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赤鱼追波

建筑日记

 
 
 

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上海环球金融中心塔楼单元式幕墙安装技术  

2012-12-05 00:47:22|  分类: 建筑 |  标签: |举报 |字号 订阅

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摘要:文章简要阐述了高层单元式玻璃幕墙安装难点,并结合工程实例介绍了幕墙安装技术在施工中的应用。

关键词:单元式玻璃幕墙;单轨吊;室外翻板;双层吊篮;吊装

1、工程概况

上海环球金融中心位于上海市浦东陆家嘴金融贸易区内银城南路,与著名的金茂大厦相距仅40m,主体楼高492m101层。上海环球金融中心是以办公为主,集商贸、宾馆、观光、会议等设施于一体的综合型大厦。在100层、距地面472m处设计了长度约为55m的观光天阁,此外在94层还设计了面积为700m2,室内净高8m的观光大厅。以上海的都市全景为背景,观光天阁和观光大厅将成为世界新的观光景点。地块面积30000m,建筑占地面积14400m,总建筑面积381600m2。工程总造价65亿,幕墙造价4亿元。建成后在“楼顶高度”、“人可到达高度”这两项指标上都是目前世界第一高楼(见图1)

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 图

1塔身幕墙实景

上海环球金融中心塔楼外墙装饰采用单元式玻璃幕墙,玻璃形式采用夹胶中空或中空LowE玻璃,满足安全、美观、节能需要。幕墙表面安装有水平铝合金分格条,满足独立防雷及装饰需要。单元式玻璃幕墙总计约120000m,约100000块单元板。2006416日,上海环球金融中心玻璃幕墙第一块单元板成功安装。20085月中旬全部安装完毕。

2、单元板简介

单元板与楼层等高,一块单元板即为一个受力单元。安装时将单元板挂在楼板边缘的铝合金牛腿上,单元板铝合金悬挂件以下部分位于安装楼层,以上部分位于上一楼层。标准层的单元板尺寸为420m×2.40m×0.25m.重量约650kg;设备层(29层、53层和77)的加长单元板尺寸为6.30m×2.40m×0.25m,重量约1000kg。单元板外侧下部为蓝灰色双层中空可视玻璃,上部为单片不可视玻璃;在单元板中间和下端安装铝合金分格条(并喷绿色油漆);里侧为挤压成型的铝型材框料,里侧上部为双层镀锌铁皮.中间夹100mm厚隔热保温棉。单元板后有4个铝合金悬挂件(悬挂件距单元板上端为682.5mm),和楼板边缘的铝合金牛腿(250mm×300mm)相连接,并在左右相连两个单元板悬挂件之间设置防雷导线(见图2)

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3、单元式玻璃幕墙安装难点

上海环球金融中心造型独特,变截面多,连接形式复杂,技术要求高,是幕墙安装和质量控制的一个难点,这决定了幕墙安装方法和设备的多样性、非常规性。对于幕墙安装来说,第二难点来自高度。幕墙安装高度为492m,临边高空安装作业越高,受湿度、风力等气候条件的影响越大,工效降低。同时由于塔吊垂直运输任务非常密集,单元板的垂直运输至安装楼层受到影响越来越大。第三个难点来自建筑施工作业面。超高层建筑功能多,系统复杂,参与承建的单位多,超高层建筑施工作业面狭小,必须自下而上逐层施工,利用垂直向上的特点同结构配合同步施工,充分有效利用每一个楼层空间,可以大大加快安装速度,缩短工期。

第四个难点来自数量多、板块尺寸大。无论是玻璃幕墙的安装面积,还是单元板块的尺寸,幕墙在国内玻璃幕墙行业来说都是领先的。

4、单元板的安装技术

单元板的安装是一项综合技术,包括定位测量定位、预埋锚件和安装牛腿,单元板的安装顺序,楼层内合理存放单元板,吊装设备的制作就位及吊装单元板等。

41测量定位、预埋锚件和安装牛腿

单元式幕墙外表面的平整度是依靠连接件的安装精度来保证的,因此测量定位、预埋锚件和安装牛腿是塔楼玻璃幕墙工程的质量控制重点。根据基准点设立基准控制线。玻璃幕墙定位测量放线分两次,第一次在结构中预埋螺栓,第二次在结构上固定牛腿。测量的精确度决定螺栓预埋和牛腿固定的精确度,牛腿固定的精确度直接影响幕墙的精确度。现场测量放线是以每6个楼层为一组放样区,并从第六层开始延续至顶层。设立水平垂直细部控制点、放出轴线,用激光经纬仪依次向上定出轴线,再根据各层轴线定出预埋件的中心线,预埋件初步设置后,进行校核无误再点焊,并再次校准后固定(并与避雷环焊接)。依据牛腿的型号、牛腿的定位图、中心线,将牛腿安装到正确位置上并锁紧连接螺栓。

42吊装区域的划分

根据建筑物的造型、变截面和幕墙单元板块的连接形式,确定了单元板块的安装原则,即为以点控线,以角部控制平面。先从塔楼的4个角部开始,即从楼面2个对角巨型B柱和2个对角观光电梯处A柱开始安装单元板,当上述单元板安装完后,并进入上一楼层安装角部单元板时,再安装楼层直线段的单元板。

根据安装原则,对整个幕墙进行合理划分,竖向总体分为塔身(6层~88)和塔顶(89层~屋顶)两部分;塔身横向根据建筑物临边有无实体墙面和单元板块的形状划分为4个部分,即观光电梯A柱面处、巨型B柱面618(该处单元板是整片转角板)、巨型B柱面1970层、楼层I临边直线段处。本文具体讲述塔身部分单元板安装(见图3)

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43塔身处吊装技术和吊装设备

431巨型AB柱之间4个直线段的吊装塔身处吊装单元板重点为巨型AB柱之间4个直线段的吊装。具有单元板数量大、室外翻转次数多、水平运输长的特点。吊装设备摈弃传统楼层内移动式小吊车,改为沿塔楼外周边设置电动单轨吊系统,其优点在于:a一充分利用塔楼外空间翻转单元板,节约楼层空间堆放单元板,减少交叉作业。b.单轨吊系统布置布局合理,安装一次可以满足十层单元板装工作,并可随着楼层外形变化而调整。c.利用单轨吊系统,板块可从楼层内直接起吊就位,操作人员站在室内或双层吊篮就可以完成单元板安装(见图4)

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吊装过程为:吊装时,用特制取板钢架将单元板从货架上吊起,水平运输至两个小平板车上方缓慢放下;安装铝合金装饰条,清洁单元板外表面;把放在小平板车上的单元板推至吊装处,将吊索的装卸扣锁定在单元板上端两点处,挂上电动葫芦;再次检查连接无误后开动电动葫芦,将单元板徐徐从小平板车上吊起

(吊起时两侧需有人员扶住),当单元板吊起成45。时,移走前面的小平板车;当单元板吊成完全直立状态,再移走后面的小平板车;开启电动葫芦,将单元板运至翻板圆弧轨道外端处;顺一侧向外推,当板与楼面成60。时,另一侧操作工人手持2m长的拉竿钩住装卸扣,将单元板向后拉,便完成单元板的180。的翻转,再将单元板移到安装位置。当单元板下端距已安装的下层单元板约200nun时,将单元板推向右侧,使右边母料竖框和已安装的单元板左边公料竖框插口吻合。让单元板缓缓下降。使单元板的挂件能水平地和钢牛腿接触,从而使牛腿均匀受力;检查单元板的水平缝、垂直缝、水平高低差、前后高低差,满足要求后拆卸单元板上的装卸扣;打密封胶和安装过桥(见图5)

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432巨型AB柱混凝土面的吊装

塔身处吊装单元板难点为巨型AB柱混凝土面的吊装。

①巨型B618层转角处,单元板是整片转角板(每边长为1200ram),从楼层内调运出和水平运输至安装位置难度相当大,并且很容易损坏已安装的单元板块。现场安装时采用放风筝方法,该法简实用,受力合理,但应用范围和高度有限。(也为卷扬机钢丝缆绳提升方法,即在地面与l9层间拉两根钢丝缆索并安装一台卷扬机随时调整缆索与柱面的距离,另在19层再安装一台卷扬机提升单元板)。将单元板从地面起吊沿钢丝缆索运输到安装楼层处,再将单元板块转接到上层悬挑支架的手拉葫芦上进行安装,操作人员乘布置巨型柱两侧单层吊篮进行安装(见图6 )。

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 ②

因巨型A柱、B(43层以上斜分成两根大柱)外侧面宽度超过5米,须在柱位上布置连接点(安装铝合金牛腿),但单元板块和柱面之间的空间过小,不能满足常规安装的需要。如按传统方法,在此位置要使一个安装单元(8l2个楼层)的所有挂轴挂钩连接精度一次全部调整到位,需用多个吊蓝(有时需要三个层面。每层配35个吊蓝),所用工时可能是吊装同楼层直线段单元板的35倍。改进方法,43层以下的B型柱处采用2台双层上人吊篮(吊篮底相距450m,并且放置待安装楼层和上层楼层之间)和单轨吊系统相结合进行安装,吊篮直接悬挂在吊篮悬臂杆上,每10层设置一次。43层以上的B型柱采用2台转角双层上人吊篮和单轨吊系统(此处单轨吊系统需层层设置,因随建筑物上升,结构每层约向内侧收500ram700mm)相结合进行安装。A型柱(观光电梯)处根据柱外形特征,布置3台双层上人吊篮和双轨吊系统相结合进行安装(内侧轨道吊运单元板,外侧用于悬挂双层吊篮),双轨吊系统在此处成圆弧型,每10层设置一次(见图6、图7、图8、图9)

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其吊装过程为:单元板由直线段单轨系统吊出楼层,翻身后水平移动并转接到柱面处单轨吊系统上,再移至安装位置,操作人员可在双层吊篮上进行安装,其余同本楼层直线段上单元板安装方法。同时考虑到随着吊篮上升,吊篮的受力钢丝绳将下落至吊篮下方,在高空的风力作用下容易打碎幕墙的玻璃,因此在吊篮上两端各设计了一个收钢丝绳的滚筒。

222改进后施工工艺含灰率控制分析含灰率的控制包括两个方面,一是含灰率的值应满足设计要求,考虑到施工中石灰的损耗,一般施工含灰率比设计含灰率大1%;二是含灰率应均匀。这取决布灰的均匀性和合适的拌和遍数。布灰的均匀是使整个拌和区含灰率均匀的前提,因为路拌机只能使局部地区的上下层拌和均匀,而合适的拌和遍数是整个拌和区含灰率均匀的保证,也是控制施工成本的主要因素之一。因此需要对拌和遍数与含灰率对应关系进行分析,从而确定最佳拌和遍数。

23碾压工艺的改进根据二灰土及石灰土的施工经验。在碾压时,如碾压机械的行驶速度、激振力等参数控制不当,碾压面易产生横向裂缝、起皮等现象,因此在大面积施工前都需进行小试验段施工,确定各项施工参数。本工程碾压压实设备采用宝马压路机(BW219DH3),此压路机采用电脑控制,其内部设有测试反馈装置,在行驶过程中可以实时的测量出地基压实的效果。在正式施工时,可通过把试验段确定的施工参数,输入宝马压路机的控制程序中,司机就可以在压实过程中,通过内置的电脑屏幕了解到压实效果,及时调整行驶速度和振动频率,从而极大地提高了施工质量、合格率和工效。

3、结束语

通过对大面积二灰/石灰土路拌法施工工艺改进,得出如下结论。

①改进后的路拌法施工工艺达到了国际领先水平,石灰撒布车、宝马路拌机及宝马压路机的联合使用,工效高,速度快,施工质量好;

②此工艺加强了施工过程的控制,避免了因布灰不均、拌和不匀等情况而导致的窝工、返工的现象,确保了工程的质量;

③石灰撒布车的应用,填补了国内石灰撒布量均匀性无法检测的空白,成功克服了人工布灰操作难、均匀性差、可控性低的不足;

MPH122路拌机拌和3遍后,石灰土或二灰均匀性能满足设计要求,石灰土的最大颗粒粒径不大于15ram,比国产路拌及场拌破碎设备破碎性能好;(~)BW219DH3压路机的应用,实现了在压实过程中,根据压路机自动反馈的压实效果,及时调整行驶速度和振动频率,从而极大地提高了施工质量的合格率和工效。

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