关于幕墙单元体采用轨道滑轮技术的研究

周玉强

摘要：单元式幕墙引领幕墙行业向工业化发展，单元式板块安装技术也应顺应潮流，吊装向着机械化方向发展。本文以中关村壹号一期项目A区工程为实例，对幕墙单元体轨道滑轮技术进行研究，描述该技术的关键和创新点。为后期工程提供经验。

Abstract： As unit curtain wall leads the curtain wall industry to industrialization， unit type plate installation technology also should conform to the tide， so the hoisting should develop toward mechanization. This paper takes the Zhongguancun No.1 Phase A Project as an example to study the track pulley technology of curtain wall unit， and describes the key and innovation of this technology， so as to provide experience for the later project.

关键词：幕墙；单元体；轨道；滑轮

Key words： curtain wall；unit；track；pulley

中图分类号：U655.59 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）05-0148-03

1 项目背景

单元式玻璃幕墙是将铝合金骨架、玻璃、垫块、保温材料、减震和防水材料以及装饰面料等构件事先在工厂组合成带有附加铁件的幕墙单元，用专用的运输车运到施工现场后，再在现场吊装装配，直接与结构主体预埋件或后置埋件相连接的玻璃幕墙。单元式幕墙在工厂内加工制作，可以把玻璃、铝板或其它材料在加工厂内组装在一个单元件上，促进了建筑工业化程度。因为单元件在加工厂内整件组装，易于在工厂内进行检查，有利于保证多元化整体质量，保证幕墙的工程质量。单元式幕墙从楼层下方向上方安装能够和土建配合同步施工，大大缩短了施工工期。单元式幕墙所有工程均可在楼层内完成，在安装期间可以不再依赖施工脚手架。

2 项目概况

永丰产业基地II-22地块中关村壹号一期项目A区工程，位于北京市海淀区北清路与永丰路交叉口（东北角）。总建筑面积127620m2，地上共分为A1、A2、A3、A4、A5楼五个单体建筑，将地下室称之为A6楼。A区主要采用单元式幕墙系统情况如表1所示。

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通过表1可以看出A1楼总高度（檐口）达到96.45m，单元板块数量2549块，是A区楼座中工程量最大的。通过确定A1楼单元板块的吊装方式，解决吊装中出现的问题，提高单元板块安装质量，保证施工安全，为A区其他楼座单元板块的安装起到示范作用，达到提高生产力水平，提高材料利用率，节省工期，提高行业竞争力的目的。

3 立项分析

3.1 单元板块常用吊装方法

单元式玻璃幕墙的特点决定了安装方式只能是吊装，如果单元式玻璃幕墙施工时施工现场无塔吊或不能使用塔吊，将只能依赖自行安装吊装设备。目前国内单元单元式玻璃幕墙的单元板块吊装方式主要分为以下几种：活动小炮车吊装、卷扬机与定滑轮组合吊装、塔吊或吊车吊装。

3.2 本工程吊装方法

在屋面设置外挑出楼体的钢轨道，在钢轨道上安装带电动控制滑轮的电动葫芦，以电动滑轮带动电动葫芦沿楼体外挑的钢轨道行进或后退，实现各立面、各位置单元板块的安装；以电动葫芦作为垂直运输单元板块的提升设备，实现单元板块从地面到相应楼层位置的垂直运输。形成一个整体的可以覆盖各立面、各楼层的轨道式吊装系统。

4 施工方案

4.1 施工流程

轨道吊装系统设计→现场放线→安装轨道→组装滑轮和电动葫芦→试运行→验收→投入使用。

4.2 軌道吊装系统设计

4.2.1 安装位置

如果将轨道设置在A1楼屋面（相对标高96.300m），需设置轨道支架（如图1所示），使轨道挑梁高出屋面女儿墙（女儿墙高1.20m）。除占用屋面空间，影响屋面其他工序施工，还将增加挑梁支撑，增加材料和安装费用。可利用A1楼屋面装饰用结构梁，免去挑梁支撑，节省费用，提高效率。

4.2.2 材料设备选型

①轨道挑梁选用20#工字钢梁；②轨道选用20#工字钢梁；③选用2t电动葫芦；④选用直径16mm的钢丝绳。

4.3 挑梁和轨道安装

挑梁和轨道通过连接件固定在现浇结构花架梁上，轨道挑梁间距最大不大于3m。安装示意图和平面示意图分别见图2、图3所示。

轨道梁施工：

①轨道钢梁的连接。轨道钢梁选用20b工字钢，因轨道梁需行走电动吊机，翼缘对接时采用坡口焊接连接，焊接后，焊缝打磨光滑，腹板采用双夹板设计。②轨道梁的安装采用手拉葫芦的安装形式。轨道梁（每段长分别为3m）提升时，采取两端同时提升，人员站在钢筋笼内操作，并在挑梁工字钢上铺设、固定脚手板，便于人员上下钢筋笼。施工时，施工人员在钢笼内安装、焊接，确保人员的安全。③吊机（电动葫芦）安装。电动葫芦应该选择合适的规格参数，电动葫芦与轨道梁的连接如图4所示。④吊装轨道的试运转。1）空载试运行；2）静载试运行；3）动载试运行。

4.4 辅助吊装设施

对于被吊装的单元板块，采用专用的单元板块卡具，将吊装钢丝绳与单元连接在一起。为了不使被吊板块与已安装完毕的幕墙或楼体碰撞，在楼层底侧用缆风绳控制板块上下运行时不发生碰撞。

5 关键技术及创新点

5.1 轨道滑轮吊装关键技术

5.1.1 可安装在屋面的钢挑梁

在屋面层利用主体结构钢筋混凝土构件，以化学锚栓固定后置钢埋板，再用高强螺栓连接工字钢挑梁，使之能牢固固定在结构构件上。形成由两个牢固的固定支座，并通过受力分析、计算后能承受轨道、电动葫芦和单元板块荷载的悬挑钢构件。

5.1.2 轨道

平直段轨道选用20#工字钢，可用加强板连接腹板形成整体。立面转角处选用定制圆弧形20#工字钢，两端与平直段工字钢连接。最终使所有工字钢轨道形成环形轨道。并且，根据轨道的长度、各立面的长度等，结合工期进度要求等，如有必要可以在每个立面设置一台电动葫芦，甚至两台或多台。设置多台电动葫芦时，在适当位置设置行走范围限位器，防止多台电动葫芦同时作业时产生干扰或碰撞。

5.1.3 轨道行走电动葫芦

轨道行走电动葫芦由以下几个部分组成：

①提升动力设备——起升电机、导绳器、吊钩装置；②行走设备——电动小车、滚轮；③控制系统——点线缆、控制按钮、限位器；④制动系统——减速器、制动器。

5.2 技术创新点

5.2.1 创新性的环形轨道或非封闭轨道

根据施工现场现有条件，施工需求设置可满足电动葫芦行走的环形轨道梁或非封闭型、直线型或曲线型。在安装轨道的立面，以行走电动葫芦的提升电机+钢丝绳实现单元板块在垂直方向提升；以电动葫芦在轨道梁上的行走+人工辅助实现水平方向单元板块移动和就位。最终实现单元板块从地面→提升→立面水平移动→人工辅助就位→安装完成，这一过程。

环形轨道或非封闭轨道可广泛应用于各种形状的立面、楼体的单元板块安装，轨道与楼体之间的距离、材料受力选型、受力分析、安全可靠性等，可用品茗、PKPM等安全计算软件对重要构件进行受力计算，满足各项安全要求。

5.2.2 引入工业生产设备中的轨道行走电动葫芦

电动葫芦是一种特种起重设备，安装在天车、龙门吊之上，电动葫芦具有体积小，自重轻，操作简单，使用方便等特点，用于工矿企业，仓储，码头等场所。它是提高劳动效率，改善劳动条件的必备机械。

6 经济及社会效益

6.1 经济效益

本工程A1楼原计划单元式幕墙吊升安装工期为2016年7月15日～2016年11月1日，共计110日历天。实际吊升安装工期为2016年8月17日～2016年11月11日，共计87日历天。环形轨道梁电控行走电动葫芦吊装单元板块技术的应用，使A1楼单元式幕墙提升安装工期缩短了23日历天。

从节约工期带来的经济效益来讲，可分为人工成本、材料租赁成本机械设备成本、管理成本。项目部及幕墙专业管理人员6人；A1楼幕墙施工人员约42人；设有一部双笼施工电梯；各楼层临边设置的1.2m高钢管防护栏杆总长度约147m长×3水平杆×21层=9261米，3900个钢管扣件，即：节约管理成本：6人×23天×300/天=41400元；节约人工成本：42人×23天×220/天=212520元；节约机械设备成本：1台×23天/30天×16000元/月=12267元；节约材料租赁成本：9261米×23天×0.01元/米/天+3900個×23天×0.008元/个/天=2847元；合计节约费用：41400元+212520元+12267元+2847元=269034元。

6.2 社会效益

幕墙单元体采用轨道滑轮技术的应用，提高了企业生产力水平，积累了丰富的施工经验，在行业中提升了竞争力。

7 结束语

截至目前，环形轨道梁电控行走电动葫芦吊装单元板块技术已在中关村壹号项目A1楼成功实施，并已完成95%的单元板块的安装，圆满实现了单元板块幕墙安装工程安全、质量、进度等管理目标。充分证明了该技术是一种安全、可靠、高效的施工技术。

随着单元式幕墙技术日渐成熟，生产加工成本将更低，安装工艺将更加成熟。加快单元式幕墙在公共建筑领域应用的速度，单元式幕墙越来越普及。环形轨道梁电控行走电动葫芦吊装单元板块技术在进度、质量、安全方面的优势必将为其带来广阔的应用前景，给整个幕墙行业带来一场技术革新。

参考文献：

[1]王海波.单元板块幕墙在狭小场地内分段吊装技术研究[J]. 山西建筑，2010（09）.

[2]高树鹏.单元式幕墙双轨道施工技术[J].工程质量，2011（S1）.

[3]吴永安.高层建筑单元式幕墙吊装施工技术探讨[J].福建建材，2013（08）.