大跨度自平衡式拉锁幕墙吊装技术

1、大跨度自平衡式拉锁幕墙吊装技术尹刚 邓孝璐 汪洋 （ 中建三局集团有限公司，福建 厦门 ）【摘 要】 为安全快捷安装大跨度自平衡式拉锁幕墙，本文针对东南国际航运中心总部大厦项目B座，就其大跨度自平衡式拉锁幕墙吊装难点进行分析，总结了卷扬机、滑轮及吊篮的组合的吊装施工技术。【关键词】 大跨度自平衡式拉锁幕墙 卷扬机 定滑轮 吊篮 Lifting technology of large - span self - balanced zipper curtain wall ( China Construction Third Engineering Bureau Ltd, Fujian Xiamen

2、 )【Abstract】 This paper analyzes the difficulties of the large-span self-balanced zipper curtain wall, and sums up the lifting of the hoisting machine, the pulley and the hoisting basket, in order to install the large span self-balanced zipper curtain wall safely and quickly. Construction Technology

3、.【Key Word】Large - span self - balanced zipper curtain wall Hoist Fixed pulley Hanging basket 1、工程概况东南国际航运中心总部大厦位于厦门市海沧区海沧大道，总建筑面积约65万m2，总用地面积10.5hm2。建筑的造型如同泛起的海浪，形成山与海的对话意向，为我国第四个国际性航运中心。工程包括A,B,E,F 4栋塔楼，其结构形式为外框钢框架+钢筋混凝土核心筒结构，且建筑周围采用大量悬挑钢结构挑檐（见图1）。图1 建筑效果事宜其B座北立面为大跨度自平衡式拉索幕墙，一至七层为直面幕墙，七层以上立面幕墙每层向室

4、外偏移760mm，倾斜最外点距离最内点将近13m。拉锁幕墙高度71.1m，面积约为1440，最大跨度为25.2m（见图2）。图2、B座及其大跨度自平衡式拉锁幕墙效果图2、大跨度自平衡式拉锁幕墙处结构概况此大跨度自平衡式拉索幕墙施工部位特殊，处于B座两个子塔楼之间，两子塔楼从首层16层左右分离，首层间距为20m，逐层递减，16层间距减为12m，至17层梁子塔楼通过桁架楼承板连接，两子塔楼室内1-16层为大堂，首层大堂深度约68m，16层深度约为13m。1-16层大堂外立面为此大跨度自平衡式拉锁幕墙，室内外部分均无主体结构（见图3），且每层幕墙逐层向外倾斜。a 两子塔楼北侧结构外立面b 两子塔楼室

5、内大堂结构图3 B座北侧大跨度自平衡拉锁幕墙处结构图3、大跨度自平衡式拉锁幕墙设计概况材料设计：玻璃面板采用明框铝合金型材固定，玻璃立面分格为4.4mx1.5m,2.8mx1.5m，3.4mx1.5m，1.4mx1.5m，玻璃配置为8mm(半钢化超白）+1.52pvb+8mm(半钢化超白）双银low-e+12A+8mm(钢化超白）,玻璃最大板块重量为440公斤。水平倒挂玻璃分格为0.76mx1.5m，玻璃配置为6mm(半钢化超白）+1.14pvb+6mm(半钢化超白）双银low-e+12A+6mm(钢化超白）。构造设计：从两侧子塔楼主体结构上悬挑出牛腿用于固定支撑结构，水平向承风压结构采用自平

6、衡鱼腹式拉索桁架，竖向承重结构为拉索张弦梁支撑结构。拉索张弦梁与拉索自平衡桁架通过竖向钢方通龙骨连为一体，以限制竖向承重结构和水平向承风压结构绕自身中心轴旋转（见图4）。图4 拉索张弦梁与自平衡桁架组合的支撑结构相关参数设计：拉索张弦梁支撑结构的跨度为18m，矢高为2.6m，矢跨比为1/7，上弦梁采用300mmX150mmX12mm的矩形钢梁，下弦采用30不锈钢拉索，最大桁架重量约为4.5吨。拉索自平衡桁架跨度为16.9m，矢高为3.4m，矢跨比为1/10，拉索自平衡桁架以245X14mm的钢管为主梁，撑杆截面为89X8无缝钢管，撑杆两端通过34不锈钢拉索给撑杆以压力从而增强主梁的刚度，最大桁

7、架重量约为4.5吨。沿幕墙剖面斜向布置22不锈钢拉索，做为水平拉索自平衡桁架的稳定索及竖向保险索。3、施工难点分析（1）普通吊装无法满足要求因幕墙是由下至上逐步向室外倾斜的呈阶梯状造型（见图5），故无法在结构临边架设吊篮；且因幕墙71.1m高度，25.2m的最大跨度以及倾斜面进出位相差13m，若采用脚手架吊装措施，则脚手架宽度至少24m、进出位方向宽度15m、高度70m，此架体的危险性高，安全稳定性不能满足施工要求。此外从拉锁与钢骨架节点大样图（见图6）知不锈钢拉索及钢骨架同步从下自上进行安装，且必须要起重设备予以配合且需同时吊装，但在密集的脚手架中，同时吊装不锈钢拉索及钢骨架是难以实现的。图

8、5 大跨度自平衡拉锁幕墙立面形式图6 拉索及钢骨架节点大样图（2）安装难度大因幕墙安装处室内外均无主体结构，仅在两侧为子塔楼结构。而根据幕墙相关设计参数，其拉索张弦梁、自平衡桁架及玻璃均较重；且因幕墙所处的特殊结构位置及自身特殊结构构造，使得拉索张弦梁与自平衡桁架组合的典型支撑结构其安装精度必须高质量要求，加至施工进度要求，决定了拉索张弦梁与自平衡桁架组合的典型支撑结构必须在地面拼装且需同步吊装，这就要求必须选择一种满足施工动力的起吊装置，而幕墙所处的特殊结构位置其周围场地无法满足汽车吊等大型的吊装装置。（3）吊点选取难度大根据此拉锁幕墙的自身构造特点，7层以上逐层外挑，加之拉锁幕墙所处位置无

9、结构，使得即使选取满足各构件吊装动力的卷扬机，确依然无法选取用于配合卷扬机吊装的定滑轮固定的吊点。5、吊装技术（1）吊装方式此拉锁幕墙吊装包括牛腿吊装，拉索张弦梁支撑结构和水平拉索自平衡桁架吊装、幕墙吊装。根据本工程拉锁幕墙所处结构特点，无法采用普通脚手架和汽车吊的吊装方式，故采用以卷扬机为构件吊装动力设备，以施工吊篮为构件安装人员作业设备的组合吊装方式。（2）施工现场总平面布置在两核心筒间一层幕墙所在位置设置一处临时加工场地，占地面积约400平米，主要布置材料堆放区、拉索张弦梁与自平衡桁架拼装的操作平台的材料加工区以及两台用于牛腿吊装和拉索张弦梁、自平衡桁架及玻璃幕墙吊装的卷扬机。具体布置如

10、图7所示。图7 施工现场平面布置图（3）吊点布置因7层以上逐层外挑750mm，故各构件安装需按从上至下的顺序逐层安装。1）卷扬机定滑轮吊点布置：首先在17层结构梁上安装卷扬机定滑轮吊点，完成此层牛腿和拉索张弦梁与自平衡桁架组合结构吊装，16层各构件安装时利用17拉索张弦梁作为卷扬机定滑轮吊点的附着结构，完成16层各构件安装，如此类推利用上层安装完成的拉索张弦梁提供各层构件吊装的卷扬机吊点附着并完成各构件的吊装。2）施工吊篮吊点布置：利用牛腿安装处结构的特点，在7-16层各层牛腿安装位置上层的悬挑钢梁上布置施工吊篮（1-6层可用7层吊篮吊点即可），用于牛腿安装、拉索张弦梁和自平衡桁架安装时作业人

11、员施工。幕墙施工时利用已安装完成的拉索张弦梁作为施工吊篮的挂点。图8 17层卷扬机和施工吊篮吊点图（3）吊装施工1）牛腿吊装：卷扬机将牛腿吊装至制定位置，作业人员通过结构悬挑钢梁提供吊点的吊篮进行牛腿焊接施工（见图9）；a 牛腿平面布置图b 牛腿安装示意图c 牛腿安装图图9 牛腿安装2）拉索张弦梁与自平衡桁架组合的典型支撑结构同步吊装：从上至下，通过卷扬机与17层设置的两个定滑轮吊装组合支撑结构，构件吊点设置在拉索张弦梁两端1/4位置处，上层组合支撑结构安装完成后，在其拉索张弦梁上设置两个定滑轮作为下层组合支撑结构吊装时的定滑轮构件。图10 拉索张弦梁与自平衡桁架组合安装图3）幕墙玻璃吊装：幕

12、墙玻璃通过卷扬机及张弦梁上的定滑轮组成玻璃起吊方式，借助张弦梁安装玻璃施工吊篮，完成玻璃幕墙吊装（见图11）。图11 吊篮与卷扬机组合的幕墙玻璃吊装示意6、吊装受力分析1）牛腿吊装吊点受力分析为了工程的安全性，在对滑轮固定位置进行计算分析。滑轮固定在悬挑钢结构上，为了减少悬挑支撑结构变形，在每层支撑结构上可增加连接件，将悬挑结构连接到上一层主梁上。吊点按照30考虑，其受力均满足要求（见图12）：a 悬挑钢梁的应力和挠度计算图b 结构反力计算图图12 悬挑钢梁受力分析图2）拉索张弦梁与自平衡桁架吊点受力分析张弦梁与自平衡桁架吊装采用双吊点，吊点在整个桁架的四分之一处，经过计算张弦梁与自平衡桁架吊

13、装时在自重作用下挠度变形分别为9.973mm和1.651mm。钢梁在弹性变化范围内，完全满足要求（见图13）。a 拉索张弦梁受力分析图b 自平衡桁架受力分析图图13 拉索张弦梁与自平衡桁架受力分析图3）吊篮受力分析选用ZLP630的电动吊篮，根据现场施工的实际需要，限制使用载荷为500kg。选择吊篮挂点设置在钢梁中间最不利位置计算，其受力满足要求（见图14）。a 钢梁应力云图b 吊篮方钢应力云图图14 吊篮受力分析图5.总 结本文介绍了东南国际航运中心总部大厦项目B座特殊结构位置处的大跨度自平衡式拉锁幕墙的牛腿、自平衡桁架、张弦桁架桁架及幕墙玻璃的吊装方法，通过受力分析，总结出此类大跨度自平衡式拉锁幕墙的吊装技术。参考文献1 蒋凤昌,苏军,费振华,周凌 HYPERLINK t _blank 拉索结构点支式玻璃幕墙的施工技术J. 施工技术. 2003(06) 2 万亚君 HYPERLINK