装配式屋面挑檐造型幕墙施工技术的应用

邢连杰 赵 越 温连虎 孙志伟 李 觅 房洪震

中建八局第二建设有限公司 山东 济南 250014

随着现代化进程的不断加快，各类商业建筑、写字楼建筑也不断兴起，建筑幕墙是建筑物的重要组成部分，作为建筑物给大众的第一视觉效应，其施工技术与施工工艺也越来越受到社会各界的关注[1-5]。

在建筑幕墙施工中，屋面挑檐造型以造型美观、线条流畅等特点受到建筑师和社会各界人士的青睐。但其往往拥有较大的跨度及悬挑长度以保证磅礴大气的感觉，这就给现场施工带来了质量与安全等一系列的问题[6-10]。

在烟台市城发城市广场项目中，根据装配式施工的理念，采用现场单元化进行施工，摸索创新出适应于屋面挑檐造型幕墙的轨道式移动滑车吊装系统及其配套施工体系，切实解决了屋面挑檐造型幕墙现场施工的难题，在提高施工质量的同时也加快了施工进程。

1 工程概况

城发城市广场位于山东省烟台市莱山区，位于长宁路以东、长安路以西、银海路以南、府后路以北区域。其二区外幕墙工程总建筑面积约6.6万 m2，施工范围为连廊及塔楼幕墙。幕墙面积为6.6万 m2，其中包括玻璃幕墙面积25 000 m2，铝板幕墙面积35 000 m2，建筑高度为81.6 m。

城发城市广场屋面挑檐造型幕墙全长近400 m，以钢结构为主体结构，其悬挑出屋面结构最大处距离为6 m，再加上本项目建成后将作为烟台市政府行政办公楼投入使用，对施工周期及施工质量都提出了极高的要求（图1）。本项目通过应用装配式屋面挑檐造型幕墙施工技术，解决了屋面挑檐造型幕墙施工的难题，为烟台市人民交上了一份满意的答卷，受到了各界人士的高度赞赏。

图1 城发城市广场项目效果图

2 施工难点及解决方法

2.1 施工难点

1）传统幕墙安装方法为逐根安装龙骨，然后统一进行面板安装及打胶，但是由于屋面挑檐位置施工难度较高，传统幕墙施工方法难以满足施工工期及施工精度的需要。

2）屋面施工高度较高，在施工措施的采用上既要保证施工人员的安全，又要达到节约工期的目的，这对项目来说是一项很大的挑战。

3）屋面挑檐造型幕墙往往不仅具有跨度大的特点，而且会悬挑出屋面很大距离，这对施工安全和施工精度提出了很大的挑战。因此，在确保施工安全的前提下保证施工精度是本工程的重难点所在。

4）本工程屋面挑檐造型幕墙工期紧张，约定施工周期约为45 d，但是传统幕墙施工方式约需78 d，难以满足施工工期的要求。

2.2 解决方案

根据装配式的施工理念，综合考虑受力等情况，将整个挑檐造型分为若干个铝板造型单元，在选定的加工场地进行龙骨桁架的组装以及相应铝板的安装打胶。根据受力情况和现场主体结构尺寸，确定行吊车各种参数，然后通过自主研发的轨道式滑车移动吊装系统进行铝板造型单元吊装。行吊车自身具有的可移动性和微调功能，再加上手拉倒链和吊带的提升作用，保证了幕墙单元板块的安装精度。最后利用单人操作挂篮进行板块间幕墙板块的安装，大大提高了施工速度。

3 施工工艺要点

3.1 施工准备

人员准备：项目配备齐全的项目管理体系，具有良好的现场管理能力及问题沟通解决能力。

材料机械准备：选择具有良好信誉的材料商进行供货，严格把控材料进场，质量不过关时坚决退场。对现有施工器械进行检测，施工机械不足时提前进行补充，保证满足施工需要。

场地准备：由于现场实际加工场地有限，经过与其他单位洽谈协商，我们决定在屋面四周设置专门的加工场地。

3.2 测量放线

1）复核土建提供标高的正确性。以提供±0 m标高为基准，利用测量设备复核所提供标高基准线的正确性。

2）确定屋面挑檐造型施工测量放线。根据造型施工节点及面材完成面校核土建结构偏差。若发现偏差在允许范围内，应进行均差处理以消化误差；如若偏差过大，应及时上报并进行龙骨调整，保证施工顺利进行。

3.3 单元划分

根据屋面挑檐主体结构特点，将挑檐造型幕墙划分为若干个单元板块。

由于屋面空间有限，将1个单元板块划分为3个部分进行施工：

1）外挑铝板：此区域一般外挑出屋面女儿墙，采用装配式吊装施工。

2）后侧铝板：此区域在女儿墙内侧，采用装配式吊装施工。

3）顶部铝板：此区域为屋面部分，前两部分安装完成后采用常规安装措施施工。

在屋面设置组装区，将钢方管焊接成钢桁架，然后进行铝板安装、打胶清理，完成铝板单元的组装，如图2所示。

图2 铝板单元划分示意

3.4 吊装系统受力分析

根据单元划分的结果，对吊装系统和主体结构分别进行受力分析。

1）行车吊系统受力验算：验算当前单元划分情况下，最大单元板块重力是否超出吊装系统承载力范围。

2）主体结构承载力验算：对主体结构进行承载力验算，验算其承载力是否足够满足单元板块和吊装系统的荷载。

若两项验算均无问题，则可按照当前单元划分结果进行下一步施工；若两项验算之一出现问题，则需要重新进行单元划分，直至单元划分满足两项验算结果。

3.5 行吊车制作安装

行吊车采用H400 mm×150 mm×8 mm×13 mm型钢制作，下设4组驱动电机，可沿东西方向主体钢结构移动；行吊车顶设置两支架，采用200 mm×100 mm×5 mm钢矩管制作，作为铝板单元提升支架；每个支架上设置2台2 t电动倒链，共4台，用于铝板单元的同步提升；行吊车一侧设置电气控制柜，用于同步控制4台电动倒链和4部驱动电机。制作完成后先进行内部验收，合格后再报监理单位验收，其组装、行走及现场运行如图3、图4所示。

图3 行吊车组装示意

图4 行吊车运行

3.6 铝板单元制作

3.6.1 钢桁架加工、组装

根据单元划分结果进行钢材面板下料，在组装区域进行钢材加工、焊接，如图5所示。

3.6.2 铝板安装、打胶

桁架组装完成后，通过行吊车和2支8 m长H250 mm×150 mm×8 mm×13 mm型钢将桁架吊离屋面约1.5 m，进行竖向及底部铝板安装并打胶，如图6所示。

3.7 铝板单元整体吊装

1）打胶完成后，行吊车将铝板单元提升到离屋面2 m高度，由组装区行走至中间安装位置；每个电动倒链处准备一个备用倒链，当行吊车行走至纵向挑梁时，由2个倒链交替吊挂铝板单元，使其跨过纵向挑梁。

2）铝板单元到达指定位置后，进行第2次提升，并通过行吊车进行前后、左右、上下微调至安装位置，然后进行临时固定，测量无误后进行转接件满焊，如图7、图8所示。

图7 铝板单元提升示意

图8 铝板单元现场提升固定

3）焊接完成后，行吊车行走至组装区，进行下一铝板单元的吊装作业；为提高安装效率，设置东西2个组装区，由中间往两侧进行装配式安装。

3.8 单元间封堵铝板安装

所有铝板单元安装完成后，进行单元间铝板安装，利用行吊车搭设安装平台，如图9所示。行吊车行走至两个铝板单元间时，搭设单人操作挂篮，平台采用50 mm×50 mm×4 mm钢材焊接而成，进行单元间一列铝板安装并打胶，完成后平台行走至下一工作位置。

图9 单元间铝板安装示意

3.9 后侧铝板安装

为保证吊顶铝板的整体效果，后侧铝板采用龙骨整体吊装、铝板单独安装的方式；由于后侧铝板全部在女儿墙以内，只需在对应位置提升即可，无需行吊车行走。

3.10 顶部铝板安装

顶部铝板距主体结构600 mm，采用满铺木翘板的措施进行龙骨和铝板安装，最后进行打胶清理，如图10所示。

图10 现场实际施工效果

4 施工效果

从施工方面来说，屋面挑檐造型幕墙施工技术摆脱了大型机械的制约，相较于传统的幕墙施工工艺，不仅在速度上有所提升，更是提高了施工的安装精度，技术总体上具备很强的先进性。从社会效益上来讲，通过这种施工方法，较好地满足了城发城市广场的施工要求，赢得了社会各界人士的赞赏，也为以后类似工程提供了借鉴作用。

5 结语

本文以城发城市广场屋面挑檐造型幕墙施工为背景工程，提出了屋面挑檐造型幕墙施工的一种新方法，解决了屋面挑檐造型幕墙的施工难题。在保证施工人员人身安全的前提下，加快了施工进度，也切实提高了施工精度。通过本项施工技术，实现了质量与效益的最大化，具备良好的应用前景与推广意义。