設臨邊護欄和水平硬防護，下層挑梁橫向安裝兩道工字鋼軌道，軌道上分別安裝抱軌式行走電葫蘆（電動爬軌器）和電動吊籃[1]。見圖2和圖3。

圖2 環軌+硬防護

圖3 環軌+硬防護安裝流程

超高層建筑在主體結構施工至15～20 層后即可插入幕墻安裝，以縮短整體工期。因此環軌需隨著樓層的建造，每隔一定層數就要倒運、安拆一次，一般每班組需10～12 人，現場加工、零散安裝，非常耗時，嚴重占用幕墻吊裝時間；后續樓層環軌拆除、倒運同樣費時費力；同時，由于臨邊高空作業，不管是作業人員還是環軌構件、螺栓等，在安拆過程中都存在較大的高墜隱患且項目周邊環境復雜、交通繁忙，一旦發生高墜，后果不堪設想。

3 集成式環軌吊裝平臺設計與安裝

為提高施工效率，降低高墜風險，從減少現場工作量、改進安裝方式的角度出發，設計了一種新型的集成式環軌吊裝平臺，將挑梁、軌道、水平硬防護和臨邊護欄四者集為一體，在工廠模塊化預制完成[2]，省去一道挑梁和鋼絲繩。安裝工具采用自制移動式小吊車，布置在吊裝平臺安裝樓層的上方樓層；倒運時，拆除的同時也在安裝，拆、運、裝三過程合一。

3.1 平臺設計

3.1.1 模塊尺寸劃分

根據建筑結構和平面特點，結合上方主體施工時爬架與環軌的最大垂直距離、硬防護保護范圍和幕墻安裝需要，確定懸挑距離為結構邊外3 m，固定端為1.5 m，內側軌道安裝電動爬軌器，距結構邊0.6 m，外側軌道安裝吊籃，距結構邊1.2 m。

模塊尺寸劃分太大不利于運輸和吊裝，太小會增加吊裝次數，不利于提高效率；因此，利用軟件模擬吊裝平臺布置，綜合考慮運輸、吊裝的效率、操作性、安全性以及主體結構柱的位置，以轉角處為起點向兩側延伸，確定模塊尺寸為3 m/塊。見圖4。

圖4 吊裝平臺布置

3.1.2 材料選型

幕墻單元板塊最大自質量1.8 t，吊裝平臺除了要滿足吊重需要外，還應考慮上人、吊籃、電動爬軌器等荷載并保證1 倍的安全余量。通過受力計算，挑梁采用18#工字鋼，軌道采用20A工字鋼。

每個平臺模塊3 道挑梁，間距1.3 m，用14#工字鋼焊接連接；挑梁與軌道通過16 mm 厚鋼板、?16 mm 高強螺栓連接，加雙螺母防松；鋼板開長條孔，方便調節；軌道兩端開?10 mm 圓孔。硬防護采用3 mm 厚花紋鋼板，下方用40 mm×3 mm 鋼方管做檁條，間距300 mm；挑梁與軌道連接處設置可開啟蓋板用于檢修；挑梁前端焊接16 mm 厚耳板，斜拉?22 mm 鋼絲繩；用40 mm×3 mm 鋼方管制作1.2 m 高臨邊護欄，通過M8螺栓固定在提前與挑梁焊接的U 形鋼件上[3]。模塊最大單質量約900 kg。見圖5。

圖5 集成式環軌吊裝平臺

3.1.3 移動式小吊車

移動式小吊車分動力車和配重車兩部分。動力車車身主要采用140 mm×80 mm×6 mm 和120 mm×60 mm×5 mm 的鋼方管焊接而成，車尾部與配重車連接位置采用4 顆M20 mm×100 mm 不銹鋼螺栓，5 t 卷揚機架設在動力車后部。懸臂分兩段，底端○32號桿件與車身相連，○34號桿件作為○32號桿件的斜撐，上端○36號桿件與○32號桿件為插芯連接，每根桿件通過2 顆M20 mm×100 mm 不銹鋼螺栓連接，○37號桿件作為輔助支撐吊臂，工作時固定，運輸時收起，定滑輪前端鋼夾板封口處理，作為鋼絲繩的防脫措施[4]。見圖6。

圖6 動力車

配重車車身主要采用100 mm×100 mm×5 mm 和140 mm×60 mm×5 mm 的鋼方管焊接而成，配重車與動力車連接處桿件為插芯連接，安裝25 kg 標準配重80塊。見圖7。

圖7 配重車

工作時動力車和配重車組合，6 根支撐桿展開后頂住地面，增強小吊車的穩定性，后面拉一根?16 mm鋼絲繩與主體結構連接，作為二次保護；通過下方8個萬向輪移動，簡單方便。見圖8。

圖8 小吊車組合

3.2 平臺安裝

1）在安裝層樓板上打入?16 mm 對穿螺栓；采用10 mm 鋼板做底板，8#槽鋼對工字鋼挑梁進行固定，每根挑梁2道。見圖9。

圖9 挑梁固定節點

2）在安裝平臺樓層的上一層預埋槽式預埋件或者后置埋件，將16 mm 厚耳板焊接于250 mm×100 mm×10 mm厚鋼板上。見圖10。

圖10 耳板節點

3）利用移動式小吊車將吊裝平臺模塊吊至安裝樓層，插入固定點位置。見圖11。

圖11 平臺模塊固定

4）安裝?22 mm 鋼絲繩，一端通過U 形卡環與上層連接，另一端通過花籃螺栓與工字鋼挑梁前端耳板連接。

5）用水平儀校對工字鋼挑梁的水平并調平，擰緊花籃螺栓、拉緊?22 mm 斜拉鋼絲繩；用6 mm 厚鋼連接板和M8 螺栓連接平臺模塊間的軌道，保證其整體穩定性。見圖12。

圖12 軌道間連接節點

3.3 注意事項

1）環軌懸挑于主體結構外≮3 m。

2）軌道間接縫≯5 mm，兩軌道在一條直線上，保證爬軌器行進順暢。

3）與主體結構固定處加雙螺母，防止松動脫落。

4）平臺與主體間不得有縫隙，環軌間拼縫應覆蓋封閉，防止雜物墜落。

5）斜拉鋼絲繩連接良好并繃緊受力。

6）軌道的端頭要焊接限位板，防止行車脫軌。

4 結語

集成式環軌吊裝平臺通過模塊化預制，減小了現場加工作業量，提高了安裝效率，平均10 d 即可完成一次倒運、安拆，有效縮短了施工周期。作業時，僅需小吊車司機1人、拆除樓層2人、安裝樓層4人，節約了大量人工。

模塊化本身不需要零散安裝，再加上使用移動小吊車進行安拆作業，大大降低了高墜風險，提高了施工安全系數。

集成式環軌吊裝平臺的研究與應用充分踐行裝配式理念，提升了項目科技創新管理水平；在今后單元式幕墻，特別是超高層單元式幕墻施工中具有很強的推廣價值。