大悬挑屋面异形铝板幕墙施工技术

宋 浩 代晓朋 包希吉 刘振林 史锦辉

中建八局第二建设有限公司 山东 济南 250022

随着我国经济的高速发展，大型、高层建筑层出不穷，建筑外墙装饰多使用铝板幕墙，其完美外观，优良品质，倍受业主青睐。铝板幕墙自重轻，大幅度减少了建筑结构和基础的负荷，且维护成本低，性价比高。但大悬挑屋面的施工难度大、周期长。为解决上述问题，在铝板幕墙施工过程中多次组织内部专家研讨，最终形成了大悬挑屋面异形铝板幕墙施工技术[1-4]。

1 工程概况

城发城市广场为烟台市“一号工程”，承担烟台市政务服务中心功能。烟台市政务服务中心是烟台市推进政务公开、规范权力运行、统一公共资源交易一个重要的平台，是服务企业发展、方便群众办事、展现政府形象的重要窗口。

总建筑面积27万 m2，其中地上约15万 m2，地下约12万 m2，项目总投资超10亿元，主体为框架结构，地下3层，地上17层。

2 工程重难点

1）工期只有290 d，时间紧、任务重，工期履约为本项目的重中之重。

2）主楼屋面挑檐结构外挑尺寸6.7 m，高度81 m，外装复杂，施工难度大。

3 施工工艺及方法

以檐口单元钢桁架安装为主线，依据工程物料特点和运输规划，综合其他主要影响因素，现场采取“先清场，再运输，后安装；先小面，后大面，先主要，后次要”的结构安装施工思路。本项目按照现场情况和施工顺序，分为施工准备、钢结构安装车制作安装、单元钢桁架现场制作和单元铝板安装、单榀檐口单元吊装这4个阶段（图1）。

图1 施工工艺BIM示意

3.1 施工准备

3.1.1 现场围护

考虑本工程属于危险性高空作业项目，现场于南侧1层施工区域下方搭设单排安全防护栏杆，立杆采用φ48 mm×3.2 mm钢管，间距1 500 mm，高度1.3 m，采用膨胀螺栓与楼板固定，每根立杆加装斜撑并焊接牢固；栏杆安装范围沿南立面1层施工区域下方周边通长搭设。

3.1.2 测量放线

场地清理后，在屋顶拟安装檐口单元范围采用全站仪放出平面布置轴线以及结构中线于钢结构梁顶上。步骤如下：

1）确定建筑檐口结构控制轴线。经现场勘察，结构轴线已标明。确定方法：现场采用全站仪，以现场东西塔楼的建筑装饰面线作为参照，复核81 m标高各钢结构位置，确定东西横向轴线和南北纵向轴线。

2）确定施工具体位置。根据设计平面图，复核81 m标高以上檐口结构位置，参照东西塔楼已完成装饰面线和标高，最终确定本项目装饰檐口的进出位置和标高。在81 m标高钢结构梁顶现场标示每榀檐口装饰单元中线和分格点位。

3）檐口单元四角点位校核。用全站仪以结构纵向轴线和每榀檐口装饰单元中心点位为基准，沿纵向轴线用钢尺对称设置前后位置线，垂直纵向轴线用钢尺对称设置左右位置线。校核现场定出每榀装饰单元四角点位。

3.2 钢结构安装车制作安装

3.2.1 钢结构安装车制作

檐口装饰部分附在钢结构悬挑部位，其结构探出屋面露台外侧5.65 m。由于现场无法搭设安装脚手架，采用钢型材制作吊装用钢结构安装车，放置在81 m标高钢结构梁顶上，进行装饰檐口单元的提升和平移。

钢结构安装车主体拟采用H400 mm×150 mm×8 mm×13 mm型钢制作，轴线尺寸为8.4 m×5.65 m，下设8组滚轮。其中4组电动滚轮负责沿东西方向移动。

安装车顶设置2根规格为H200 mm×100 mm×6 mm的钢通梁，间距3 m，作为檐口单元提升的吊梁。

吊梁上设置6个2 t手拉倒链，负责檐口单元的提升。手拉倒链下端设置2根钢梁，负责和檐口单元桁架的连接。如图2、图3所示。

图2 钢结构安装车示意

图3 钢结构安装车安装示意

3.2.2 钢结构安装车安装

安装车结构按照拆分构件图在地面分段制作，制作完成的分段构件吊至81 m标高钢结构梁顶部进行拼装，拼装完成后安装横向及纵向移动的手动绞盘绞索，操作手动绞盘进行安装车横向及纵向试运行，安装车试运行后，安装2 t电动倒链和桁架单元吊装转换梁。

3.3 单元钢桁架制作和单元铝板安装

3.3.1 钢桁架制作

在拟安装部位后端屋面上进行单元桁架拼装。具体施工步骤如下：

1）钢型材运至现场后，采用塔吊运至屋面指定位置，分散放置在屋面。

2）加工组在屋面现场加工檐口单元单片钢桁架。

3）按照施工顺序，拼装组在拟安装位置女儿墙后端进行桁架单元拼装（图4）。

图4 钢桁架拼装示意

4）拼装完成后在钢桁架上安装吊装转换梁和临时脚手板。检查无误后，起吊至距地面1.5 m高。

3.3.2 檐口单元饰面铝板安装

1）按照设计图纸编号挑选饰面铝板。

2）现场进行饰面铝板安装。

3）铝板安装完成后，进行铝板拼装缝打胶作业。

4）所有作业完成后，进行檐口单元安装前检查。

3.4 檐口单元安装

在进行檐口单元成品检查及吊装准备工作后，方可进行本段檐口单元安装。

安装前，将檐口单元安装范围做前期施工区预处理，按照前期设置单元铝单板装饰轮廓线，对应拟安装主体钢梁上的连接件位置，准确标示在单元桁架梁上，在西塔楼上架设全站仪，东塔楼上标示平行于东西塔楼饰面板面线的位置点，用于安装位置控制。

本次檐口单元构件长度为6.7 m，高度为3.6 m，共17榀，每榀质量为（含铝板及施工人员）4 715 kg，拟采用现场安装车垂直起吊，纵向水平移至安装位置。

按照檐口单元安装顺序，对拟安装檐口单元的轴线和进出位置进行复核，调整无误后进行单元安装，组装区域位于屋面东西两端屋面外延伸区域。

第1步：同时启动4部2 t电动倒链，进行第1次提升，提升高度保证桁架底部高于女儿墙顶200 mm。

第2步：启动吊装小车向中间移动，遇到轴线位置挑梁时，用辅助吊装带进行倒运，保证桁架能跨过挑梁。

第3步：进行第2次提升，同时启动4部电动葫芦，把桁架提升至指定高度。

第4步：采用吊装小车的微调功能，调节桁架的前后、左右、上下位置，最后进行焊接固定，所有连接件焊接完成后，将吊装车移走，进行下一单元安装。

3.5 主要起吊设备的选用

檐口单元分段起吊质量最大为4 715 kg，设6个吊点。为确保吊装安全，拟采用6个2 t的电动倒链，确保同步进行提升作业。

提升计算过程如下：

1）提升重力为49 kN，提升高度5.3 m。提升按6个吊点计算，每个吊点提升质量2 t，共计6×2 t＝12 t。选用沪工HS-VN2手拉葫芦，其起重量为2 000 kg，运行试验载荷为294 kN，满载手链拉力360 N，试验载荷总和为1 764 kN；提升安全系数为6，实际安全系数为1 764/49＝36＞6。

2）提升吊质量为4 715 kg，起吊设备提升能力6×2 000 kg＝12 000 kg，满足要求。

3）安装车滚轮的选用。前面计算单榀檐口单元控制质量5 000 kg，安装车质量2 436 kg，按3 000 kg计。安装总质量为8 000 kg，安装车采用4点支撑，滑动拟采用4个成品行车端梁。

4）电动葫芦的选用。共4部电动葫芦承担3 t质量，因此电动葫芦选用2 t承载力即可，选用型号为DHS2。为保证安装车行走安全，在主体钢结构梁上铺装轨道，采用80 mm×60 mm×4 mm方管焊接到主体钢结构上。

4 结语

该施工技术的应用，使屋面铝板幕墙施工效率更高，有效地解决了大悬挑屋面铝板幕墙施工过程中施工慢、施工困难的问题。本技术对于该类型的结构施工具有广泛的适用性，为今后类似工程的设计、施工提供了经验。