裝配式屋面挑檐造型幕墻施工技術(shù)的應(yīng)用

邢連杰 趙 越 溫連虎 孫志偉 李 覓 房洪震

中建八局第二建設(shè)有限公司 山東 濟(jì)南 250014

隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，各類商業(yè)建筑、寫字樓建筑也不斷興起，建筑幕墻是建筑物的重要組成部分，作為建筑物給大眾的第一視覺效應(yīng)，其施工技術(shù)與施工工藝也越來越受到社會各界的關(guān)注[1-5]。

在建筑幕墻施工中，屋面挑檐造型以造型美觀、線條流暢等特點(diǎn)受到建筑師和社會各界人士的青睞。但其往往擁有較大的跨度及懸挑長度以保證磅礴大氣的感覺，這就給現(xiàn)場施工帶來了質(zhì)量與安全等一系列的問題[6-10]。

在煙臺市城發(fā)城市廣場項(xiàng)目中，根據(jù)裝配式施工的理念，采用現(xiàn)場單元化進(jìn)行施工，摸索創(chuàng)新出適應(yīng)于屋面挑檐造型幕墻的軌道式移動(dòng)滑車吊裝系統(tǒng)及其配套施工體系，切實(shí)解決了屋面挑檐造型幕墻現(xiàn)場施工的難題，在提高施工質(zhì)量的同時(shí)也加快了施工進(jìn)程。

1 工程概況

城發(fā)城市廣場位于山東省煙臺市萊山區(qū)，位于長寧路以東、長安路以西、銀海路以南、府后路以北區(qū)域。其二區(qū)外幕墻工程總建筑面積約6.6萬 m2，施工范圍為連廊及塔樓幕墻。幕墻面積為6.6萬 m2，其中包括玻璃幕墻面積25 000 m2，鋁板幕墻面積35 000 m2，建筑高度為81.6 m。

城發(fā)城市廣場屋面挑檐造型幕墻全長近400 m，以鋼結(jié)構(gòu)為主體結(jié)構(gòu)，其懸挑出屋面結(jié)構(gòu)最大處距離為6 m，再加上本項(xiàng)目建成后將作為煙臺市政府行政辦公樓投入使用，對施工周期及施工質(zhì)量都提出了極高的要求（圖1）。本項(xiàng)目通過應(yīng)用裝配式屋面挑檐造型幕墻施工技術(shù)，解決了屋面挑檐造型幕墻施工的難題，為煙臺市人民交上了一份滿意的答卷，受到了各界人士的高度贊賞。

圖1 城發(fā)城市廣場項(xiàng)目效果圖

2 施工難點(diǎn)及解決方法

2.1 施工難點(diǎn)

1）傳統(tǒng)幕墻安裝方法為逐根安裝龍骨，然后統(tǒng)一進(jìn)行面板安裝及打膠，但是由于屋面挑檐位置施工難度較高，傳統(tǒng)幕墻施工方法難以滿足施工工期及施工精度的需要。

2）屋面施工高度較高，在施工措施的采用上既要保證施工人員的安全，又要達(dá)到節(jié)約工期的目的，這對項(xiàng)目來說是一項(xiàng)很大的挑戰(zhàn)。

3）屋面挑檐造型幕墻往往不僅具有跨度大的特點(diǎn)，而且會懸挑出屋面很大距離，這對施工安全和施工精度提出了很大的挑戰(zhàn)。因此，在確保施工安全的前提下保證施工精度是本工程的重難點(diǎn)所在。

4）本工程屋面挑檐造型幕墻工期緊張，約定施工周期約為45 d，但是傳統(tǒng)幕墻施工方式約需78 d，難以滿足施工工期的要求。

2.2 解決方案

根據(jù)裝配式的施工理念，綜合考慮受力等情況，將整個(gè)挑檐造型分為若干個(gè)鋁板造型單元，在選定的加工場地進(jìn)行龍骨桁架的組裝以及相應(yīng)鋁板的安裝打膠。根據(jù)受力情況和現(xiàn)場主體結(jié)構(gòu)尺寸，確定行吊車各種參數(shù)，然后通過自主研發(fā)的軌道式滑車移動(dòng)吊裝系統(tǒng)進(jìn)行鋁板造型單元吊裝。行吊車自身具有的可移動(dòng)性和微調(diào)功能，再加上手拉倒鏈和吊帶的提升作用，保證了幕墻單元板塊的安裝精度。最后利用單人操作掛籃進(jìn)行板塊間幕墻板塊的安裝，大大提高了施工速度。

3 施工工藝要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

人員準(zhǔn)備：項(xiàng)目配備齊全的項(xiàng)目管理體系，具有良好的現(xiàn)場管理能力及問題溝通解決能力。

材料機(jī)械準(zhǔn)備：選擇具有良好信譽(yù)的材料商進(jìn)行供貨，嚴(yán)格把控材料進(jìn)場，質(zhì)量不過關(guān)時(shí)堅(jiān)決退場。對現(xiàn)有施工器械進(jìn)行檢測，施工機(jī)械不足時(shí)提前進(jìn)行補(bǔ)充，保證滿足施工需要。

場地準(zhǔn)備：由于現(xiàn)場實(shí)際加工場地有限，經(jīng)過與其他單位洽談協(xié)商，我們決定在屋面四周設(shè)置專門的加工場地。

3.2 測量放線

1）復(fù)核土建提供標(biāo)高的正確性。以提供±0 m標(biāo)高為基準(zhǔn)，利用測量設(shè)備復(fù)核所提供標(biāo)高基準(zhǔn)線的正確性。

2）確定屋面挑檐造型施工測量放線。根據(jù)造型施工節(jié)點(diǎn)及面材完成面校核土建結(jié)構(gòu)偏差。若發(fā)現(xiàn)偏差在允許范圍內(nèi)，應(yīng)進(jìn)行均差處理以消化誤差；如若偏差過大，應(yīng)及時(shí)上報(bào)并進(jìn)行龍骨調(diào)整，保證施工順利進(jìn)行。

3.3 單元?jiǎng)澐?/h3>

根據(jù)屋面挑檐主體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將挑檐造型幕墻劃分為若干個(gè)單元板塊。

由于屋面空間有限，將1個(gè)單元板塊劃分為3個(gè)部分進(jìn)行施工：

1）外挑鋁板：此區(qū)域一般外挑出屋面女兒墻，采用裝配式吊裝施工。

2）后側(cè)鋁板：此區(qū)域在女兒墻內(nèi)側(cè)，采用裝配式吊裝施工。

3）頂部鋁板：此區(qū)域?yàn)槲菝娌糠郑皟刹糠职惭b完成后采用常規(guī)安裝措施施工。

在屋面設(shè)置組裝區(qū)，將鋼方管焊接成鋼桁架，然后進(jìn)行鋁板安裝、打膠清理，完成鋁板單元的組裝，如圖2所示。

圖2 鋁板單元?jiǎng)澐质疽?/p>

3.4 吊裝系統(tǒng)受力分析

根據(jù)單元?jiǎng)澐值慕Y(jié)果，對吊裝系統(tǒng)和主體結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行受力分析。

1）行車吊系統(tǒng)受力驗(yàn)算：驗(yàn)算當(dāng)前單元?jiǎng)澐智闆r下，最大單元板塊重力是否超出吊裝系統(tǒng)承載力范圍。

2）主體結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算：對主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力驗(yàn)算，驗(yàn)算其承載力是否足夠滿足單元板塊和吊裝系統(tǒng)的荷載。

若兩項(xiàng)驗(yàn)算均無問題，則可按照當(dāng)前單元?jiǎng)澐纸Y(jié)果進(jìn)行下一步施工；若兩項(xiàng)驗(yàn)算之一出現(xiàn)問題，則需要重新進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑敝羻卧獎(jiǎng)澐譂M足兩項(xiàng)驗(yàn)算結(jié)果。

3.5 行吊車制作安裝

行吊車采用H400 mm×150 mm×8 mm×13 mm型鋼制作，下設(shè)4組驅(qū)動(dòng)電機(jī)，可沿東西方向主體鋼結(jié)構(gòu)移動(dòng)；行吊車頂設(shè)置兩支架，采用200 mm×100 mm×5 mm鋼矩管制作，作為鋁板單元提升支架；每個(gè)支架上設(shè)置2臺2 t電動(dòng)倒鏈，共4臺，用于鋁板單元的同步提升；行吊車一側(cè)設(shè)置電氣控制柜，用于同步控制4臺電動(dòng)倒鏈和4部驅(qū)動(dòng)電機(jī)。制作完成后先進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)收，合格后再報(bào)監(jiān)理單位驗(yàn)收，其組裝、行走及現(xiàn)場運(yùn)行如圖3、圖4所示。

圖3 行吊車組裝示意

圖4 行吊車運(yùn)行

3.6 鋁板單元制作

3.6.1 鋼桁架加工、組裝

根據(jù)單元?jiǎng)澐纸Y(jié)果進(jìn)行鋼材面板下料，在組裝區(qū)域進(jìn)行鋼材加工、焊接，如圖5所示。

3.6.2 鋁板安裝、打膠

桁架組裝完成后，通過行吊車和2支8 m長H250 mm×150 mm×8 mm×13 mm型鋼將桁架吊離屋面約1.5 m，進(jìn)行豎向及底部鋁板安裝并打膠，如圖6所示。

3.7 鋁板單元整體吊裝

1）打膠完成后，行吊車將鋁板單元提升到離屋面2 m高度，由組裝區(qū)行走至中間安裝位置；每個(gè)電動(dòng)倒鏈處準(zhǔn)備一個(gè)備用倒鏈，當(dāng)行吊車行走至縱向挑梁時(shí)，由2個(gè)倒鏈交替吊掛鋁板單元，使其跨過縱向挑梁。

2）鋁板單元到達(dá)指定位置后，進(jìn)行第2次提升，并通過行吊車進(jìn)行前后、左右、上下微調(diào)至安裝位置，然后進(jìn)行臨時(shí)固定，測量無誤后進(jìn)行轉(zhuǎn)接件滿焊，如圖7、圖8所示。

圖7 鋁板單元提升示意

圖8 鋁板單元現(xiàn)場提升固定

3）焊接完成后，行吊車行走至組裝區(qū)，進(jìn)行下一鋁板單元的吊裝作業(yè)；為提高安裝效率，設(shè)置東西2個(gè)組裝區(qū)，由中間往兩側(cè)進(jìn)行裝配式安裝。

3.8 單元間封堵鋁板安裝

所有鋁板單元安裝完成后，進(jìn)行單元間鋁板安裝，利用行吊車搭設(shè)安裝平臺，如圖9所示。行吊車行走至兩個(gè)鋁板單元間時(shí)，搭設(shè)單人操作掛籃，平臺采用50 mm×50 mm×4 mm鋼材焊接而成，進(jìn)行單元間一列鋁板安裝并打膠，完成后平臺行走至下一工作位置。

圖9 單元間鋁板安裝示意

3.9 后側(cè)鋁板安裝

為保證吊頂鋁板的整體效果，后側(cè)鋁板采用龍骨整體吊裝、鋁板單獨(dú)安裝的方式；由于后側(cè)鋁板全部在女兒墻以內(nèi)，只需在對應(yīng)位置提升即可，無需行吊車行走。

3.10 頂部鋁板安裝

頂部鋁板距主體結(jié)構(gòu)600 mm，采用滿鋪木翹板的措施進(jìn)行龍骨和鋁板安裝，最后進(jìn)行打膠清理，如圖10所示。

圖10 現(xiàn)場實(shí)際施工效果

4 施工效果

從施工方面來說，屋面挑檐造型幕墻施工技術(shù)擺脫了大型機(jī)械的制約，相較于傳統(tǒng)的幕墻施工工藝，不僅在速度上有所提升，更是提高了施工的安裝精度，技術(shù)總體上具備很強(qiáng)的先進(jìn)性。從社會效益上來講，通過這種施工方法，較好地滿足了城發(fā)城市廣場的施工要求，贏得了社會各界人士的贊賞，也為以后類似工程提供了借鑒作用。

5 結(jié)語

本文以城發(fā)城市廣場屋面挑檐造型幕墻施工為背景工程，提出了屋面挑檐造型幕墻施工的一種新方法，解決了屋面挑檐造型幕墻的施工難題。在保證施工人員人身安全的前提下，加快了施工進(jìn)度，也切實(shí)提高了施工精度。通過本項(xiàng)施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量與效益的最大化，具備良好的應(yīng)用前景與推廣意義。