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1 工程概况
泰达广场B区位于天津市滨海新区第二大街与新城东路交汇处，由天津泰达发展有限公司投资建设，工程总建筑面积240000m2，由四层裙房和两栋28层塔楼（B1、B2）组成，建筑高度125.5m，檐口高度134.5m，幕墙总面积约为60000 m2。建筑用途为高档办公楼、配套商业、地下停车库及其附属设施。泰达广场B区塔楼主要涉及到单层单元式玻璃幕墙、单元式石材幕墙、外循环单元双层幕墙、转角单元式装饰百叶幕墙、转角框架石材幕墙、铝合金防雨百叶等。B1、B2塔楼单元幕墙板块数量均为2700块，标准楼层最大的板块尺寸为2700mm×4200mm，顶层最大板块尺寸为2700×5100mm。
2 单元幕墙系统介绍
2.1 系统一：单元式单层玻璃幕墙（竖向石材遮阳）
位置：B1、B2东西立面塔楼26.7m～134.5m
构造：单元式幕墙、横滑式系统、竖向石材遮阳挑出玻璃面400mm、层间背衬埃特板
玻璃类型：120m以下TP8+16A+TP6双银Low-E；120m以上TP10+12A+TP8双银Low-E中空玻璃
竖向石材遮阳表面处理：30mm厚水磨石面花岗岩+纤维背网
2.2 系统二：单元式石材幕墙（竖向石材遮阳）
位置：B1、B2东西立面塔楼26.7m～134.5m
构造：单元式幕墙、横滑式系统、石材幕墙开放式背栓做法；竖向石材遮阳挑出玻璃面600mm
竖向石材遮阳表面处理：30mm厚水磨石面花岗岩+纤维背网
钢龙骨：钢结构表面整体热浸镀锌处理
2.3 系统三：外循环双层玻璃幕墙
位置：B1、B2南立面塔楼26.7m～134.5m
构造：外循环单元式双层幕墙、横滑式系统、热通道装有电动百叶帘、通风百叶、通风格栅
玻璃类型：外皮12mm单片钢化玻璃、内皮TP8+16A+TP6双银；28层转角处外皮采用15mm单片钢化玻璃
2.4 系统四：单元式单层玻璃幕墙
位置：B1、B2北立面塔楼26.7m～134.5m
构造：单元式幕墙、横滑式系统、层间装饰百叶、背衬埃特板
玻璃类型：（8+1.52PVB+8）+12A+TP10中空钢化双银Low-E玻璃；其中夹胶玻璃原片120m以下为非钢化玻璃；120m以上为半钢化玻璃。
2.5 系统五：单元式铝合金百叶位于B1、B2东、西、南、北立面四个转角处
3 施工部署及双轨道系统布置
泰达广场B区塔楼为确保施工工期，减轻单元式幕墙板块加工、存放及现场安装压力，施工中将塔楼单元式幕墙分成三个独立施工段进行安装。当塔楼主体结构施工至16层时，就开始进行单元式幕墙板块安装，单元式幕墙板块安装与主体结构施工同步进行。为此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14层顶部位置沿建筑物四周设置双轨道系统。双轨道系作为单元板块安装的机具，同时兼做硬防护，确保上下安全作业，进行6-13层单元式幕墙板块的吊装。
当塔楼主体结构施工至顶屋，且6-13层单元式幕墙板块全部施工完毕时，在塔楼27层位置设置全封闭式双轨道施工系统兼安全防护层，进行14-26层单元式幕墙板块的吊装。
当塔楼屋顶钢构完成时，且14-26层单元式幕墙板块全部施工完毕时，考虑上面板块数量较少，在塔楼顶层位置利用主体钢结构设置单轨道施工系统，进行27层至机房层单元式幕墙的吊装施工，为确保最上面单元板块安装，单轨道施工系统下沿高出最上面单元板块700mm～800mm。
4 单元式幕墙单元板块运输、装卸、搬运
4.1 单元式幕墙单元板块运输、装卸
单元式幕墙板块采用如下所示运输专用架进行运输，施工现场前期采用塔吊，后期采用吊车进行卸车。
4.2 单元式幕墙单元板块转运及垂直运输
单元式幕墙单元板块转运现场采用自制的龙门吊、电动葫芦等进行。
施工现场同时设置专用的可移动钢平台方便单元式幕墙板块平面运输。
单元式幕墙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，将单元式幕墙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。
4.2.1 悬臂吊机设计的参数
板块重量：1265kg
悬臂吊机自重：550kg（吊装机械尺寸：4.9m×1.1m，其中吊装机械到楼板边3.4m，楼板边到吊点1.5m）楼面荷载：3.0kN/m2 钢丝绳：Ф24
配重：1000kg
悬臂吊机旋转半径：3.5m
4.2.2 悬臂吊机的验算
4.2.2.1 悬臂吊机置于楼面验算
悬臂吊机荷载2.82kN/m2≤3.0kN/m2，悬臂吊机放在楼板符合要求。
4.2.2.2 钢丝绳许用拉力验算
P=5.7（吨）＞1.265吨（板块重量），Ф24钢丝绳符合要求。
4.2.2.3 抗倾覆安全验算
K= =2.77≥2，结构抗倾覆系数符合规定，满足要求！
5 单元式幕墙单元板块安装
5.1 轨道系统组成
双轨道系统横向采用25a#工字钢，长度为5.1m，为了便于装卸，采用抱箍固定方式在楼板上。横向工字钢悬挑出主体结构长度为2m，用6×37钢丝绳拉住横向工字钢悬挑位置，悬挑上部铺Ф48×3.5钢管及20mm木板做安全防护棚用，边缘安全防护高度为1.2m，纵向工字钢采用18#工字钢双轨道。
单轨道系统横向采用25a#工字钢，长度为5.1m，悬挑出主体结构长度为2m，用6×37钢丝绳拉住横向工字钢悬挑位置，纵向工字钢采用18#工字钢轨道，整个系统安装在主体钢结构上。
双轨道系统外轨道安装电动吊篮，吊篮在轨道可以自由移动，进行清理埋件、测量放线、挂座安装等作业；内轨道安装电动葫芦，电动葫芦在轨道上可以自由移动，进行单元式幕墙板块安装。
单轨道系统只进行27层至机房层单元式幕墙板块的吊装施工，单元式幕墙板块数量较少，先利用外轨道安装电动吊篮，在完成清理埋件、测量放线、挂座安装等作业后安装电动葫芦，进行单元板块安装。
5.2 轨道系统设计
5.2.1 轨道系统设计的参数
纵向工字钢：I18#（长度按最长计算，6000mm）
横向工字钢：I25a#（长度按最长计算，5100mm，其中悬挑长度为2000mm）
ZLP800吊篮 ：额定荷载800kg+自重700KG=1500kg
钢丝绳电动葫芦：250kg
最大单元板块：2.7m×5.1m=13.77m2×0.9kN/ m2=1265kg
木板：20mm厚
工字钢材质：Q235
X轴塑性发展系数rx=1.05
楼板厚度为150mm，混凝土强度为C30
5.2.2 纵向18#工字钢轨道的验算
5.2.2.1 吊篮吊点验算
标准值Pk=1500㎏
设计值Pd=1500㎏×1.4=2100㎏
截面类型：I18#
截面特性：Ix=1660cm4，Wx=185cm3，Sx=106.5cm3，G=24.1㎏/m，翼缘厚度tf=10.7mm，腹板厚度tw=6.5mm。
支座反力RA=RB=Pd/2=1050㎏
最大弯矩Mmax= 30870000N·mm
弯曲正应力σmax=158.91N/mm2＜抗弯设计值f=215N/mm2，符合要求！
A处剪应力τA= =10.15N/mm2
B处剪应力τB=τA=10.15N/mm2
支座最大剪应力τmax=10.15N/mm2＜抗剪设计值fv=125N/mm2，符合要求
5.2.2.2 钢丝绳电动葫芦吊点计算验算（安装一台）
标准值Pk=最大单元板块+钢丝绳电动葫芦自重=1515㎏
设计值Pd=1515㎏×1.4=2121㎏
截面类型：I18#
截面特性：Ix=1660cm4，Wx=185cm3，Sx=106.5cm3，G=24.1㎏/m，翼缘厚度tf=10.7mm，腹板厚度tw=6.5mm。
支座反力RA=RB=Pd/2=1060㎏
最大弯矩Mmax=31178700N·mm
弯曲正应力σmax =160.5N/mm2＜抗弯设计值f=215N/mm2，符合要求！
A处剪应力τA=10.25N/mm2
B处剪应力τB=τA=10.25N/mm2
支座最大剪应力τmax=10.25N/mm2＜抗剪设计值fv=125N/mm2，符合要求！
5.2.3 悬挑工字钢25a#与吊点（导轨）工字钢18#连接的验算
工字钢18#轨道通过由厚度为10mm的钢板焊接而成的夹具固定在悬挑工字钢25a#，工字钢18#与夹具接触面中心到夹具中心的距离d=60mm，夹具受荷载焊缝长度l=75mm（计算时两端各减去10mm），焊脚高度hf=5mm（计算时乘以0.7）。
单条焊缝抵抗矩为W=1765mm3，
单条焊缝有效面积:A=192.5mm2
单条焊缝所受拉力为：Fmax=2598.23N
单条焊缝所受弯矩为：M=155893.8N·mm
焊缝所受最大应力为σmax=101.82N/mm2＜160N/mm2，符合要求！
5.2.4 横向悬挑25a#工字钢的验算
标准值Pk=1500㎏（吊篮位置）+1515㎏（电动葫芦位置）+289.2㎏（I18#位置）+100㎏（夹具位置）=3404.2㎏
设计值Pd=3404.2㎏×1.4=4765.88㎏
截面类型：I25a#
截面特性：Ix=5020cm4，Wx=402cm3，Sx=230.7cm3，G=38.1㎏/m，翼缘厚度tf=13mm，腹板厚度tw=8mm
支座反力RA=RB=Pd/2=2382.94㎏
最大弯矩Mmax= 23352815N·mm
弯曲正应力σmax=55.32N/mm2＜抗弯设计值f=215N/mm2，符合要求！
A处剪应力τA= 13.41N/mm2 B处剪应力τB=τA=13.41N/mm2
支座最大剪应力τmax=13.41N/mm2＜抗剪设计值fv=125N/mm2，符合要求！
最大挠度fmax= 0.54mm
相对挠度v= 0.00027＜挠度控制值[v]=L/250=2000/250=8，符合要求！
5.2.5 钢丝绳的验算
钢丝绳的容许拉力[Fg]：[5.89kN（防护）+34.1kN（工字钢）]/sin70o=43kN
6×37钢丝绳不均匀系数取0.82，安全系数k=6
钢丝绳的钢丝破断拉力Fg=6×43kN/0.82=314.63kN
表查得出，选取1根直径24的6股37丝的钢丝绳，当钢丝绳的公称抗拉强度为16700N/mm2时，Fg=319kN，能满足要求。 5.2.5 钢丝绳的验算
钢丝绳的容许拉力[Fg]：[5.89kN（防护）+34.1kN（工字钢）]/sin70o=43kN
6×37钢丝绳不均匀系数取0.82，安全系数k=6
钢丝绳的钢丝破断拉力Fg=6×43kN/0.82=314.63kN
表查得出，选取1根直径24的6股37丝的钢丝绳，当钢丝绳的公称抗拉强度为16700N/mm2时，Fg=319kN，能满足要求 5.3 单元式幕墙板块安装
5.3.1 清理埋件、测量放线、挂座安装
清理埋件、测量放线、挂座安装在双轨道系统外轨道或单轨道安装吊篮进行。吊篮可以在轨道上自由移动，只须在每个立面布置两台吊篮就满足施工需要，减少吊篮安装数量；吊篮安装在轨系统的轨道上，无须安装配重块，安装拆卸十分方便，安全性能大大提高。
挂座安装认真核实的位置，按照挂座的安装精度进行调整挂座的位置，使在其允许偏差范围内。
5.3.2 单元式幕墙板块安装
5.3.2.1 储放于地面的单元式幕墙板块
利用悬臂吊机卷扬机提升速度快的优势，将单元式幕墙板块提升到安装位置，转换到轨道系统轨道，利用架设于轨道的电动葫芦进行就位。轨道系统轨道上的电动葫芦同样可以在轨道上自由移动，减少传统提升工艺机具每安装一板块移动一次的工作，方便安装需要。
5.3.2.2 储放于楼层的单元式幕墙板块
在转运层设置转运钢平台，利用悬臂吊机提升到安装位置后，转换到轨道系统轨道，利用轨道电动葫芦进行安装。
5.3.2.3 单元式幕墙板块吊装
单元式幕墙板块在工厂里预制完成，每块板块上有生产合格证及编号、规格，施工人员按单元式幕墙板块编号图进行安装。单元式幕墙板块吊装过程由单元板块吊装上一层的指挥人员负责指挥，单元式幕墙板块在吊装过程应确保所有经过层都有人员监控，防止单元式幕墙板块在风力作用下与楼体发生碰撞。
5.3.2.4 单元式幕墙板块的插接就位、调整
单元式幕墙板块吊装至挂座相距200mm时，单元板块停止吊装，找准就位点，进行单元式幕墙板块的挂接；板块挂件就位到挂座后，在控制左右接缝尺寸的情况下命令板块继续吊装。由安装人员借助操作平台负责单元板块挂座对接，上、下两单元式幕墙板块的横向插接。确认单元式幕墙板块的挂点，左右插接，上、下插接都已安装到位后，拆除吊具，进行板块调整。调整单元式幕墙板块挂座高度和进出位，调整完毕后进行螺栓的锁紧工作。
双层单元式玻璃幕墙的安装先安装外层及内层固定扇，固定部分安装完毕后进行内层开启扇的安装工作。单元式幕墙的验收工作必须逐层进行，当一层单元式幕墙验收合格后方可进行上一层板块吊装工作。
5.4 防火施工
在单元组件就位固定后逐层进行防火施工，将加工好的防火板对照下料单，在各层上将防火板按顺序就位放好，就位后的防火板一侧固定在防火隔断横梁上，用拉钉固定，一侧与主体连接，用射钉固定，然后在防火板内填塞100mm厚的防火岩棉。
5.5 喷淋试验、清理
单元式幕墙板块安装完一部分后，按《建筑幕墙》GB/T21086-2007进行喷淋试验。喷水同时，在单元板块内侧安排人员检查，及时发现设计、安装中存在的问题，以便及早采取措施。
竣工前，对幕墙表面进行一次彻底的清洁，清洗方法是从上向下进行，拆除保护用塑料薄膜，用中性清洗剂清洗单元板块，待清洁剂清洗后用清水冲洗干净。
6 结束语
泰达广场B区轨道系统设计及施工实践，为单元式幕墙安装提供了更为先进的施工方法，资金投入不多，将施工措施与安全硬防护融为一体，减少吊篮投入及配重安装、提升机具的多次移动，提高安全性能，缩短施工工期，是单元式幕墙单元板块安装高效、实用、安全、经济的施工方法，将使本工程取得了良好的社会和经济效益。轨道法安装技术对平面布置规则，立面简洁、变化少的同类工程单元板块安装有较大的借鉴意义和指导作用，具有较高的应用推广价值。
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