高层建筑单元式幕墙环轨定向吊装施工

刘萌 常乐乐 李根 康龙 李臣腾

摘要：近年来高层建筑不断涌现，作为围护结构的单元式玻璃幕墙，由于可以在生产基地内预拼装，能够很好地保证其抗风压、水密、气密、热工等物理性能，并且能够成品化运输及吊装，可以使施工更加快捷流畅，所以在高层建筑中得到了广泛运用。然而新颖多变的建筑造型及数量巨大单元件吊装需求往往成为了单元板块吊装的阻碍，因此如何既安全可靠又便捷高效的吊装单元板块是幕墙工程施工的难题。

1工艺原理

1.1采用工字钢在主楼外布置一周与主楼外边线垂直的挑梁，挑梁内端通过连接板和螺栓与结构固定，挑梁外端部通过预应力钢绞线、夹板与上层钢梁连接，在挑梁下表面通过连接板、螺栓安装两道环梁，环梁首位相接形成环形导轨，环形导轨上安装电动葫芦及遥控小车。施工时内侧环梁悬挂单元板块采用环轨、电葫芦及卷扬机进行定向吊装，外侧环梁上悬挂吊篮内满足复杂部位的单元板块辅助就位要求及检查验收需求。

1.2对于特殊内凹外凸锯齿状位置，悬挑尺寸均为变化值，结构施工完成后，增加钢结构固定轨道并搭设脚手架施工平台，钢结构与悬挑工字钢利用搭设脚手架安装，将此部位环轨向里收缩减小悬挑尺寸，将垂直起吊位置设置在锯齿的外凸位置。每个内凹及转角位置设置一处钢管斜支撑，满足其稳定性。

1.3钢丝绳定向钢支架为自制，采用14#槽钢及8毫米钢板组装焊接而成，材质Q235B钢。钢支架端部安装直径为255mm的定滑轮，定滑轮上设置防脱槽装置。钢支架前端通过钢丝绳斜拉到上层结构安装的转接件上，后端通过4个M12*120膨胀螺栓固定在结构楼面上，定向钢丝绳采用4×31SW+PP-Ф8.3钢丝绳，上端安装钢支架固定，底端用定滑轮定向并用小卷扬机收紧固定。防止单元板块垂直运输过程中的摆动，进行幕墙单元板块的定向吊装。

2操作要点

2.1环轨设计

1、轨道工字钢和悬挑工字钢采用HN200*100b型钢。

2、悬挑工字钢间距需根据平面尺寸造型及计算确认，一般取1.3m～2m。

3、轨道工字钢：内侧轨道距结构边缘不小于350mm;两轨道间距为700mm。

4、悬挑工字钢与结构固定：单元式幕墙设计采用槽式埋件的，悬挑工字钢设计时可对位进行布置，利用槽式埋件进行固定;非槽式埋件做法或错位部位采用化学螺栓M16*140与结构楼板进行固定。

5、斜拉钢丝绳：悬挑工字钢外端用M12钢丝绳斜拉到上层楼板边缘的钢转接件上。

2.2悬挑工字钢安装

悬挑工字钢采用HN200*100b型钢加工。根据悬挑工字钢控制线，对照安装图依次把要安装的悬挑工字钢运到指定的安装位置，将斜拉钢丝绳的钢转接件安装好，斜拉钢丝绳上端与转接件用卸扣连接，下端与工字钢连接。在临边防护栏杆内侧把工字钢与转接件通过钢丝绳连接可靠后，才能将工字钢安装到指定位置，目的是防止悬挑工字钢在安装过程中滑落下坠，钢丝绳此时可起到二级保护的作用。

1、在临边防护栏杆内侧将工字钢通过钢丝绳与上层转接件连接;钢丝绳采用直径12mm。钢丝绳上端用卸扣穿挂到钢板转接件的孔中，下端用卸扣穿挂到悬挑工字钢的挂耳钢板孔内，钢丝绳通过花篮螺栓调节松紧。

2、把工字钢抬出防护栏杆，工字钢与预埋件先用一个T型螺栓连接。

3、向外旋转工字钢，使工字钢与结构呈垂直状态，并安装另一个T型螺栓，将工字钢调水平，紧固T型螺栓。

4、調整钢丝绳，将钢丝绳拉紧。

2.3轨道工字钢安装

1、轨道工字钢安装区域的悬挑工字钢上铺设木脚手板，木脚手板用4#铁丝绑扎牢固。

2、从木脚手板平台上放两组麻绳（直径18mm）到下一层，分别绑住轨道工字钢两端。用一条钢丝绳从工字钢中间绑住，钢丝绳上端绑到悬挑工字钢上，用作二级保护防坠落。

3、每端2-3人向上提拉工字钢，过程中保持工字钢两端水平。把工字钢拉到安装位置后，穿上连接螺栓，工字钢螺栓连接牢固后方可解除麻绳。

4、按要求进行轨道连接后安装吊篮和遥控电动葫芦，电动葫芦用手拉葫芦提升到轨道工字钢的位置安装。

2.4轨道安装

由于高层建筑的内凹外凸锯齿状，悬挑尺寸均为变化值，需针对有无钢结构及各种内凹外凸复杂轨道逐一设计安装。

2.5卷扬机的架设

1、设备选用

（1）起重设备的选用：起重设备的选用应考虑单元板块吊装的最大重量、最大提升高度及提升速度等因素进行设计;卷扬机应设置超高限位装置，超高限位的感应片安装在距钢丝绳端部1000mm位置，超高限位装置安装定滑轮下部;

（2）吊装卷扬机的动力卷绕系统选用：钢丝绳选用应对其公称抗拉强度、最小破断力进行复核计算;滑轮选用铸铁滑轮，与选用直径钢丝绳相配套;钢丝绳卷筒选用长轴焊接光面多层缠绕卷筒，钢丝绳采用长板压条法固定在卷筒上;卷筒容绳量不应小于最大起吊高度。

（3）制动器选用电力液压推动器，由液压油泵、杠杆、挡板、螺杆、弹簧架、制动臂、拉杆、瓦块、制动轮组成。

2、卷扬机钢丝绳支架制作及安装

钢丝绳定向钢支架采用14#槽钢及8毫米钢板组装焊接而成，材质Q235B钢。钢支架端部安装定滑轮，定滑轮上设置防脱槽装置。钢支架前端通过钢丝绳斜拉到上层结构安装的转接件上，后端通过4个M12*120膨胀螺栓固定在结构楼面上。

3、卷扬机固定

卷扬机采用膨胀螺栓与转接件固定到室内结构地面。由于卷扬机的架设主要在各楼层室内，因此卷扬机架设的位置不会受到雨淋等天气灾害，所以卷扬机不需要增加防雨棚。

4、定向钢丝绳支架制作及安装

定向钢丝绳采用4×31SW+PP-Ф8.3钢丝绳，上端安装钢支架固定，底端用定滑轮定向并用小卷扬机收紧固定。定向钢丝绳的作用是防止单元板块垂直运输过程中的摆动，因此安全系数为3即可。定向绳上端钢支架采用120*60*6钢方管与8mm钢板焊接，长1.98米，钢支架后端与结构固定采用M12*120膨胀螺丝。前端底部与绗架轨道工字钢通过2个M12*60镀锌螺栓固定，上部焊10mm钢板拉耳，用钢丝绳与上层钢转接件拉紧。

2.6环轨吊装

1、挂钩

将需要安装的单元板块，用平板车运输到起吊位置。将吊装扁担两端下部的吊带，通过卸扣连接在挂耳的吊装孔上。

2、提升

启动卷扬机，微微将板块吊起，待呈竖起状态后，将板块下部用绑扎带固定在缆风绳的扁担上;启动缆风绳紧固器，将缆风绳收紧拉直。启动提升卷扬机，板块即可缓缓随缆风绳定向提升至安装楼层。

3、换钩

电动卷扬机把单元板块匀速向上提升到安装楼层高度位置后，楼层安装人员采用弯钩将板块的吊带和链条拉到楼层边缘内，将另外两条吊带用U型环吊挂在电动葫芦挂钩处，完成换钩作业后，由电动葫芦提升，再解掉绑扎带，整个板块离开垂直运输系统，绑扎带系法宜采用活扣，即再室内侧拉一下绳套，即可解开。离开垂直运输系统，即可由电动葫芦水平横向移动至板块安装位置，作业人员必须将安全带可靠挂在临边防坠钢丝绳处。

4、就位

安装单元板块，调整三维位置直至合格。

5、安装

单元板块之间防水胶条车间已装配好，现场安装的时候，两个单元体相互咬合的过程中可能会将竖向防水胶条挤压变形，现场需要将胶条理顺直。

6、调节

在同层单元体吊装完后，进行幕墙立面进出及水平标高进行控制调节，利用幕墙安装基准线进行控制立面进出，以楼层1米线为基准进行水平标高调节。

2.7环轨拆除

轨道拆除方法与安装方法正好相反，先安装的后拆，后安装的先拆。所有拆除的物料应及时放到楼层内部，并码放整齐。

3.结束语

运用高层建筑单元式幕墙环轨定向吊装施工，制作安装周期短，节省劳动力，较传统吊篮、脚手架等施工工艺，安全可靠、幕墙施工工期快，可重复周转使用，减少材料的浪费，满足节能减排的发展需求。

参考文献

[1]建筑工程桩基检测中存在的问题与对策研究[J].李陆均.工程技术研究.2020（21）