1、1绿景纪元大厦单元式幕墙外悬轨道系统施工技术摘要：本文通过介绍绿景纪元大厦单元式幕墙安装使用外悬轨道系统的设计及施工实践，将施工措施与安全硬防护融为一体，对平面布置规则，立面简洁、变化少的同类单元式幕墙单元板块安装提供了高效、实用、安全、经济的施工方法。 关键词：单元式幕墙；外悬轨道系统；悬臂吊机；施工方法 中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号： 工程概况 绿景纪元大厦(NEO 企业大道二期 A 栋)，楼高 275 米的 62 层摩天大楼，总建筑面积 130390 平方米，包括办公面积 95490 平方米和商业裙楼面积 8680 平方米。地下三层至地下一层为停车场，一层至四层特设
2、商业空间，四层以上为写字楼办公区域。南北向以独特的凹凸曲面呈现相互环绕的视觉造型，顶部以斜向曲面勾勒出流线形象，整体外型则以简洁明快的现代主义风格为主。屹立于深圳核心中央商务区西区，地处深圳最具国际先锋城市景观大道特质的深南大道与香蜜湖路的交界处，俯瞰深圳未来的华尔街，它承载的不仅是建筑本身的文化内涵，还包括对深圳这座全球先锋城市的文化气质。绿景纪元大厦外幕墙形式主要是单元式玻璃幕墙（塔楼） 、框架式玻璃百叶幕墙（塔楼） 、框架式石材幕墙（裙楼） 、吊挂大玻璃幕墙（裙楼） 、框架式玻璃雨篷（裙楼）等。 （见图1） 2图 1 2、施工部署及外悬轨道系统的布置 绿景纪元大厦为确保施工工期，减轻单元
3、板块加工存放及现场安装压力，我们结合建筑物塔楼平面布置规则，立面简洁、变化少的特点，在顶部位置沿建筑物四周设置轨道系统作为单元板块安装的机具，同时对轨道系统全封闭，兼做硬防护，确保上下安全作业。外悬轨道系统分三段施工:第一段 15 层以下外墙单元板块使用外悬轨道吊装系统进行安装；第二段 16 至 28 层以下外墙单元板块使用外悬轨道吊装系统进行安装。第三段 29 至 50 层外墙单元板块。第四段 50 至 57/61 层外墙单元板块。轨道也随不同进度分布在不同楼层。30 层至 50 层施工段，轨道设置在 45 层、52 层，可完成此施工段的幕墙施工；6 层至 14 层施工段，轨道设置在 15
4、层，可完成此施工段的幕墙施工；16 层至 28 层施工段，轨道设置在 28 层，可完成此施工段的幕墙施工；50 层至 60 层（北面及 L-Q 轴东西面） ，轨道设置在 61 层，可完成此施工段幕墙施工。50 层至 56层（南面及 L-F 轴东西面） ，轨道设置在 57 层，可完成此施工段幕墙施工。57 层（南面及 L-F 轴东西面） 、61 层（北面及 L-Q 轴东西面）至屋顶施工段，采用电动卷扬机吊装，可完成此施工段幕墙施工。 （图 2） 图 2 轨道布置层示意图 33、单元式幕墙单元板块运输 、装卸、搬运 3.1 单元式幕墙单元板块运输、装卸 绿景纪元大厦单元式幕墙单元板块采用如下所示运
5、输专用架进行运输，单元板块主要规格 4000*1400mm，重量约 350400kg。运输时，单元板块应放置在专用的材料架上，采用叠架式材料架运输(图 3)。施工现场前期采用塔吊，后起采用吊车进行卸车。 图 3 板块运输示意图 3.2 单元式幕墙单元板块转运及垂直运输 绿景纪元大厦单元式幕墙单元板块转运现场采用自制的电动葫芦、吊装滑板车、液压叉车等进行。 单元板块的垂直运输采用自行设计制作的悬臂吊机进行，悬臂吊机配备卷扬机，速度较电动葫芦快，将单元板块提升或送入指定的楼层位置；楼层设置专用的可移动钢平台，可移动钢平台装有滚轮，可以在楼内进行移动，到达指定位置。 3.2.1、单元板块堆放场地和卸
6、料设备 主要使用塔吊进行单元板块的卸料，直接将单元板块连同运输架一起从运输车上吊运到板块转运地，在转运地，可利用人工或液压叉车完成板块与材料架分离；根据现场平面图，预选大厦裙楼东侧作为转运场地。 （图 4） 图 4 板块卸货及转运场地示意图 43.2.2、单元板块的二次垂直运输 在单元板块与材料架完成分离后，利用塔吊来进行垂直运输，运输时将 23 块单元板块一次性吊起，吊至堆放楼层铺设好的卸料平台上，然后通过运输车将单元板块拉进楼层。单元板块垂直运输如图 5。 图 5 塔吊垂直运输板块示意图 每个材料堆放层需安装一组卸货平台，在同一施工阶段有两个卸货平台可交替工作，用于转运不同施工段的板块。考
7、虑到板块转运场地在大厦裙楼东侧，为了能缩短转运距离，把两个卸货平台分别安装在东立面的 J-F 轴之间。卸货平台在设计安装时，在周边设置临边防护，在外端头设置“安全挡铁” ，以防止小车在极限位置冲出轨道，保证操作人员安全。卸货平台分布如图 6。 图 6 卸货平台平面布置图 3.2.2.1 悬臂吊机的验算 卸货平台主要由两根 22a工字钢作为主受力梁，工字钢上安放小车，接运板块。卸货平台总体外挑 2100mm，主受力梁工字钢外挑到结构板边为 1700mm，由于主体结构外端为挑板，不考虑受力，主受力在主体结构梁位置用钢板垫起，作为主受力梁外侧的支点。故主受力梁实际外挑为1700mm600mm2300
8、mm。梁承担接运板块。为安全起见在卸货平台周边用 L50X5 角钢做护栏。卸货平台所有钢件采用 Q235B 钢。卸货平台外侧5的两根钢丝绳作为保护措施，在计算中不参与进行计算。 （1） 、设计荷载参数 卸货平台卸货时所受的荷载有：卸货平台自重、小车重量、运送的板块重量、卸货工人的重量（2 人） 。 、卸货平台自重，由软件计算时自动加入； 、小车的重量：经计算，按 2000N 考虑 、运送板块的重量：经比较取吊运 3 块 1414*4000mm 板块验算，重量为：11028N。考虑板块放下时的冲击，板块重量按 1.5 倍（动力系数）计算，为 16542N。 、卸货工人重量：考虑突发事件时有两人在
9、平台上，按1000x22000N 考虑（按施工集中荷载 1.0KN 考虑） 。 、为安全起见在卸货平台周边护栏上考虑 0.5KN/m 的冲击力（按住宅栏杆取用） 。工字钢上集中力分别为 6258 N 及 7608N。 （2） 、卸货平台钢架计算 、软件介绍 本卸货平台钢架采用 SAP2000 软件进行计算。 、杆件参数： 根据以上参数，通过软件计算得： （1） 、支座反力参数： Table: Joint Reactions 6（2） 、支座反力示意图： （3） 、挠度值： 结构变形示意如下： 节点位移如下： Table: Joint Displacements 由以上数据可见，主梁 22a 工
10、字钢在最大荷载作用下，最大挠度出现在外挑的最端部（节点编号为 1 和 3）值为 9.17mm。根据悬挑工字钢梁挠度允许要求 2*L/5009.2mm。卸货平台符合要求。 （4） 、杆件应力比： Table: Steel Design 1 - Summary Data - Chinese 2002, Part 1 of 2 由以上数据可见，主梁 22a 工字钢在最大荷载作用下，最大应力比7为 0.466385。护栏在考虑荷载作用下，最大应力比为 0.858348，可见卸货平台钢架符合设计要求。 3.2.3、楼层内转运和堆放 使用液压叉车，将板块从卸料平台上叉起，然后将单元板块运输到堆放位置。用
11、150*150 木方铺在楼面上（间距 500） ，放置一块单元板块，然后在板块的上面再铺设一层木方（用软质韧性纸包裹，防止划伤板块玻璃） ，再放置一块单元板块。注意，由于板块有装饰条连接铝码，板块堆放时，铝码要放在同一边，方便板块出库和入库，且运输时，要对板块铝料和装饰条铝码要格外小心，做好保护。 根据施工段和每层楼堆放板块能力，板块堆放的楼层在施工段内每4 至 5 层安排一堆放层，分别在 9 层、14 层；22 层、27 层； 36 层、42层；50 层、54 层、57 层、62 层（北） ，在装完每阶段板块后，此堆放层存放电梯口预留板块。由于部分楼层内已砌好隔墙，为板块装运需将该隔墙凿除（
12、图 8） 。 图 8 普通玻璃单元板块堆放图 4、轨道系统在单元式幕墙单元板块安装中的应用及作用与优势 4.1 轨道系统设计 轨道的固定是通过化学螺栓将支撑横杆固定在混凝土结构上，每间隔 1.5 米的距离固定一根支撑横杆，然后在每根支撑横杆的正上方（一般为上一楼层）同样通过螺栓固定对应的斜拉横杆，再使用 14mm 直径的钢丝绳将支撑横杆和斜拉杆进行连通，最后轨道通过轨道夹具使用螺栓8固定在支撑横杆上。为便于本工程板块得安装，部分楼层轨道用钢通立杆加高，在通过钢通斜撑将支撑横杆固定。轨道的铺设详见轨道平面示意图及轨道架设实物示意图及剖面图。 标准层轨道平面布置示意图 轨道转角布置示意图 轨道的布
13、置可大大节省吊篮的布置数量，也大大地减少了吊篮等措施费用，节约了工程成本；其轨道上拉节点，通过可拆装、可重复使用的钢挂件与结构钢梁相连接，不但安全可靠，还会减少先前的预埋及焊接工作，大大提高了工作效率；在轨道上辅以电动行走小车及电动葫芦，能够有效地缓解施工场地的限制，能促进现场幕墙施工的灵活性及合理安排。 轨道架设实物示意图 轨道剖面图 1 轨道剖面图 2（加高） 4.2 工字钢轨道的验算 (1)吊篮安全系数计算 9悬挂机构的配置应满足：K=GXb/Fxa2 式中：K-防倾覆安全系数 a-前梁悬伸长度（毫米） b-前、后座间距离（毫米） F最大工作载荷加上悬挂平台总质量（包括悬吊平台、提升机、
14、安全锁、电器箱）钢丝绳及 1/2 电缆之和） G-配重、后插杆、后支架(约 250 Kg)的总质量 结合 29 层工地情况：楼高按最高点 130 米计算，最大载重 500kg,钢丝绳 0.24 Kg/米，电缆 0.40 Kg/米，6 米工作平台 338 Kg K=Gb / Fa K=（900+250）3800/(500+338+13040.24+1300.4/2) 1700 K=3800000/1701360 K2.23 结论：根据悬挂机构安全系数计算式 K=2.23 大于 2 可以保证吊篮正常使用。 结合 59、62 层工地情况：楼高按最高点 150 米计算，最大载重500kg,钢丝绳 0.
15、24 Kg/米，电缆 0.40 Kg/米，6 米工作平台 338 Kg K=Gb / Fa K=（900+250）3000/(500+338+15040.24+1500.4/2) 700 10K=2970000/741160 K4.00 结论：根据悬挂机构安全系数计算式 K=4.00 大于 2 可以保证吊篮正常使用。 （2）吊篮荷载计算 吊篮自重 = 338kg 吊篮额定荷载 500kg 悬挂钢丝绳=170 kg 由于吊篮由两套悬吊结构支承，所以每套悬吊结构受力 = (338 + 500+170) / 2 = 525kg 每个吊篮支撑架受力 G = 525kg 安全系数 K 为 2.0 （3）
16、100 x 100 x6 mm 方管之受压应力计算 构件长细比= l / r = 400 / 37.31 = 10.8 符合 100 x 100 x6 mm 方管受压力= KMG ( L2+L1)/L2+悬挂横梁自重/ 受力面积 =2 x9.8 x 525 (3000+700) /3000+60/2256= 5.67 N/mm 2 符合 （4）受拉应力计算 10#槽钢受拉应力= KMG / 受力面积= 2 x 9.8 x 525 / 1274 mm 2 = 8.08 N/mm 2 符合 （5）钢丝绳拉力计算 单根钢丝绳受到拉力= KMG/2 根= 2 x 9.8 x 525/2=5145 直径 14
