鋁格柵吊頂高空整體提升施工技術(shù)探討

雷 立， 張學(xué)鋒， 付效鐸

（中建八局第三建設(shè)有限公司 北京分公司，北京 100089）

隨著建筑市場的繁榮發(fā)展，大量帶有大空間中庭形式的公共建筑不斷涌現(xiàn)，此類建筑屋頂往往設(shè)計(jì)為鋼結(jié)構(gòu)屋架+玻璃采光頂屋面。為追求建筑物中庭光影效果，在鋼結(jié)構(gòu)屋架下方一般會設(shè)計(jì)有不同造型的鋁格柵吊頂[1]，此類吊頂安裝高度和拼裝難度大，如采用常規(guī)施工工藝，往往工期長、成本高、安全隱患大、成型質(zhì)量不易保證。本文結(jié)合某工程鋁格柵吊頂安裝施工實(shí)例，介紹了一種平面鋁格柵吊頂高空整體提升施工技術(shù)。

1 工程概況

某工程主樓中庭區(qū)域設(shè)計(jì)為平面井字形鋼屋架+采光頂屋面，吊頂位于中庭頂部鋼結(jié)構(gòu)屋架下方。吊頂?shù)讟?biāo)高21.55 m，東西向長24.90 m，南北向長18.74 m，平面面積約380 ,由30 mm×50 mm×2 mm 鋁合金方管拼裝成整體構(gòu)件，平面近似橢圓形不規(guī)則狀，外輪廓由多道半徑大小不一的圓弧和長短不一的直線段相切組合而成，吊頂輪廓線內(nèi)部劃分成3 m×3 m井字形分格，每個(gè)分格內(nèi)部采用多道平行鋁合金方管組成三角形格柵區(qū)，總質(zhì)量約2 t（平均5.26 kg/ ）。見圖1。

圖1 中庭吊頂

吊頂上方為井字形鋼結(jié)構(gòu)屋架，主鋼梁規(guī)格為700 m×250 mm×20 mm×10 mm，次鋼梁規(guī)格為250 mm×250 mm×6 mm×6 mm，主次鋼梁底標(biāo)高均為21.900 m，桿件縱橫間距3 m，吊頂井字形桿件與上方鋼梁對中設(shè)置。

吊頂掛裝方法：

1）主鋼梁下部的掛件采用焊接方式與主鋼梁連接；

2）次鋼梁下部的掛件采用螺桿抱箍形式與次鋼梁連接；

3）每個(gè)單元格柵三角形斜邊中心點(diǎn)位置處，采用5 mm 雙股鋼絲繩+U 型扁鐵（60 mm×6 mm 扁鐵）錨固于上方采光天窗骨架位置。

2 施工方案及工藝原理

2.1 方案比選

方案一：自首層地面搭設(shè)滿堂架施工、高空拼裝、掛裝吊頂。

方案二：地面拼裝吊頂，利用電動葫蘆高空同步提升至安裝位置，高空掛裝。

分析工程難點(diǎn)、選擇最優(yōu)施工方案，見表1。

表1 施工方案比選

通過對比，選擇方案二作為中庭吊頂最終施工方法。

2.2 工藝原理

1）吊頂及提升輔助托架在地面進(jìn)行加工及整體拼裝，吊頂置于輔助托架之上。

2）采用電動葫蘆作為提升裝備，柔性鋼絲繩作為承重索具，鋼結(jié)構(gòu)托架作為鋁格柵吊頂提升輔助架，通過同步指揮電動葫蘆開關(guān)、鋼絲繩同步提升鋼結(jié)構(gòu)托架，將鋁格柵吊頂整體提升至設(shè)計(jì)高度。

3）吊頂就位后，根據(jù)上部鋼結(jié)構(gòu)桿件布置情況，采用U 型鋼和鋼絲繩兩種不同特性的掛件組成剛?cè)嵝越M合掛裝體系。

4）最后放松葫蘆鋼絲繩，將鋼結(jié)構(gòu)托架放至地面拆除。

3 施工方法

3.1 施工流程

施工準(zhǔn)備→測量放線→吊頂?shù)孛嫫囱b、加強(qiáng)層安裝→鋼托架制作→電動葫蘆安裝→吊頂整體提升→吊頂掛裝→檢查驗(yàn)收→鋼結(jié)構(gòu)托架拆除→成品保護(hù)。

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 施工準(zhǔn)備

1）制作小樣，對桿件復(fù)雜節(jié)點(diǎn)拼接處、吊頂外圈鋁方管圓弧段等位置試加工、提前解決施工難點(diǎn)、制定樣板標(biāo)準(zhǔn)。

2）吊頂上方鋼結(jié)構(gòu)屋架全部施工完成，鋼架中間已滿鋪腳手板。

3）中庭混凝土墊層地面平整、干凈、無積水，具備吊頂?shù)孛嫫囱b條件。

3.2.2 測量放線

1）將吊頂上方鋼結(jié)構(gòu)主次梁邊線作為吊頂平面定位控制線，利用激光垂準(zhǔn)儀依次將主鋼梁、次鋼梁邊線投射至首層混凝土地面上，再量出鋼梁中心線，作為吊頂網(wǎng)格中心線。

2）圓弧混凝土邊梁向地面投射時(shí)采用吊線法，根據(jù)圓弧曲率大小，按150～300 mm 間距布吊線點(diǎn)，在地面近似彈出圓弧側(cè)邊墨線。

3.2.3 吊頂?shù)孛嫫囱b

1）施工順序：縱向鋁方管定位擺放并接長→橫向鋁方管切割并拼裝→周圈封邊鋁方管加工及拼裝→井字格內(nèi)三角斜邊鋁方管切割及安裝→井字格內(nèi)三角區(qū)內(nèi)格柵鋁方管切割及安裝。見圖2。

圖2 吊頂拼裝

2）吊頂縱向桿件采用30 mm×50 mm×2 mm×6 000 mm 鋁方管對接接長，對接位置插入200 mm×49.5 mm×29.5 mm×2 mm 厚不銹鋼方管作為芯管，芯管深入每邊鋁方管內(nèi)各100 mm，再用抽芯鉚釘將芯管在兩側(cè)立面與鋁方管固定，每側(cè)各固定8個(gè)鉚釘。

3）吊頂橫向桿件切割好后，自中間向南北兩側(cè)與縱向鋁方管拼接。在二者相接處用鉚釘將L 型角碼固定至縱向鋁方管兩個(gè)側(cè)面，然后在角碼外側(cè)插上橫向鋁方管，用抽芯鉚釘固定，每側(cè)固定3 個(gè)。以此類推，完成井字形網(wǎng)格的拼裝。見圖3。

圖3 吊頂縱橫向鋁方管節(jié)點(diǎn)連接處

4）三角區(qū)格柵拼裝前需在三角斜邊及橫向鋁方管位置上量好分檔線，每個(gè)井字格內(nèi)鋁格柵方管呈東西向布置，方管軸線間距80 mm，用拐尺、卷尺畫線定點(diǎn)，下料加工后安裝。格柵鋁方管一端與橫向鋁方管連接，一端與三角斜邊鋁方管連接，用鉚釘及4 mm 鋁合金片在方管頂面固定，依次逐根施工完成。

3.2.4 加強(qiáng)層制作及安裝

吊頂拼裝完成后，在其上焊接方鋼管加強(qiáng)層，選擇規(guī)格為30 mm×50 mm×2 mm 的熱浸鍍鋅鋼管，沿縱橫向每隔6 m 布置，焊接成井字形網(wǎng)格并沿吊頂封邊管上方也焊接一圈方鋼管加強(qiáng)層。方鋼管加強(qiáng)層與下方吊頂鋁方管通過40 mm×3 mmU 形扁鐵加工件及M8 mm×65 mm不銹鋼螺桿緊固。見圖4。

圖4 吊頂鋁方管與加強(qiáng)層方鋼管固定剖面

3.2.5 鋼結(jié)構(gòu)托架制作

通過計(jì)算確定鋼托架圖紙并焊接制作[2]。托架分上下雙層，水平方鋼管規(guī)格為60 mm×40 mm×2 mm，立柱規(guī)格為60 mm×40 mm×2 mm，斜撐規(guī)格為30 mm×30 mm×2 mm。主框架由西向東排出8 根通長鋼龍骨，間距4 m，最大長度約24 m，由西向東按3 m分格。雙層架之間加焊斜撐進(jìn)行固定，托架高度600 mm。托架共布置6 個(gè)吊點(diǎn)，用20 mm 圓鋼加工成吊環(huán)焊接至托架主節(jié)點(diǎn)處。見圖5。

圖5 鋼結(jié)構(gòu)托架

3.2.6 吊掛件制作及安裝

吊頂掛件包括主鋼梁和次鋼梁下部U形吊掛件、三角形斜邊鋁方管跨中鋼絲繩吊掛件3種。主鋼梁下部U形掛件采用焊接方式固定，次鋼梁下部U形掛件采用抱箍方式固定，三角形斜邊鋁方管跨中處采用雙股5 mm鋼絲繩掛裝固定至上方玻璃天窗水平鋼梁上。

3.2.7 電動葫蘆安裝

電動葫蘆安裝在兩根4 m長[100槽鋼組成的支架上，槽鋼支架呈東西方向放置于鋼結(jié)構(gòu)主梁上，兩端用50 mm×50 mm×4 mm方鋼管焊接固定避免槽鋼前后擺動，兩根槽鋼中部加焊方管支架固定，避免左右擺動，槽鋼與鋼結(jié)構(gòu)接觸面用橡膠墊塊防滑處理。電動葫蘆位置與鋼托架上吊點(diǎn)上下垂直對齊。見圖6。

3.2.8 試吊及吊頂整體提升

1）試吊前。檢查鋼絲繩在卷筒上是否排列整齊，有無亂繩現(xiàn)象；吊點(diǎn)卡箍是否固定牢固，達(dá)到安全要求；接電線路是否供電正常；鋼托架焊接質(zhì)量是否存在缺陷；現(xiàn)場是否設(shè)置吊裝警戒區(qū)，專職安全人員是否到場。

2）試吊。采用6 點(diǎn)平衡起吊法。對電葫蘆開關(guān)3次，確保每臺設(shè)備都處于正常狀態(tài)。先將鋼托架向上提升0.2 m，經(jīng)檢查無過大變形后，提升至距地1 m，用輔助繩進(jìn)行牽引保持鋼托架平穩(wěn)并在鋼托架東西南北四個(gè)方向各綁扎一根纜風(fēng)繩。如鋼托架出現(xiàn)變形過大時(shí)，需將托架放置地面，在薄弱處補(bǔ)充焊接支撐立桿或斜桿，提高鋼托架整體剛度。

3）吊頂整體提升。試吊24 h 后復(fù)核鋼托架及吊頂整體變形情況，檢查無誤后正式起吊。安排6 名操作工單獨(dú)負(fù)責(zé)各自電動葫蘆，設(shè)一名總指揮，確保6臺吊機(jī)提升速度一致。

如發(fā)現(xiàn)傾斜現(xiàn)象，單獨(dú)對傾斜處進(jìn)行調(diào)整，保證鋼托架及吊頂處于水平狀態(tài)。按每3 m 高度重復(fù)以上步驟，直至提升到位。吊頂提升到位后，保持吊繩固定，拉緊纜風(fēng)繩并復(fù)核吊頂位置，采用手動葫蘆微調(diào)吊頂后進(jìn)行吊掛件安裝。

3.2.9 吊頂高空掛裝

1）吊頂提升到位后，保持電動葫蘆鋼絲吊繩固定，拉緊纜風(fēng)繩，利用經(jīng)緯儀復(fù)核吊頂位置，采用手動葫蘆微調(diào)吊頂，使吊頂網(wǎng)格線與上部鋼梁軸線對中，然后將纜風(fēng)繩固定于相鄰混凝土結(jié)構(gòu)柱上，保證吊頂與鋼托架穩(wěn)定不發(fā)生晃動和位移。

2）自吊頂中心位置向外逐一掛裝吊頂掛件，先固定東西向吊點(diǎn)，再固定南北向加強(qiáng)層上吊點(diǎn)，然后固定圓弧吊點(diǎn)，最后掛裝單元格柵三角形斜邊中心點(diǎn)位置鋼絲繩吊點(diǎn)。

3.2.10 檢查驗(yàn)收

重點(diǎn)對吊頂標(biāo)高、尺寸、起拱和造型、吊桿和龍骨的材質(zhì)、規(guī)格、安裝間距及連接方式等內(nèi)容進(jìn)行檢查[3]。

3.2.11 鋼結(jié)構(gòu)托架拆除

吊頂完成驗(yàn)收后，對吊頂、鋼托架、電動葫蘆統(tǒng)一檢查，確認(rèn)安全后，緩慢向下放開鋼絲繩，使鋼托架與吊頂分離0.1～0.2 m，檢查吊頂有無過大變形。如吊頂連接牢固未發(fā)生過大變化，緩慢將鋼托架徐徐下放至地面，拆除后運(yùn)離作業(yè)區(qū)。

3.2.12 成品保護(hù)

1）在吊頂四周設(shè)置警示標(biāo)志，避免人為破壞。

2）交叉作業(yè)時(shí)，對吊頂表面采用塑料薄膜覆蓋、包裹措施，防止吊頂受到污染。

4 效果分析

通過本技術(shù)的實(shí)施，不需要搭設(shè)滿堂操作架、地面拼裝操作簡單、速度快、施工難度大為降低、施工質(zhì)量一次成優(yōu)，避免返工，大大縮短了不必要的工期損失，相對于傳統(tǒng)搭設(shè)滿堂架高空安裝吊頂施工工藝，工期縮短了10 d。見圖7。

圖7 安裝效果

5 結(jié)語

通過對吊頂安裝方法、吊裝方式進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)、方案策劃先行、過程嚴(yán)格控制、圓滿完成了吊頂安裝工作，效果較好，經(jīng)濟(jì)效益明顯。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多的大面積吊頂工程將不斷出現(xiàn)，本技術(shù)提供了一種成功案例，為后續(xù)類似吊頂工程在安裝方法、質(zhì)量控制、工期管理等方面提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)借鑒。