高空遮阳膜预应力张拉分块吊装施工技术_郝加生.pdf

202212Building Construction2908高空遮阳膜预应力张拉分块吊装施工技术郝加生 欧传超 冯井方 敖开银 于巧巧 江 奎 杨子旭华鼎建筑装饰工程有限公司 上海 200333摘要：结合萧山国际机场三期交通中心工程，对高空遮阳膜跨越障碍吊装施工技术进行了研究。通过对施工难点及安全风险点进行分析，在施工过程中对垂直吊装和跨越障碍后的平行移动路线进行规划，最终顺利完成了施工，总结的经验可为类似项目提供参考。关键词：遮阳膜；跨越障碍；分板块吊装；装配式安装中图分类号：TU755 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2022)12-2908-04 DOI：10.14144/ki.jzsg.2022.12.029Construction Technology of Prestressed Tensioning and Block Hoisting of High Altitude Sunshade FilmHAO Jiasheng OU Chuanchao FENG Jingfang AO Kaiyin YU Qiaoqiao JIANG Kui YANG ZixuHuading Construction Decoration Engineering Co.,Ltd.,Shanghai 200333,ChinaAbstract:Combined with the third phase traffic center project of Xiaoshan International Airport,the hoisting construction technology of high-altitude sunshade film spanning obstacles is studied.Through the analysis of construction difficulties and safety risk points,the vertical lifting and parallel movement route after crossing obstacles are planned during the construction process,and the construction is successfully completed.The experience summarized can provide reference for similar projects.Keywords:sun visor;crossing obstacle;hoisting by plate;assembled installation1 工程概况杭州萧山国际机场三期项目是2022年杭州亚运会保障工程，萧山国际机场三期交通中心工程是目前全国机场类在建规模最大的GTC综合交通换乘中心，总建筑面积64万 m2，建成后将实现与高铁、地铁、大巴的无缝换乘，届时萧山国际机场将成为一个亚太门户枢纽和国家综合交通枢纽。高空遮阳膜预应力张拉分块吊装施工位于中庭214轴与215轴之间，属于交通中心核心位置，由16块等分扇形组成，相邻板块之间间距0.5 m，安装完成后整体呈圆形。高空遮阳膜安装标高为30 m，位于钢结构梁与预应力连杆之间，与地面呈15夹角，膜完成面到钢结构梁及预应力连杆距离均为0.75 m。该区域高度大、空间小且遮阳膜位于预应力连杆之上（图1），不能采用传统安装、吊装方式，施工难度大且安全风险系数高，需考虑遮阳膜应力张拉及高空吊装的可靠性，采用“预应力张拉分块吊装”的形式，保证遮阳膜预应力张拉的可靠性，同时满足分块吊装的可行性及现场装饰效果。2 重难点分析1）施工工期紧。15 d内完成中庭遮阳膜安装，需要完成包括遮阳膜骨架制作、膜材张拉、次梁固定、分块吊装等，施工工序烦琐。为确保按时完成任务，通过对原方案 现代建筑玻璃幕墙占建筑表面积的比例越来越大，近年来，遮阳膜安装应用在公装项目中不断涌现，采光及通透性的增加也导致了制冷和采暖能耗的增加。尤其是夏季，强烈的阳光辐射会大量通过玻璃幕墙进入室内，造成室内光线强度过高，温度大幅上升，增加空调能耗。而空调能耗的增加又会加大城市的热岛效应，使得城市变得更加炎热。建筑遮阳作为最直接有效的被动式节能措施之一，合理的玻璃采光顶与遮阳整合设计除了能够减少太阳辐射热进入室内，实现良好的室内温度环境之外，还能降低室内眩光，使室内照度均匀，提高室内视觉舒适度，并且对于建筑中庭室内的整体形象、空间塑造和采光顶构造节点也具有重要影响。而解决这一困局的良好方案就是设置相应的遮阳设施1。本文对高空遮阳膜的制作及安装的施工技术进行了分析，同时对遮阳膜的选材、张拉、吊装等进行了全面介绍，为后期的推广应用提供了案例支持。作者简介：郝加生（1975），男，本科，高级工程师。通信地址：上海市普陀区曹杨路2009弄68号1601室（200333）。电子邮箱：haojs_收稿日期：2022-10-12结构施工STRUCTURE CONSTRUCTION建筑施工第44卷第12期2909图1 遮阳膜安装位置BIM模型 的优化，采取对遮阳膜在地面进行预应力张拉后，再进行分块吊装，并在高空完成各个板块的组装拼接工作，确保能在规定时间内完成施工。2）板块大需定制膜材。遮阳膜最大宽度3.45 m，长度8.9 m。常规膜材宽度3.0 m，定制宽3.5 m遮阳膜成本及施工工期将大幅增加，且存在损耗增加的情况。经过讨论优化，利用遮阳膜拼接方式来避免定制遮阳膜，拼接缝隙与钢骨架通缝，接缝宽度30 mm，钢龙骨宽度40 mm，在视觉及观感上呈现出整体效果。利用现场复测的原始数据进行CAD放样，确保遮阳膜钢骨架与膜材位置一致（图2）。（a）钢骨架结构（b）遮阳膜分缝3 4103 4101 6688 7401 6688 740图2 遮阳膜骨架与膜材分割3）施工高度高、空间小。遮阳膜安装位于钢结构与预应力连杆之间，安装高度30 m，钢结构与预应力连杆之间距离1.5 m，竖向预应力连杆间距3.5 m，扇形遮阳膜最宽处3.45 m，安装过程中需在30 m高空穿过间距3.5 m的竖向预应力连杆。高度较高且施工复杂，传统的脚手架搭设工程量较大，且四周均为玻璃幕墙，无脚手架固定点。遮阳膜板块大且正下方有预应力连杆阻挡，无法采用传统的吊装方式进行吊装。经过优化措施方案，通过对顶部钢结构进行测量发现，可利用钢结构自身作为吊装的支点，在钢结构不同的位置安装电动葫芦，通过不同位置电动葫芦的不同工作状态实现遮阳膜在空中的“翻转平移”，实现遮阳膜高空跨越障碍，准确到达预定安装位置。高空遮阳膜固定过程中采用蜘蛛车辅助安装，利用蜘蛛车能屈能伸、移动便利、操作灵活等优势快速完成高空遮阳膜的固定，有效解决了高空施工的措施及安全问题。3 施工工艺现场放线遮阳膜组装吊装点确认遮阳膜吊装调平固定3.1 现场放线1）依据原设计图纸结合现场实际情况对图纸进行深化，对钢结构下方预应力连杆进行测量，根据测量数据对遮阳膜板块尺寸进行优化，结合优化后尺寸同步加工膜材及骨架。2）以钢结构圆心为原始基准点，用全站仪放出遮阳膜在钢结构上的固定点位置，并做好标记，便于吊耳的固定。现场放线完成后结合图纸进行复核形成闭合施工放 线图。3.2 遮阳膜组装本项目采用厚3 m的PTFE建筑膜材，膜材由玻璃纤维基布和双面聚四氟乙烯构成。厚3 m的PTFE膜材比较柔软，具有较好的抗折弯能力，组装过程中首先用张拉夹具固定膜材接缝位置，确保膜材拼缝与龙骨同缝，再利用张拉夹具从缝隙处向两侧张拉。由于膜材为柔软材质，在组装过程中需利用夹具施加一定的预张应力，以确保膜材具有一定的平整度。预应力越大，体系刚度越大，对支承体系的要求也越高，耗费也就越高。本项目所使用膜材的抗拉强度经向为2 800 N/5 cm，纬向为2 500 N/5 cm，张拉过程中要严格检测张拉应力，避免造成钢骨架的形变。3.3 吊装点确认为确保顺利吊装，吊装点的确认非常重要，由于不能直接垂直吊装，经过优化讨论采用“翻转平移”方式进行吊装，经过现场勘察决定采用4个电动葫芦进行吊装（图3）。电动葫芦选用应符合现行国家标准GB 6067.12010起重机械安全规程第1部分：总则的相关规定。A级遮阳膜22311223图3 电动葫芦位置经计算，单块遮阳膜质量为124.95 kg（单块遮阳膜所用40 mm40 mm3 mm方管长度31 m，方管理论容重为3.45 kg/m，单块膜材质量为18 kg），考虑到吊装安全，均采用起吊荷载为300 kg的电动葫芦。电动葫芦1设置在钢结构圆心点，主要起到控制遮阳膜在空中翻转的作用。电动葫芦2设置在距预应力杆件右侧300 mm处，作为主要起吊点使用。电动葫芦2设置在距预应力杆件右侧300 mm处，主要在遮阳膜平移过程中起交替固定作用。电动葫芦3设置在遮阳膜预装位置端部，主要在遮阳膜郝加生、欧传超、冯井方、敖开银、于巧巧、江奎、杨子旭:高空遮阳膜预应力张拉分块吊装施工技术202212Building Construction2910平移过程中起交替固定作用。3.4 遮阳膜吊装第1步，考虑在吊装过程中单个吊点容易造成失稳、翻转，吊装前用钢丝绳串联各吊装固定点，使吊装过程中受力均匀。本项目遮阳膜空中翻转、平移过程中设置4个吊点，即图4中1、2、3、4各点。1234图4 遮阳膜吊点位置第2步，起吊前电动葫芦1、电动葫芦2的钢丝绳分别固定在起吊点1和起吊点3，起吊时电动葫芦2提升起吊点3，电动葫芦1也同步提升但不受力，为防止遮阳膜空中翻转，遮阳膜左右两侧各增加1根抗风绳（图5）。暗藏LED灯带白色无极涂料（余同）20厚GRG造型线条预应力杆遮阳膜1.5厚白色瓦楞铝板15.45 m32222110.3厚A级遮阳膜11234图5 遮阳膜吊装初始状态第3步，电动葫芦2提升高度到达预定位置后，以电动葫芦2为圆心进行翻转，电动葫芦1开始提升至遮阳膜到水平位置，使遮阳膜翻转至预应力连杆上方，在翻转过程中2台蜘蛛车辅助遮阳膜进行方向翻转，避免在翻转过程中 失稳。第4步，遮阳膜提至水平位置后，电动葫芦3与遮阳膜端部固定，此时同时提升电动葫芦1、3，使电动葫芦2钢丝处于松弛状态，通过蜘蛛车辅助将电动葫芦2与遮阳膜上的起吊点3固定，吊点固定完成后同时放松电动葫芦1、2，使其在重力作用下平移到预定安装位置。第5步，达到平衡状态后同步提升电动葫芦1、2、3，确保遮阳膜到达预定安装位置。3.5 调平固定根据预先固定的吊点位置进行遮阳膜固定，相邻遮阳膜板块间距500 mm，用定尺500 mm的10#丝杆连接，使16块遮阳膜相互形成整体，避免在后期使用过程中发生位移影响装饰效果，同时避免了中庭穿堂风对遮阳膜的扰动。3.6 施工方案经济效益分析3.6.1 膜材损耗的优化分析通过遮阳膜拼接方案，既能减少定制膜材的工期及成本，又能满足装饰的视觉效果，避免定制膜材的较大损耗问题，膜材与骨架同缝安装可减少膜材损耗7%，符合绿色建筑的环保理念。3.6.2 吊装方案优化分析由于预应力连杆的影响，传统垂直吊装无法完成本次施工任务。通过“翻转平移”对遮阳膜在空中进行不同状态的调整，确保遮阳膜穿越障碍到达预定位置。采用该吊装方式降低了高空作业时间，进一步降低高空作业的安全风险，大大提高了施工效率，同时减少了劳动力的投入，直接减少50%劳动力。3.6.3 措施方案的优化分析原方案中庭遮阳膜区域采用满堂脚手架进行施工，脚手架搭设工程量较大，且四周均为玻璃幕墙无脚手架固定点；安装过程中遮阳膜需在30 m高空穿过间距3.5 m的竖向预应力连杆，高度较高且施工复杂。采用2台高空蜘蛛车进行辅助安装，利用蜘蛛车能屈能伸、移动便利、操作灵活等优势快速完成高空遮阳膜的固定，有效解决了高空施工的措施及安全问题，采用该措施后，直接减少措施费50%，减少劳务费40%，工期缩短50%，超前完成该区域的施工。3.6.4 施工方案效益分析1）材料优化。现方案膜材拼接与原方案定制膜