張 輝

（廈門象嶼港灣開發(fā)建設(shè)有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

為了追求立面效果及良好的采光效果，傾斜面玻璃幕墻在異形建筑中應(yīng)用的案例逐步增加。但是，對于這種異形幕墻結(jié)構(gòu)來說，其安裝施工技術(shù)是一個新的挑戰(zhàn)。目前針對異型幕墻的施工方法通常是采用吊籃或滿堂腳手架進(jìn)行幕墻骨架或面板的安裝，難以保證施工質(zhì)量及施工效率。針對異形幕墻建筑懸吊平臺與幕墻作業(yè)面太遠(yuǎn)無法施工的問題，本文結(jié)合外傾曲面幕墻的安裝施工案例，研制了一種新型的外傾曲面幕墻鋼絲繩軌道吊籃，具有較好的經(jīng)濟(jì)性及適用性。

1 工程概況

象嶼集團(tuán)大廈位于福建省廈門市湖里區(qū)，項(xiàng)目整體呈方形，總建筑面積為97714.35㎡，建筑高度48.5m，地上主體結(jié)構(gòu)分為東、西塔樓，其中2～4 層通過裙樓連接，屋面機(jī)房層通過張弦梁進(jìn)行連接。整體建筑樣式以象嶼log“o紅帆”形象為設(shè)計(jì)理念。本工程幕墻形式包含玻璃、陶板、金屬網(wǎng)、鋁單板等多種幕墻形式，其中東、西塔共3 個立面的外傾曲面幕墻，采用玻璃材質(zhì)，形成鏡面效果，產(chǎn)生特殊的視覺沖擊，面積達(dá)到9954m2。

兩塔的外傾斜曲面均為全封閉式玻璃幕墻，4層至屋面層幕墻的完成面與結(jié)構(gòu)樓板夾角由78.9°至57.8°，角度變化大，三個弧形外傾立面的弧度半徑分別為：98m、100m、120m，弧度大并呈現(xiàn)向外傾斜的造型，外傾曲面幕墻的安裝施工方法是影響整個外立面幕墻施工質(zhì)量、安全、進(jìn)度的最重要因素。

2 異型幕墻施工吊籃裝置的研制

2.1 傳統(tǒng)異型幕墻施工方法存在的問題

目前針對異型幕墻的施工方法通常是采用吊籃或滿堂腳手架進(jìn)行幕墻骨架或面板的安裝,但本工程由于外傾曲面水平距離達(dá)到17.3m，若搭設(shè)腳手架作為操作平臺，采用落地架搭設(shè)，跨數(shù)將達(dá)到15 跨，占用面積大，安裝風(fēng)險高，搭設(shè)費(fèi)用預(yù)估達(dá)到200 萬元；若采用懸挑式腳手架進(jìn)行施工，受限于本項(xiàng)目的全立面全封閉式幕墻，在工字鋼拆除后，布設(shè)工字鋼的樓層幕墻無法安裝，且工字鋼布設(shè)多，工字鋼固定螺栓易破壞桁架板，存在漏水風(fēng)險。

常見的標(biāo)準(zhǔn)吊籃僅能滿足直立面的外墻施工，無法解決異形截面的幕墻安裝需求。而常規(guī)的非標(biāo)準(zhǔn)吊籃有騎墻馬型和支座超高型，前者的優(yōu)勢表現(xiàn)為不占用屋面工程施工、無需施加配重、移位方便，后者具有避開屋面花架梁、高女兒墻的優(yōu)點(diǎn)，但兩者均只能在垂直面上進(jìn)行“垂直升降”，無法解決外傾曲面幕墻的安裝。因此，急需研制出一種外傾曲面幕墻新型吊籃裝置，能貼合建筑輪廓，解決懸吊平臺與幕墻作業(yè)面太遠(yuǎn)無法施工的問題，使吊籃安裝簡單快捷，安全高效，縮減工期。

2.2 新型吊籃裝置的創(chuàng)新

通過觀察觀光纜車運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)可以通過設(shè)置支撐架，利用鋼絲繩改變觀光纜車的運(yùn)行軌道，并在百度文庫查詢到《一種曲面上的吊籃導(dǎo)向裝置》《一種內(nèi)傾式的吊籃裝置》2 篇專利。前者通過設(shè)置固定架，吊籃上增設(shè)導(dǎo)向輪和滾動輪，導(dǎo)向輪與導(dǎo)向輪卡槽活動連接，滾動輪與滾動輪卡槽活動連接。通過采用導(dǎo)向輪和突出部固定架控制吊籃的運(yùn)行方向，使其能夠在曲面軌道上運(yùn)行，改變了吊籃僅可在垂直面上進(jìn)行“垂直升降”這一固定式的運(yùn)行方式。后者的工作平臺通過工作鋼絲繩與懸掛機(jī)構(gòu)相連接，預(yù)埋拉耳設(shè)置在施工的內(nèi)斜墻面上，所述預(yù)埋拉耳上連接左拉繩鉤，左拉繩鉤另一端與花籃螺栓相連接，拉繩一端連接在花籃螺栓上，拉繩另一端與設(shè)置于工作平臺上的平臺拉繩耳朵相連接，施工中可以根據(jù)內(nèi)斜墻面的角度快速改變吊籃的傾斜方向[1]。

2.3 吊籃施工總體方案及施工難點(diǎn)

2.3.1 總體方案

本工程吊籃的難點(diǎn)主要為外傾斜曲面吊籃的設(shè)置，該部位吊籃運(yùn)行時需要貼合建筑輪廓，鋼絲繩導(dǎo)軌若一次拉通起點(diǎn)至終點(diǎn)，吊籃在運(yùn)行至中途時懸吊平臺與幕墻作業(yè)面太遠(yuǎn)無法施工。因此，吊軌需根據(jù)現(xiàn)場情況分段設(shè)置，將建筑外傾斜的弧線分成多段以減小每段弧線的弦高，使吊籃運(yùn)行時滿足實(shí)際工況需要，同時鋼絲繩導(dǎo)軌設(shè)置段數(shù)越多,吊籃在施工時跨越的固定端就越多，使用時的工效就會降低。

對于該項(xiàng)目中的塔樓外傾斜立面吊籃的架設(shè)，可將吊籃架設(shè)在頂層，懸掛結(jié)構(gòu)安裝懸挑≤1.7m，前后支點(diǎn)距離為4.4m，根據(jù)建筑特點(diǎn)在屋面女兒墻、10F、8F、6F、4F 安裝導(dǎo)向鋼絲繩改變吊籃工作方向，鋼絲繩固定件與幕墻預(yù)埋件焊接，在懸吊平臺安裝導(dǎo)向桿，使吊籃在運(yùn)行時能貼合建筑造型弧線。

2.3.2 施工難點(diǎn)問題及解決方案

前面查找的2 項(xiàng)專利均不能直接適用于本工程。在項(xiàng)目實(shí)施方案中主要有4 個關(guān)鍵難點(diǎn)需要解決：（1）與建筑物著力點(diǎn)連接方式的選擇；（2）軌道材質(zhì)的選擇；（3）斜曲面軌道的定型方式；（4）曲面施工段分段點(diǎn)處理方式。

針對以上關(guān)鍵難點(diǎn)，通過安全性、經(jīng)濟(jì)性及適用性論證后選出最合適的方案：（1）采用預(yù)埋件焊接導(dǎo)向桿作為與建筑物著力點(diǎn)的連接方式；（2）軌道材質(zhì)選擇鋼絲繩柔性導(dǎo)軌；（3）斜曲面軌道采用斜豎向?qū)к墎矶ㄐ停唬?）利用法蘭鉤來臨時固定吊籃跨導(dǎo)軌施工段。

3 方案施工流程及要點(diǎn)控制

3.1 施工流程

本工程外傾斜曲面施工分為3 個階段，每個施工段由下至上施工：

（1）第一施工段由滿堂式腳手架作為幕墻施工操作平臺。

（2）第二施工段為4～8 層，每2 層設(shè)置一段鋼絲繩導(dǎo)軌，并在8 層鋼絲繩導(dǎo)軌固定件上通過螺栓安裝吊籃工作鋼絲繩的導(dǎo)向桿，減小吊籃工作鋼絲繩斜拉角度，導(dǎo)向桿設(shè)置限位作為第二施工段的導(dǎo)軌終點(diǎn)（如圖1所示）。工作時吊籃由①號位置向上運(yùn)行至②號處，將滑輪安裝好后向下移動至③號位置進(jìn)入工作狀態(tài)，在運(yùn)行至中間導(dǎo)軌固定端時通過法蘭鉤臨時將吊籃與導(dǎo)向鋼絲繩固定，再調(diào)整滑輪，待滑輪重新固定完成后松開法蘭鉤使吊籃恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

圖1 吊籃操作流程圖

（3）第三施工段為8～屋面層，在完成至第二施工段工作內(nèi)容后將固定在8 層的導(dǎo)向桿①拆除，吊籃的操作與第二施工段方法一樣，吊籃在完成當(dāng)天工作后上行至施工段的終點(diǎn)，松開滑輪垂直下行至地面。

（4）傾斜面吊籃操作流程：工作時將吊籃垂直運(yùn)行至施工段最高點(diǎn)，并將滑輪與鋼絲繩導(dǎo)軌連接固定，向下運(yùn)行至作業(yè)面。

3.2 施工要點(diǎn)控制

3.2.1 導(dǎo)軌固定件安裝

（1）分析4～11F（傾斜斜率大的樓層）結(jié)構(gòu)樓板夾角、每層外挑長度至合理施工距離，繪制導(dǎo)向桿布置節(jié)點(diǎn)圖紙?？紤]到柔性鋼絲繩撓度影響（正常工作狀態(tài)下按150mm 控制），經(jīng)測算，每2 層設(shè)置一固定端，作為一分段，既滿足懸吊平臺工作狀態(tài)時，距作業(yè)面施工距離在550mm以內(nèi)，又能節(jié)省吊籃跨越分段時間，因此分別在4F、6F、8F、10F、屋面層分別設(shè)置導(dǎo)軌固定件，導(dǎo)軌固定件統(tǒng)一按伸出結(jié)構(gòu)板邊25cm，控制幕墻的預(yù)埋件與導(dǎo)軌固定件共用，通過焊接連接[2]。導(dǎo)軌固定件模型如圖2所示。

圖2 導(dǎo)軌固定件模型圖

（2）導(dǎo)向桿①在8 層位置設(shè)置限位作為第二施工段的導(dǎo)軌終點(diǎn)，減小吊籃工作鋼絲繩斜拉角度，減少吊籃從幕墻最高點(diǎn)向下運(yùn)行時跨越導(dǎo)軌的固定件次數(shù)，使其在8 層以下施工時運(yùn)行縮短上升距離行程，提升工作效率。采用80mm×4mm的鋼方管加工制作，夾板厚度為8mm 鋼板，用4 顆M10×80 不銹鋼螺栓與導(dǎo)軌固定件連接，用于改變第二施工段吊籃工作繩與副繩的工作方向。

3.2.2 懸吊平臺組裝

（1）導(dǎo)向桿②采用50mm×50mm×5mm 方管加工成“T”型支架，水平向兩端均固定滑輪，一側(cè)用于固定導(dǎo)向鋼絲繩，一側(cè)用于固定吊籃工作鋼絲繩，導(dǎo)向支架豎向桿用2 片8mm 厚鋼板及4 顆不銹鋼M10 螺栓與籃體固定。導(dǎo)向支架模型如圖3所示。

圖3 導(dǎo)向支架模型圖

（2）在吊籠兩個導(dǎo)向桿②支架立柱上均各安裝一個法蘭鉤，用于懸吊平臺運(yùn)作至鋼絲繩固定點(diǎn)時的臨時固定措施。吊籃臨時固定方式如圖4所示。

圖4 吊籃臨時固定方式

吊籃通過工作鋼絲繩在運(yùn)作時先垂直上升至最高點(diǎn)后，將吊籃與導(dǎo)向鋼絲繩固定后再向下運(yùn)作至作業(yè)面，在運(yùn)作至導(dǎo)向鋼絲繩固定點(diǎn)時通過法蘭鉤臨時將吊籃與導(dǎo)向鋼絲繩固定，再調(diào)整滑輪，待滑輪重新固定完成后松開法蘭鉤使吊籃恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

3.2.3 導(dǎo)向鋼絲繩拉結(jié)

（1）在屋面女兒墻、10F、8F、6F、4F 通過導(dǎo)軌固定件及導(dǎo)向桿①安裝導(dǎo)向鋼絲繩，將導(dǎo)向鋼絲繩用4 個M10卡扣固定在龍骨處，如圖5所示。

圖5 導(dǎo)向鋼絲繩現(xiàn)場照片

（2）將鋼絲繩穿過懸吊平臺支架上的滑輪，由導(dǎo)軌固定件+鋼絲繩組成吊籃斜線運(yùn)動的導(dǎo)軌，通過導(dǎo)向桿②改變吊籃的運(yùn)作軌跡。

（3）在屋面利用電動葫蘆收繩器對已安裝的鋼絲繩進(jìn)行拉直，待鋼絲繩處于計(jì)劃軌道所在允許范圍內(nèi)，利用花籃螺栓與上、下端固定件進(jìn)行固定處理。

3.2.4 吊籃防碰撞、防纏繞

（1）為防止吊籃在空中擺動碰撞破壞幕墻完成面，可用靠墻輪、導(dǎo)向裝置或緩沖裝置進(jìn)行保護(hù)。考慮到靠墻輪及導(dǎo)向裝置的使用條件比較苛刻，且按照吊籃行業(yè)內(nèi)規(guī)定，工作平臺上盡量避免安裝其他額外配件。因此，使用緩沖裝置最為合理有效。

（2）緩沖裝置的安裝：在工作平臺前護(hù)欄的外側(cè)，用有一定厚度和彈性的材料（如60mm厚度海綿體）包裹起來，特別是左右2個側(cè)欄位置，起到緩解碰撞作用。

（3）在工作平臺中或者直接在工作平臺上，設(shè)置可與墻體固定的拉繩或者掛鉤，開動吊籃時可以不用，待吊籃施工人員到某一樓層作業(yè)時，可用拉繩或者掛鉤，把工作平臺和建筑物連接起來，起到固定作用，防止吊籃間的碰撞發(fā)生。

3.2.5 高空作業(yè)防搖晃

施工吊籃主要是高空作業(yè)設(shè)備，必須要注意電動吊籃的穩(wěn)定性。吊籃無論在升降過程中還是在定位狀態(tài)下，提升鋼絲繩要與地上保持垂直，不準(zhǔn)斜拉。若電動吊籃需橫向移動時，應(yīng)將吊籃下放到地上，放松提升鋼絲繩，改動屋頂懸挑梁方位固定后，再升起吊籃。

吊籃升降到位并確認(rèn)與建筑物固定拉牢后方可上人操作，吊籃與修建物水平距離不應(yīng)大20cm。當(dāng)?shù)趸@晃動時，應(yīng)及時采用固定方法，人員不得在晃動中繼續(xù)作業(yè)，降低或防止出現(xiàn)搖晃狀況可采用以下方法：適度減少前梁長短及降低懸架組織；適度縮小電動吊籃和房屋建筑的間距；確保鍍鋅鋼絲繩不出現(xiàn)損壞；前梁伸出適當(dāng)縮短；減小懸掛機(jī)構(gòu)的負(fù)荷。

4 結(jié)束語

象嶼集團(tuán)大廈項(xiàng)目采用此新型外傾斜曲面幕墻軌道吊籃，減少了腳手架支撐平臺的搭設(shè)，節(jié)省大量人工費(fèi)和腳手架材料租賃費(fèi)，并減少了對屋面相關(guān)工序的影響，大大節(jié)省了吊籃安裝工期，為后期外墻施工及屋面施工創(chuàng)造了良好條件。此項(xiàng)裝置不僅解決了本工程幕墻施工的問題，更為其他異型外立面結(jié)構(gòu)幕墻施工提供了借鑒。