活动起重装置在框架式幕墙花架梁安装中的应用

秦智超/QIN Zhichao

（中建二局第三建筑工程有限公司，北京 100070）

伴随城市建设的发展需要，单体或群体高层建筑越来越多，作为能够提升建筑观赏度的幕墙系统在高层建筑中的应用越来越广泛。高层建筑中通常会设置屋面花架梁，其作用不但能有效提高建筑物的屋面抗震性能，而且在幕墙安装后起到很好的装饰效果，提升建筑的整体形象。框架式玻璃幕墙系统广泛应用在高层幕墙系统之中，在屋面花架梁部位的玻璃吊装工艺是幕墙施工的一个技术难题。为了保证该部位幕墙安全施工，同时能够节约成本，提出了应用于花架梁部位框架式幕墙施工的活动起重装置。

1 工程概况

西安某文创中心主楼项目总建筑面积97 972.22m2，其中地下室建筑面积19 755.50m2，包括2 幢写字楼及周边车库，建筑平面为方形；地上为28 层，地下为3 层，建筑高度105.8m，为框架－剪力墙结构。本工程建筑外立面为框架式玻璃幕墙，幕墙施工总面积约3.16 万m2，其中屋面以上幕墙施工面积为2 102.4m2，吊装的玻璃最大板块尺寸为1 500×3 150mm，面积4.725m2，重量约236.25kg。屋面构造设计为双层花架梁，出屋面高度6.6m，为钢筋混凝土结构，花架梁截面尺寸均为400×800mm，混凝土强度C30。主楼采用TC6513-6F 型塔机作为垂直运输机械。

2 工艺原理

该活动起重装置由卷扬机系统和钢架抱箍系统两大部分组成（图1）：卷扬机系统放置于屋面用于收放钢丝绳；钢矩管焊接加工成钢架系统，采用加长螺栓、抱箍形式固定于第二道花架梁上部，形成稳定的受力体系；钢架前端安装定滑轮，利用定滑轮、钢丝绳以及卷扬机、钢架的配合实现幕墙玻璃的吊装。该装置实现了幕墙玻璃吊装的独立施工，解放出塔机用于其他工序的穿插施工；相比环形轨道梁吊装，活动起重装置的费用大大降低，既保证施工安全又可节约成本。

图1 活动起重装置示意图

3 操作要点

3.1 安装工艺流程图

安装工艺流程图如图2 所示。

图2 安装工艺流程图

3.2 设计复核确认

根据案例工况，采用SAP2000 软件对花架梁、钢架的承载力及变形进行设计核算确认[1]，并出具书面确认单。

3.3 卷扬机系统的制作与安装

卷扬机系统由机座、吊装体系、配重块和辅助设施组成（图3）。

图3 卷扬机系统图

1）机座采用100mm×60mm×4mm 钢矩管，由横梁和纵梁交叉焊接而成。

2）吊装系统采用JM-3 型建筑卷扬机[2]，为电控、单卷筒结构的卷扬机。卷扬机内配1 根∅12.5mm 光面钢丝绳（结构为6×19），钢丝绳长度大于120m；1 个JLXK1-111 型行程开关；1个COBB1 型控制手柄；1 个BEX 型防爆密封盒；1 根4×4m2电缆。

3）机座尾部安装配重，共25 块，每块配重25kg，共625kg，增强起重装置稳定性。

4）吊装体系与机座固定方式：卷扬机和机座均留设螺栓孔，通过M20 螺栓将其连接固定。

5）采用50mm×50mm×4mm 角钢及∅14mm钢筋焊接成防护罩，用于卷扬机设备保护；在卷扬机卷筒两侧焊接方钢管，在吊装体系上方加盖模板起到防雨效果。

3.4 钢架抱箍系统的制作与安装

钢架抱箍系统的制作与安装如图4 所示。

图4 钢架抱箍系统图

1）根据屋面花架梁截面尺寸及起吊钢架设计，钢架采用100mm×60mm×4mm 的方钢管焊接而成，材质为Q235，焊缝高度4mm。

2）在钢架的前端焊接∅150mm 的定向滑轮，确保滑轮焊接可靠、位置正确。

3）搭设门式脚手架作为钢架抱箍安装操作架，在安装过程中，第一组人员在操作层吊运起吊钢架，第二组人员在下部将起吊钢架绑牢固，辅助操作层起吊人员，待吊起后远离操作位置下方，第三组人员在吊篮里用保险绳将起吊钢架绑牢在花架梁上，随着起吊钢架的提升，操作层作业人员将不断向上收紧保险绳，直至起吊钢架运至操作层。

4）在操作层，2 组人员协助将起吊钢架安装在花架梁上，安装期间一组人员在吊篮里将保险绳不断收紧直至钢架放置到设计位置，钢架底部使用M12 螺栓与花架梁结构拉结稳固，起吊钢架安装完成。

3.5 卷扬机系统与钢架抱箍系统联动

采用手动液压搬运车将卷扬机系统移动至指定位置，与钢架抱箍系统上的定向轮对正。将起吊装置使用的钢丝绳穿过导向轮，在钢丝绳末端安装起吊扣。

组装完成后调试设备，进行空载、承载、超载运行试验，使得各机构能正常工作，待相关部门验收合格后方可投入使用。

3.6 活动起重装置起吊位置的移动

操作人员启动卷扬机将钢丝绳收回，随即断电。

采用手动液压搬运车将卷扬机系统移动到下一步施工位置。

拆除钢架底部M12 螺栓，将钢架移动到与卷扬机系统相对应位置，重新安装螺栓。

操作人员启动卷扬机将钢丝绳穿过钢架前端导向轮，送电后活动起重装置即可运行。

4 安全管控要点

1）所有钢矩管交接处均应满焊，并涂刷防锈漆；钢构件的连接螺栓应无松动。在使用过程中经常检查焊缝是否开裂，螺栓是否松动，发现问题及时整修。

2）机座后端设置∅16mm 钢丝绳与屋面排气道等结构做拉接，防止活动起重装置作业时整体向前滑移。

3）在卷扬机专用电箱中增加遥控开关，遥控器掌握在吊装设备人员手中，当发生信号中断、操作活动小吊车人员突然离开等意外时，立即启动断电指令，交流接触器启动紧急断电动作，保证吊装作业的安全。此遥控设备可在300m 范围内遥控控制电箱电路的闭合、断开，起到双重保险的作用。

4）卷扬机电器控制箱及施工用电应符合要求，钢丝绳无磨损，电磁制动器灵敏，机械设备运行正常。

5）门式脚手架上满铺活动架脚手板，底部设置扫地杆，每三跨设置斜撑，中间每三跨使用钢管进行一道抱梁连接，上部操作层四周设置1.2m防护栏杆，操作架待相关部门验收合格后方可进行下一步操作。

6）严格执行安全技术法规，机操工、指挥员必须经过正规的培训且持证上岗；做好安装及拆除安全技术交底。

5 效益分析

根据案例工程实际情况，分别采用塔机吊装、汽车起重机吊装、活动起重装置吊装，分析结果如下。

1）采用TC6513-6F 型塔机吊装幕墙玻璃 采用塔机单独进行幕墙玻璃吊装，吊装速度相对快，但是由于屋面幕墙玻璃安装持续时间长，现场塔机受主体结构和其他专业施工影响，无法单独提供幕墙专项使用，将严重影响工程整体进度，造成整体费用增加，所以整体幕墙施工不推荐使用塔机吊装。

2）采用环形轨道吊装幕墙玻璃 该工艺的材料费和安装费用大大高于活动起重装置整体费用，且因每个项目的立柱高度、分格、轨道转角半径不尽相同，二次利用率仅约25%[3]，环形轨道更适用于单元式玻璃幕墙安装。

3）采用活动起重装置吊装幕墙玻璃 该工艺整体费用相比其他工艺为最低，且活动起重装置可重复使用，经济实用。同时活动起重装置构造简单，可工厂化加工，操作方便；结构设计合理，安全性高，可周转使用，该装置也能够实现幕墙玻璃从首层到花架梁顶的一次性安装，更加便捷。

6 结语

活动起重装置应用于花架梁位置的幕墙玻璃吊装，具有构造简单、操作方便、结构设计合理、安全性高的优点，适用于楼体规则与不规则面玻璃的安装。同时能够解放塔机用于其他工序施工，实现多工序穿插施工，加快整体施工工期。通过不断改进优化已越来越多的应用到幕墙施工中，取得了良好的经济效益和技术效益，达到了绿色施工和高效建造的目的，具有很好的推广价值。