天津高银117大厦是一幢以甲级写字楼为主,集六星级豪华酒店及其他设施为一体的大型超高层建筑。大厦地上总建筑面积37万m²,地下3层(局部4层),地上117层(含设备层共130层),结构高度596.5m,建成后将成为中国结构第一高楼。

天津高银117大厦结构高度达到596.5m且幕墙工程量较大,材料的垂直运输、高空大堂单元板安装以及巨型柱铝板幕墙的安装等问题最为突出,是本工程面临的一个严峻难题。

天津高银117大厦幕墙系统体量巨大,因此本工程按照区域以及功能性的特点对幕墙系统进行划分,如表1所示。

该幕墙系统位于天津高银117大厦32层、63层、94层、115~116层,为半隐框(横隐竖明)单元式幕墙。其设计能容纳所有建筑、温度位移(变形),承受各种荷载及其组合,面积约6 400m²。大厦高空大堂,楼层高6 150mm,单元板属于超长板,无论是垂直运输单元板进楼层,还是安装时单元板出楼层,都具有一定难度。

本工程在大厦33层、64层、95层设置外挑起吊钢平台,以配合T02高空大堂超长单元板的吊装及安装。首先安装南面、西面以及北面的起吊平台,东侧部位的平台待通道塔及货梯拆除、具备搭设条件后再进行安装搭设。如图1所示。

起吊平台主梁使用I20b外挑结构边缘2m,并用ф12圆钢折弯的对穿螺栓和└50×5将主梁与主体结构固定,下面垫上木方;次梁采用[10组成,上铺3mm厚钢板;起吊平台边缘用ф48×3.6钢管架设1.8m高防护架,并在工字钢边缘焊接定位销,将钢管套在定位销外再与工字钢焊接,钢管上挂钢丝网。

安装及施工机具进场,钢材半成品进场→设置警戒区,吊装工字钢就位→槽钢就位焊接,刷防锈漆。

因主钢梁安装在结构楼板的外边,所以安装时要防止坠落,必须采取有效的安全措施。

钢梁安装不能少于4人,必须安排具有安装经验的熟练工人带领方可操作,在楼板上拉好安全防坠钢丝绳,安装人员安全带一定要挂在防坠钢丝绳上。防坠钢丝绳用卸扣固定在结构立柱上。

将定做好的主钢梁(I20b)运输到33层,分别放置在需要安装的位置旁边,并将钢支架锁固于预埋好的板式埋件上。

安装悬臂杆,先用绳子的一端固定在上一楼层,另一端固定在悬臂杆外端,将悬臂杆放到安装位置,安装人员将悬臂杆一端推出去,另一端用螺栓固定在已经安装的预埋件上,调节绳子长短使悬臂杆保持水平(预埋件事先安装,用于固定幕墙单元板)。

安装主钢梁周围的钢管,最后挂上安全钢丝网。

采用相同方法安装好所有悬臂杆件及对应部位。

安装次梁并铺设完钢板。

1)按照规定的构造方案和尺寸进行搭设。

2)及时与结构拉接或临时支顶,以确保搭设过程安全。

3)拧紧紧固件(拧紧程度要适当)。

4)有变形的杆件和不合格的紧固件不能使用。

5)搭设工人必须佩挂安全带。

6)随时校正杆件的垂直度和偏差避免偏差过大。

7)没有完成的起吊平台,在每日收工时,一定要确保安全措施处理到位,以免发生意外。

8)边沿设挡板,相邻两网之间的拼接要严密。

根据钢立柱的连接及布置情况,针对其安装顺序,本工程制定了如图2所示安装顺序编号,以保证其钢结构柱的安装精度。

T02系统构件位于31~33层,主要材料有ф273×10(62Fф273×10,95Fф273×14)钢管、钢板,节点形式焊接及钢销轴,构件单件安装质量在1.6t左右。上、中、下节点与主体结构件连接,考虑主体构件位置偏差,中间箱体与主体分开安装,箱体支撑板可调节标高,保证主管安装到位。

安装31~33层、62~64层、93~95层钢结构管桁架时,利用3t卷扬机进行安装,卷扬机安装在33层核心筒边上,3t导向滑轮安装在柱底部,3t吊装滑轮终端安装在上一层主管位置。

现场吊装时主管封板先与1根钢管焊好,销子节点制作后,2根主管进行预拼装,保证现场安装顺利。

安装前把现场轴线、标高检测正确,保证基础面、中间节点标高、顶部标高在统一的设计要求内,如有误差用钢板调整到规定的要求内,如主体结构不能调整,在主管中间节点箱体支撑板上调整,确保工程质量。吊装钢主管时,必须把箱体临时固定在钢主管上,否则箱体以后无法安装到位。

吊装主管索具采用绳索吊装,必须捆扎牢靠,防止脱落,并保护好表面涂装,待第1根主管安装到位后,再把第1个支座焊牢,依此类推,这样能保证销子、斜主管安装。

卷扬机起吊钢主管,起吊时先将构件起吊离开楼层地面50cm,检查卷扬机、钢丝绳在主管根部用绳索拉牢,缓慢松绳索,防止主管滑出楼外,待主管起吊垂直才能放松绳索。指挥人员和卷扬机操作员互相协调好,确保构件顺利安装。

卷扬机安装后,必须调试刹车,检查转速是否正常,固定是否牢靠,确认无误后,在楼层内进行试吊,试吊构件采用主管,试吊构件上下起吊3次,再检查卷扬机固定是否牢靠,导向滑轮、起吊滑轮、起吊索具是否安全,一切正常后方可正式安装。

由于此部位的单元板最大高度为11m左右,外挂货运电梯轿厢尺寸仅为1 800mm×5 000mm,因此,无法采用外挂电梯运输单元板,须采用塔式起重机进行板块的垂直运输。

本工程在大厦37层安装硬隔离防护棚,36层安装单轨吊,33层部位为起吊平台,平台与硬隔离防护棚之间有3层楼层空间。因此,超长板块的垂直吊运不会受到上层施工的影响。

按照标准层的做法,每一安装楼层的单元板,应尽量存放于待安装的楼层内,以便于安装。但此处楼层内钢结构密集,钢柱已经完全阻断了单元板的出板(即单元板块从楼层内运输至外面进行安装的过程)路径,因此高空大堂单元板的存放要采取特殊处理,必须使高空大堂的单元板配合安装顺序及进度的要求,分批次吊运至高空大堂的上一个楼层,由上一个楼层出板。

利用单轨吊系统和起吊平台,把单元板从储存的楼层吊运出结构外,首先水平转运至安装位置的上方,在确认待安装楼层的人员已经就位并采取相应的防风及安全措施后(避免在恶劣的风雨天气施工),把待安装的单元板平稳、匀速下降至目标楼层。

1)利用单轨吊系统及起吊平台出板(见图3a)。

2)单元板水平移动到待安装位置的上方,停稳后下行(见图3b)。

3)单元板安装就位,调整并固定(见图3c)。

天津高银117大厦巨型柱处为单元式铝板幕墙,依附在4个巨型钢结构柱体上,钢结构巨型柱顶、底垂直距离偏移10m,在高度方向上每60m左右就要偏移1m,总面积约43 000m²,由于没有操作面,考虑到安装质量及进度的因素,本工程在安装此处单元式铝板幕墙时采用电动葫芦与吊篮交替施工的双轨吊系统,既保证了施工的安全系数,又对施工效率及进度有很好的促进作用。

在巨型柱部位的单元式铝板幕墙,由于楼层边没有操作面,需在此部位设置室外吊篮,由工人在楼层外侧的吊篮内进行安装。考虑到操作的安全性,此处的吊篮也要设置工字钢轨道,使之能围绕巨型柱运行,因此转角铝板的安装须采用双轨吊的形式进行,内层轨道吊装铝板,外层轨道吊装吊篮。作业面上方设立防护层。大厦每根巨型柱位置均安装2个转角吊篮。如图4所示。

上升移位前必须将吊篮平台升至悬挂装置处,挂牢安全钢丝绳,退出工作,切断电源。安装好下一施工段的吊篮,安装悬挂装置。重复吊篮平台的安装步骤,安装吊篮平台,拆卸上一施工段的悬挂装置。移位后有“移位安装记录”,经核验后方可投入使用。

吊篮的拆卸按安装过程的相反步骤进行,使吊篮沿轨道行驶至结构边缘,拉入结构内进行解体、拆卸,并把零配件用电梯运回地面。

天津高银117大厦幕墙工程高空大堂起吊平台的安装、双轨吊施工技术既保证了施工的安全系数,又显著提高了施工效率,降低了劳动强度及工程成本,经济及社会效益显著。