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單元式幕墻軌道法安裝技術

來源:2012年會論文集  作者:高樹鵬  日期:2012-7-12
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摘要:本文通過介紹泰達廣場B區(qū)塔樓單元式幕墻安裝軌道系統(tǒng)的設計及施工實踐,軌道系統(tǒng)作為單元板塊安裝的機具,減少吊籃投入及配重安裝、提升機具的多次移動,縮短施工工期;雙軌道系統(tǒng)作為單元板塊安裝的機具,兼做硬防護;軌道系統(tǒng)是單元式幕墻單元板塊安裝高效、實用、安全、經(jīng)濟的施工方法。軌道法安裝技術對平面布置規(guī)則,立面簡潔、變化少的同類工程單元式幕墻安裝有較大的借鑒意義和指導作用,具有較高的應用推廣價值。
關鍵詞:單元式幕墻;軌道法安裝技術;軌道系統(tǒng);懸臂吊機;施工方法
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  當塔樓主體結構施工至頂屋,且6-13層單元式幕墻板塊全部施工完畢時,在塔樓27層位置設置全封閉式雙軌道施工系統(tǒng)兼安全防護層,進行14-26層單元式幕墻板塊的吊裝。

  當塔樓屋頂鋼構完成時,且14-26層單元式幕墻板塊全部施工完畢時,考慮上面板塊數(shù)量較少,在塔樓頂層位置利用主體鋼結構設置單軌道施工系統(tǒng),進行27層至機房層單元式幕墻的吊裝施工,為確保最上面單元板塊安裝,單軌道施工系統(tǒng)下沿高出最上面單元板塊700mm~800mm。

  4  單元式幕墻單元板塊運輸、裝卸、搬運
  4.1  單元式幕墻單元板塊運輸、裝卸
  單元式幕墻板塊采用如下所示運輸專用架進行運輸,施工現(xiàn)場前期采用塔吊,后期采用吊車進行卸車。

  4.2  單元式幕墻單元板塊轉(zhuǎn)運及垂直運輸
  單元式幕墻單元板塊轉(zhuǎn)運現(xiàn)場采用自制的龍吊、電動葫蘆等進行。

  施工現(xiàn)場同時設置專用的可移動鋼平臺方便單元式幕墻板塊平面運輸。

  單元式幕墻板塊的垂直運輸采用自行設計制作的懸臂吊機進行,懸臂吊機配備卷揚機,速度較電動葫蘆快,將單元式幕墻板塊提升或送入指定的樓層位置;樓層設置專用的可移動鋼平臺,可移動鋼平臺裝有滾輪,可以在樓內(nèi)進行移動,到達指定位置。

  4.2.1  懸臂吊機設計的參數(shù)
  板塊重量:1265kg
  懸臂吊機自重:550kg(吊裝機械尺寸:4.9m×1.1m,其中吊裝機械到樓板邊3.4m,樓板邊到吊點1.5m)樓面荷載:3.0kN/m2  鋼絲繩:Ф24
  配重:1000kg
  懸臂吊機旋轉(zhuǎn)半徑:3.5m
  4.2.2  懸臂吊機的驗算
  4.2.2.1  懸臂吊機置于樓面驗算
  懸臂吊機荷載2.82kN/m2≤3.0kN/m2,懸臂吊機放在樓板符合要求。

  4.2.2.2  鋼絲繩許用拉力驗算
  P=5.7(噸)>1.265噸(板塊重量),Ф24鋼絲繩符合要求。

  4.2.2.3  抗傾覆安全驗算
  K= =2.77≥2,結構抗傾覆系數(shù)符合規(guī)定,滿足要求!

  5  單元式幕墻單元板塊安裝
  5.1  軌道系統(tǒng)組成
  雙軌道系統(tǒng)橫向采用25a#工字鋼,長度為5.1m,為了便于裝卸,采用抱箍固定方式在樓板上。橫向工字鋼懸挑出主體結構長度為2m,用6×37鋼絲繩拉住橫向工字鋼懸挑位置,懸挑上部鋪Ф48×3.5鋼管及20mm木板做安全防護棚用,邊緣安全防護高度為1.2m,縱向工字鋼采用18#工字鋼雙軌道。

  單軌道系統(tǒng)橫向采用25a#工字鋼,長度為5.1m,懸挑出主體結構長度為2m,用6×37鋼絲繩拉住橫向工字鋼懸挑位置,縱向工字鋼采用18#工字鋼軌道,整個系統(tǒng)安裝在主體鋼結構上。

  雙軌道系統(tǒng)外軌道安裝電動吊籃,吊籃在軌道可以自由移動,進行清理埋件、測量放線、掛座安裝等作業(yè);內(nèi)軌道安裝電動葫蘆,電動葫蘆在軌道上可以自由移動,進行單元式幕墻板塊安裝。

  單軌道系統(tǒng)只進行27層至機房層單元式幕墻板塊的吊裝施工,單元式幕墻板塊數(shù)量較少,先利用外軌道安裝電動吊籃,在完成清理埋件、測量放線、掛座安裝等作業(yè)后安裝電動葫蘆,進行單元板塊安裝。

  5.2  軌道系統(tǒng)設計
  5.2.1  軌道系統(tǒng)設計的參數(shù)
  縱向工字鋼:I18#(長度按最長計算,6000mm)
  橫向工字鋼:I25a#(長度按最長計算,5100mm,其中懸挑長度為2000mm)
  ZLP800吊籃 :額定荷載800kg+自重700KG=1500kg
  鋼絲繩電動葫蘆:250kg
  最大單元板塊:2.7m×5.1m=13.77m2×0.9kN/ m2=1265kg
  木板:20mm厚
  工字鋼材質(zhì):Q235
  X軸塑性發(fā)展系數(shù)rx=1.05
  樓板厚度為150mm,混凝土強度為C30
  5.2.2  縱向18#工字鋼軌道的驗算
  5.2.2.1  吊籃吊點驗算
  標準值Pk=1500㎏
  設計值Pd=1500㎏×1.4=2100㎏
  截面類型:I18#
  截面特性:Ix=1660cm4,Wx=185cm3,Sx=106.5cm3,G=24.1㎏/m,翼緣厚度tf=10.7mm,腹板厚度tw=6.5mm。

  支座反力RA=RB=Pd/2=1050㎏
  最大彎矩Mmax= 30870000N·mm
  彎曲應力σmax=158.91N/mm2<抗彎設計值f=215N/mm2,符合要求!

  A處剪應力τA= =10.15N/mm2
  B處剪應力τB=τA=10.15N/mm2
  支座最大剪應力τmax=10.15N/mm2<抗剪設計值fv=125N/mm2,符合要求
  5.2.2.2  鋼絲繩電動葫蘆吊點計算驗算(安裝一臺)
  標準值Pk=最大單元板塊+鋼絲繩電動葫蘆自重=1515㎏
  設計值Pd=1515㎏×1.4=2121㎏
  截面類型:I18#
  截面特性:Ix=1660cm4,Wx=185cm3,Sx=106.5cm3,G=24.1㎏/m,翼緣厚度tf=10.7mm,腹板厚度tw=6.5mm。

  支座反力RA=RB=Pd/2=1060㎏
  最大彎矩Mmax=31178700N·mm
  彎曲正應力σmax =160.5N/mm2<抗彎設計值f=215N/mm2,符合要求!

  A處剪應力τA=10.25N/mm2
  B處剪應力τB=τA=10.25N/mm2
  支座最大剪應力τmax=10.25N/mm2<抗剪設計值fv=125N/mm2,符合要求!

  5.2.3  懸挑工字鋼25a#與吊點(導軌)工字鋼18#連接的驗算
  工字鋼18#軌道通過由厚度為10mm的鋼板焊接而成的夾具固定在懸挑工字鋼25a#,工字鋼18#與夾具接觸面中心到夾具中心的距離d=60mm,夾具受荷載焊縫長度l=75mm(計算時兩端各減去10mm),焊腳高度hf=5mm(計算時乘以0.7)。

  單條焊縫抵抗矩為W=1765mm3,
  單條焊縫有效面積:A=192.5mm2
  單條焊縫所受拉力為:Fmax=2598.23N
  單條焊縫所受彎矩為:M=155893.8N·mm
  焊縫所受最大應力為σmax=101.82N/mm2<160N/mm2,符合要求!

  5.2.4  橫向懸挑25a#工字鋼的驗算
  標準值Pk=1500㎏(吊籃位置)+1515㎏(電動葫蘆位置)+289.2㎏(I18#位置)+100㎏(夾具位置)=3404.2㎏
  設計值Pd=3404.2㎏×1.4=4765.88㎏
  截面類型:I25a#
  截面特性:Ix=5020cm4,Wx=402cm3,Sx=230.7cm3,G=38.1㎏/m,翼緣厚度tf=13mm,腹板厚度tw=8mm
  支座反力RA=RB=Pd/2=2382.94㎏
  最大彎矩Mmax= 23352815N·mm
  彎曲正應力σmax=55.32N/mm2<抗彎設計值f=215N/mm2,符合要求!

  A處剪應力τA= 13.41N/mm2  B處剪應力τB=τA=13.41N/mm2
  支座最大剪應力τmax=13.41N/mm2<抗剪設計值fv=125N/mm2,符合要求!

  最大撓度fmax= 0.54mm
  相對撓度v= 0.00027<撓度控制值[v]=L/250=2000/250=8,符合要求! 
  5.2.5  鋼絲繩的驗算
  鋼絲繩的容許拉力[Fg]:[5.89kN(防護)+34.1kN(工字鋼)]/sin70o=43kN
  6×37鋼絲繩不均勻系數(shù)取0.82,安全系數(shù)k=6
  鋼絲繩的鋼絲破斷拉力Fg=6×43kN/0.82=314.63kN
  表查得出,選取1根直徑24的6股37絲的鋼絲繩,當鋼絲繩的公稱抗拉強度為16700N/mm2時,F(xiàn)g=319kN,能滿足要求。

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