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，在最大程度上降低了单元板块吊装安全隐患，提高了安装合格率。与普通的专用吊装工效相比，若每班施工人员不变，采用普通专用吊装架，每层单元板块安装需7d；而采用牵引式斜拉环轨吊装技术可做到每层6d，特别是在安装顶层单元板块时更具优势，可缩短安装时间30%，技术经济效益显著。