牵引式斜拉环轨吊装施工技术在超高层幕墙安装过程中的应用

双曲面幕墙具有单元体板块规格多、施工安装的难度大的特点，因此单元板块的偏差控制是保证幕墙外观效果完美呈现的必要措施。沈阳市某项目T1塔楼地上56层，地下4层，高285.74m。T1塔楼幕墙为集玻璃单元幕墙、异形铝板单元幕墙、玻璃百叶单元幕墙、铝合金防风雨百叶单元幕墙于一体的组合型幕墙，单元板块数量为6  812块，标准板块重量达400kg，规格尺寸为1400mm×4200mm。大面玻璃采用TP10mm钢化（双银Low-E）+12Ar+TP8mm钢化中空玻璃，立面设置铝单板装饰线条，以实现主楼节能遮阳和丰富的立面造型。图1塔楼幕墙外观1、吊装方案选择单元板块吊装技术事关超高层幕墙施工安全与质量控制，超高层幕墙安装常用吊装方法有采用悬臂式起重机、卷扬机+定滑轮等。各类吊装方案对比见表1。表1超高层幕墙单元板吊装方案对比经理论分析并结合工程实践可知，采用具有吊装精度高、施工速度快、安全性强的牵引式斜拉环轨作为本工程幕墙单元板块的吊装方案。2、牵引式斜拉环轨吊装方案考虑T1塔楼建筑高度及工序交叉等因素，分别在中间楼层内和屋顶构架梁上安装轨道，即在34层楼层内安装一次，屋顶构架梁上安装一次，以缩短吊装时长，提高安装效率，并保证高处施工安全。牵引式斜拉环轨吊装设备由地锚牵引构件和环线轨道构件组成，其中地锚牵引构件包括定滑轮（5 t）、卷扬机（2 t）、缆风绳、高强螺栓（M30）和化学螺栓（M20）；环线轨道构件包括工字钢挑臂（I20a/长3 m）、工字钢横向轨道（I20a/长4.5 m）、斜拉钢丝绳和斜拉钢丝绳支座（钢耳板）。吊装方案如图2所示。图2牵引式斜拉环轨吊装方案设计3、吊装方案可行性分析假定使用单元板块的吊装机构时，宽度6 m范围内只允许同时出现一樘单元板块；吊装过程中无瞬时大风扰动，所有材料及连接均满足规范要求。滑轨钢构计算单元如图3所示。图3滑轨钢构计算示意经计算考虑多种工况，计算吊装机构的最大应力、最大变形，钢丝绳的最大拉力和最大反力，验算导轨与钢梁拼接和各位置焊缝均满足要求。4、施工工艺及操作要点4.1工艺流程安装地锚牵引装置→运输轨道配件→安装工字钢挑臂→安装斜拉钢丝绳支臂→安装斜拉钢丝绳→安装横向轨道→安装单轨吊车→吊装单元板块。4.2安装操作要点4.2.1地锚牵引装置安装在地下室顶板混凝土梁上安装M20化学锚栓固定16 mm厚钢板，现场焊接滑轮（5 t）固定板，用M30高强螺栓（8.8级）固定滑轮（图4）。（a）（b）图4地锚牵引装置（a）平面图；（b）剖面图4.2.2轨道配件运输将所有轨道配件用施工电梯运至安装楼层，按配件种类及安装位置码放整齐。4.2.3工字钢挑壁安装先用M16×70T形螺栓固定工字钢挑壁前方，前端朝向室内侧（此时先勿拧紧），然后将工字钢挑壁前端向室外侧旋转，直至前端与楼板边缘呈垂直状态，最后拧紧M16×70T形螺栓，挑壁后端放在 16预埋钢筋里固定。其他挑壁按此方法安装完毕。4.2.4斜拉钢丝绳支壁安装用M16×70T形螺栓固定钢方管支壁，把斜拉钢丝绳固定在前端螺栓上，再将支壁前端朝向室外侧与楼板边缘呈垂直状态，拧紧M16×70T形螺栓，其他支壁按此方法安装。4.2.5斜拉钢丝绳安装先将斜拉钢丝绳下端用卸扣拧紧，再用螺栓将法兰固定在工字钢挑壁前端的钢耳板上，将钢丝绳与法兰搭接固定，最后再在斜拉钢丝绳处增加一道安全钢丝绳进行保护。4.2.6工字钢横向轨道安装先在工字钢挑壁上固定脚手板，用上层临时固定的手拉葫芦将横向轨道吊起，滑向挑壁前端安装位，将横向轨道插入固定U形卡槽，再将另一端滑入另一根挑壁的卡槽，调整就位后再拧紧M16的限位螺栓。按此法安装其他横向轨道，最后用螺栓串联固定相邻两个横向轨道点焊后打磨（图5）。图5环线斜拉轨道安装4.2.7单轨吊车安装（1）一套移动小车由2个爬轨器组成，先安装一侧爬轨器，将其内侧滚轮卡入工字梁的卡槽，轴销插入滚轮内，再将另一侧的滚轮卡入工字梁的卡槽，并穿在轴销内，最后加入垫片，使用螺母固定轴销，并用开孔销锁止。（2）按同法安装另一侧爬轨器，注意尽量留出适合安装平台的长度，本方案留出的长度为4m。（3）使用4 m长的连接杆连接固定两个爬轨器，组成一套横移小车。根据该套横移小车的作业宽度在两侧安装限位挡板，以防横移小车移动时移出规定区域。（4）使用绳夹将钢丝绳固定在爬轨器的安装孔内，放下钢丝绳。（5）安装移动小车的左右行程开关，接入电源，并试运行（图6）。图6单轨吊车安装示意4.3单元板块吊装要点4.3.1起吊准备先将待吊装的单元板块平稳放置在平板车上，再将保险钢丝绳挂住单元板块吊装孔，在单元板块底部的孔内系防撞缆绳，并在垂直提升的钢丝绳轨道上固定铁扁担的防风扣。待单元板块固定检查完毕后，由卷扬机缓慢起吊，地面2名工人拉紧防撞缆绳。单元板块垂直吊起时，将防风扣连接至轨道钢丝绳，平稳向上提升（图7）。

图7单元板块起吊示意4.3.2板块到达安装楼层空中换钩操作单元板块自地面匀速提升至高于安装楼层0.5 m时，信号工发令停止地面卷扬机运行，同时将单轨吊车运转至单元板块停放位置准备换钩。换钩前由安装层内的操作工人将单元板块下的缆绳牵引至室内，再将单轨吊车的吊钩挂到板块挂钩上，待吊钩固定后发令下放卷扬机钢丝绳完成摘钩工序（图8）。图8单元板块空中垂直运输4.3.3板块水平移动就位待单轨吊车吊钩钩紧单元板块，检查吊钩位置无误后，由单轨吊车操作工将单元板块水平移至安装位置，校准后进行板块拼装（图9）。图9板块水平移动就位由于T1塔楼为八角不等边结构，且高空风速较大，因此在转角部位单轨吊车应缓慢前行，确保板块平稳移动，避免单元板块与主体结构碰撞发生安全事故。5、实施效果与传统单元块采用活动小吊车、卷扬机与定滑轮吊装相比，采用牵引式斜拉环轨吊装技术，解决了单元板块的垂直提升和水平移动问题，用双侧缆风绳固定单元板块，可缩小单元板块在高空吊装时突然掉落的影响范围，在最大程度