基于既有建筑单元式幕墙改造的塔式起重机施工部署研究与应用

DOI:10.7672/sgjs2020020045

2020年1月下

CONSTRUCTIONTECHNOLOGY

施　工　技　术

　45

基于既有建筑单元式幕墙改造的塔式起重机施

∗

工部署研究与应用

王玉泽,徐　巍,张福江,童　晶

(中国建筑一局(集团)有限公司,北京　100161)

[摘要]基于航华科贸中心东塔楼外立面装修改造工程,分析施工部署重点、难点,包括塔式起重机位置、基础形式及附墙件位置确定;通过方案比选,确定合理的起重机布设位置、基础形式及附墙件位置;详细介绍施工过程,包括单元式幕墙安装、基础支撑钢平台安装、塔式起重机安装、附墙件安装及转换等,实现现场主体结构施工和单元式幕墙安装平行运行,缩短施工工期,降低施工成本。[关键词]既有建筑;改造;幕墙;塔式起重机;附墙件;安装[中图分类号]TU767

[文献标识码]A

[文章编号]1002-8498(2020)02-0045-04

ResearchandApplicationofTowerCraneConstructionDeploymentBasedontheRenovationofExistingBuildingUnitCurtainWall

(ChinaConstructionFirstGroupCo.,Ltd.,Beijing　100161,China)

WANGYuze,XUWei,ZHANGFujiang,TONGJing

Abstract:BasedontherenovationprojectofthefacadeofA1andA2buildingsofHanghuaScienceandTradeCenter,thispaperanalyzesthekeypointsanddifficultiesofconstructiondeployment,includingaccessories.Throughtheschemecomparison,itdeterminesthereasonablelocationselectionofcranefoundationsupport,towercraneinstallationandconversionofattachedwallparts,whichcanrealizetheparalleloperationofmainstructureconstructionandunitcurtainwallinstallationonsite,shortentheconstructionperiodandreducetheconstructioncost.0　引言

随着建筑工业化程度不断提高,单元式幕墙凭借其工厂化加工程度高、现场安装简便快速、有效缩短工程施工周期等特点正逐步得到推广应用。然而,单元式幕墙存在现场吊装要求高、安装精度高、易破碎、更换费用较高等缺点。在高层建筑外立面改造施工过程中,垂直运输机械如何布置和使用对施工部署、施工工期等影响较大,特别是在外围护结构为单元式幕墙的高层建筑改造施工过程中,如何合理有效组织垂直运输机械和单元式幕墙空间关系将直接影响主体结构、屋面工程及单元式

∗国家重点研发计划项目(2016YFC0700709)

[作者简介]王玉泽,工程师,E-mail:767458817@qq.com[收稿日期]2019-08-12

thelocationselectionoftowercrane,thefoundationformselectionandthelocationselectionofwalllayout,thefoundationformandthelocationofwallaccessories.Itintroducestheconstructionprocessindetail,includingtheinstallationofunitcurtainwallandthefoundationinstallationofsteelplatformfor

Keywords:existingbuilding;renovation;curtainwall;towercranes;attachment;installation

幕墙等的施工工期。结合北京市航华科贸中心A1,A2楼外立面装修改造施工期间塔式起重机和单元式幕墙的空间关系巧妙运用进行综合探索。1　工程概况

航华科贸项目原使用功能为公寓,现改装为集会所、商铺和高档公寓为一体的综合性建筑,总建筑面积34638m2,主体结构为框架结构,局部钢结构。

2　塔式起重机概况

根据施工图纸要求,本工程结构标高71.200m以上3层结构层(阁楼层、机房层、冷却塔层)原有钢筋混凝土结构(除核心筒外)全部静力拆除,原结构拆除后在结构标高71.200m结构层加建3层钢结构用于外立面单元式幕墙附着结构(见图1)。本

　46施工技术第49卷

工程塔式起重机主要用于顶部加建钢结构吊装和安装用途。

因此,如何合理布置塔式起重机位置及将各项制约因素影响程度降至最低是本方案重点考虑内容。

3.2　塔式起重机基础形式

本工程为装修改造工程,塔式起重机基础形式受原有结构制约因素较多,如何确定塔式起重机基图1　东塔改造后剖面

根据现场平面布置和施工要求,在结构主体南50m,侧安装编号为1台1JCD260号,运转所需电容量塔式起重机180kW。(见图2),臂长

图2　塔式起重机平面布置

塔式起重机基础采用底架压重形式,基础放置在人防出入口新增钢平台上部,塔式起重机标准节安装高度86.83m,塔身共设置3道附墙件与结构可靠连接。

3　施工部署重难点3.1　1)塔式起重机位置

项目周围交通运输不便本工程地处国贸,CBD大型机械进出场受限且需核心区,对望中国尊,提前进行占路申请2)本工程使用年限已逾。原有结构情况不明。

20年,原始资料缺失,100m3)2),现塔式起重机构件无堆放场地场空间狭小,可利用空。

间有限(约

础结构形式和传力方式、降低对原有结构影响尤为重要。

3.3　1)附墙件位置幕墙,幕墙安装高度关系建设单位预售节点本工程外立面整体改造为单元式石材玻璃

,附墙件位置直接影响单元式幕墙安装进度。日期,2)现场施工工期紧张屋面加建钢结构工程关系到主体结构封顶

。

4　施工方案比选

4.1　塔式起重机布设位置确定

针对本工程塔式起重机布设位置,初步拟定2个方案,通过BIM建模模拟,对2个方案进行多方面分析,如表1所示。

表1　布设位置方案对比

方案

主要优势

存在缺陷

1)入地脚螺栓与原有结构梁屋面式起重机通过后植连接,且屋顶层无法设置有效的抗倾覆连接,主要受力塔式起重机以拉弯和剪切为主,对原有布设在电梯塔式起重机布设位置结构承载力要求较高,且抗机房顶部井居中,选用较小型号即倾覆能力较差,整体安全性字(梁区可满足现场施工需求,较低费用较低

重机屋面)

式域起2);

的度较高屋面式起重机安装采高,安装采用的汽车式起重机吨位较大(500t汽车式起重机),路面承载力要求较高,场地受限明显,且费用较高

1)防出入口顶部塔式起重机布设在人,通过钢平台传力至人防出入口两侧剪力墙,并最终传

塔式起重机力至结构基础,对原有布设在首层结构破坏程度较低,且塔式起重机布设位置距离人防出入口受力形式以剪力墙受压结构外立面直线距离较近上部为主2),安全性较高;

(约8m),安装难度较大

度较低塔式起重机安装高,安装采用的汽车式起重机型号较小,场地需求及费用较低

　防出入口上部的方案　通过分析,最终选用塔式起重机布设在首层人,整体安全性较高,场地受限程度较小,费用相对略高。

4.2　塔式起重机基础形式选用

针对本工程塔式起重机基础形式选用,对拟定方案进行多方面对比分析,如表2所示。2020No.2

方案塔式起重机基础预埋塔式起重机基础钢平台

王玉泽等:基于既有建筑单元式幕墙改造的塔式起重机施工部署研究与应用

表2　基础形式方案对比

主要优势抗倾覆能力较高施工方便、节省工期

存在缺陷

1)工序复杂、工期较长;2)后期需拆除处理抗倾覆能力较低

　47

第2道附墙件位置),期间完成塔式起重机基础平台安装和首2道附墙件用钢柱安装,首2道附墙件充分运用幕墙开启扇位置。

2)安装塔式起重机,第3道附墙件附着在结构3)单元式幕墙利用环轨安装至18层,期间完层19层结构柱部位(同幕墙吊装用环形导轨安装结构层),同步进行顶部钢结构安装。

　　通过分析,最终选定钢平台基础形式,为提高1道附墙件。

塔式起重机抗倾覆能力,安装过程中应尽快安装第4.3　附墙件位置确定

成第3道附墙件用钢柱安装,将19层结构柱附墙件转换至18层附着在钢柱上。

附墙件位置确定直接影响外立面幕墙整体安装进度及建设单位预售节点,同时也对项目结构封顶日期产生较大影响,经过多次现场勘察,方案比选如表3所示。

表3　附墙件位置方案对比

方案主要优势存在缺陷根据结构形式和塔式起重机安装外立面幕墙安装进度附墙件布设原则速度快,加建钢结严重受限,影响预售进行位置选用构工期有保障节点

根据结构形式和外立面幕墙、塔式附墙件布设原则起重机及加建钢塔式起重机和钢结构略晚于外立进行位置选用,并结构等安装工程安装施工面幕墙安装工程,钢结合理进行二次附可实现同步施工,构安装施工工期略有墙件转换

整体施工进度有保障

压缩

　行附墙件现场施工　通过分析,最终选定附墙件二次转换的方案进,有效保证预售节点,且加建钢结构安装工期压缩程度较低。

5　拟定施工方案

针对单元式幕墙开启扇面积较大的特点,待单元式幕墙安装至塔式起重机第2道附墙件标高位置后,进行塔式起重机安装,塔式起重机第1,2道附墙件穿过幕墙开启扇与后置钢柱连接,第3道附墙件正常与结构柱连接。待单元式幕墙施工至第3道附墙件下一层结构层(即单元式幕墙安装环轨下一层)时,在该层单元式幕墙对应开启扇位置新增1道附墙件,同时将原有第3道附墙件拆除,后续采用塔式起重机安装剩余单元式幕墙。

6　施工工艺

6.1　优化设计、选定方案

考虑到单元式幕墙安装精度较高,如首先安装塔式起重机则附墙件所在整列位置单元式幕墙无法安装,后期安装精度难以控制且极易造成破损;如首先安装单元式幕墙,一方面塔式起重机难以有效附着,直接影响标高71.200m以上钢结构和单元式幕墙安装,另一方面严重制约施工工期。

经与设计、幕墙等单位现场勘察后,制定如下施工方案1)单元式幕墙安装至结构。

12层(塔式起重机

持续安装顶部钢结构和单元式幕墙4)拆除原有第3道结构柱附墙件。

,塔式起重机

6.2　单元式幕墙安装

单元式幕墙安装整体分为3个阶段。

置在结构1)第191阶段层,完成　采用环形导轨安装机上下空间同时施工作业2)第2阶段　采用环形导轨安装1~12层单元式幕墙吊装,环形导轨设,完成12~18,与塔式起重。

层单元式幕墙吊装3)。

机进行吊装第3,阶段完成　19环形导轨拆除后~23层单元式幕墙安装,采用塔式起重

。满足规范要求后,对不满足计算和规范要求的构件进行加固。

6.3　塔式起重机基础钢平台安装

单元式幕墙安装第1阶段期间可同时进行塔式起重机基础平台安装,塔式起重机基础坐落在钢平台上,钢平台通过植入后扩底机械锚栓与原人防出入口两侧剪力墙进行连接,塔式起重机通过钢平台传力至人防剪力墙并最终传力至结构基础,钢平台和剪力墙承载力经设计验算满足施工要求。

6.4　附墙件用钢柱安装

单元式幕墙安装第1阶段期间可同时进行附墙件用钢柱安装,由于幕墙开启扇位置无结构柱附着,因此需在幕墙开启扇位置增设钢柱作为塔式起重机附墙件的附着结构,钢柱与钢埋板焊接连接,钢埋板与结构边梁通过机械锚栓连接。附墙件结构布置如图3所示。

根据塔式起重机安装设计要求,将第1道附墙件安装在结构6层对应幕墙开启扇位置,第2道附墙件安装在结构12层对应幕墙开启扇位置,第3道附墙件二次转换安装在结构18层对应幕墙开启扇位置。

6.5　单元式幕墙开启扇拆卸

根据塔式起重机设计安装要求,在单元式幕墙进场后,拆卸对应塔式起重机附墙件位置处开启扇,待后期塔式起重机拆卸完毕后进行补装。

6.6　1)塔式起重机安装

单元式幕墙施工至第2道附墙件结构层(12　48施工技术第49卷

　　1)第1步　第1道附墙件安装在结构6层对应幕墙开启扇位置,第2道安装在结构12层对应幕墙开启扇位置,第3道附墙件固定在结构19层对应结构柱位置。

2)第2步　待外立面幕墙安装至结构18层时,

将原第3道结构柱附墙件转换安装至该层对应幕墙开启扇位置,待结构18层附墙件转换加装完毕后将7　结语

图3　附墙件及钢柱结构布置

原有结构19层附墙件拆除。

本文提供一种基于既有建筑单元式幕墙改造的塔式起重机施工部署方法,妥善解决单元式幕墙安装和塔式起重机运行的空间碰撞问题,实现主体结构施工和单元式幕墙安装的平行运行,缩短施工工期,降低施工成本。

参考文献:

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[2]　唐阁威,黄琳,覃日飞,等.南宁华润中心东写字楼项目重型

17-20.

层)时,开始安装塔式起重机。

底架、压重、底架基节、过渡节及2节标准节等→安装回转支撑及回转塔身→安装平衡臂及平衡重移动系统→安装塔帽→安装驾驶室→安装起重臂总6.7　附墙件安装及转换(见图4)成→接通电源、回转调试→吊装配重。

2)塔式起重机安装　流程为:安装基础钢梁、

平臂塔式起重机基础施工技术[J].施工技术,2018,47(18):

[3]　林忠和,梁月利,唐阁威,等.南宁华润中心东写字楼塔式起

重机布置方案比选[J].施工技术,2018,47(4):21-24.研究与应用[J].施工技术,2017,46(18):58-62,92.

[4]　金振,吴小伟,周剑刚.超高层建筑大型塔式起重机布置技术

图4　附墙件安装及转换

(上接第10页)

长度和布设间距,对于不规则结构适用性极强。

装配式构件,工作损耗小,可多次重复利用,节能环保;构造简单、耗用周转材料少,施工便捷快速。

参考文献:

[1]　林智利.贝雷架钢栈桥的施工技术研究[J].福建建材,2019

3)绿色节能,环境可靠　贝雷架、型钢均属于

图7　计算模型

5　结语

传统贝雷架支模体系多用于桥梁,但随着房建工程追求夸张造型的趋势,采用贝雷架结合传统钢管支模架体系有其天然优势。

1)安拆简便,进度可靠　贝雷架及钢构件用塔

[2]　修亚光,卢雄峰,王玮,等.贝雷架在剧院项目舞台区域大空

间超高支模中的应用[J].建筑施工,2019,41(7):1283-1285.[J].上海建设科技,2019(3):18-20.筑,2019(2):69-71.

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滑移体系设计与应用[J].施工技术,2018,47(5):17-20.[J].居舍,2019(28):.

(9):60-62.

式起重机吊运至现场即可快速安装就位,利用汽车式起重机及手拉葫芦即可快速整组拆除贝雷架及钢构件,施工速度快。

2)受力稳定,安全可靠　贝雷架刚度大、变形

小、受力稳定、组合灵活,将其运用至房建工程超长超高悬挑混凝土结构施工中,无须搭设竖向超高支撑体系,不仅不占用其他作业面场地,且降低安全风险。可基本覆盖悬挑混凝土结构长度范围,增加架体悬挑