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。

　　 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34 638m²，主体结构为框架结构，局部钢结构。

　　 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。

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

　　 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。

　　 1)本工程地处国贸CBD核心区，对望中国尊，项目周围交通运输不便，大型机械进出场受限且需提前进行占路申请。

　　 2)本工程使用年限已逾20年，原始资料缺失，原有结构情况不明。

　　 3)现场空间狭小，可利用空间有限(约100m²)，塔式起重机构件无堆放场地。

　　 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。

　　 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础结构形式和传力方式、降低对原有结构影响尤为重要。

　　 1)本工程外立面整体改造为单元式石材玻璃幕墙，幕墙安装高度关系建设单位预售节点，附墙件位置直接影响单元式幕墙安装进度。

　　 2)屋面加建钢结构工程关系到主体结构封顶日期，现场施工工期紧张。

　　 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。

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

　　 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。

　　 通过分析，最终选定钢平台基础形式，为提高塔式起重机抗倾覆能力，安装过程中应尽快安装第1道附墙件。

　　 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。

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

　　 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。

　　 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。

　　 3)单元式幕墙利用环轨安装至18层，期间完成第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。

　　 4)拆除原有第3道结构柱附墙件，塔式起重机持续安装顶部钢结构和单元式幕墙。

　　 单元式幕墙安装整体分为3个阶段。

　　 1)第1阶段采用环形导轨安装，环形导轨设置在结构19层，完成1～12层单元式幕墙吊装。

　　 2)第2阶段采用环形导轨安装，与塔式起重机上下空间同时施工作业，完成12～18层单元式幕墙吊装。

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

　　 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。

　　 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。

　　 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。

　　 1)单元式幕墙施工至第2道附墙件结构层(12层)时，开始安装塔式起重机。

　　 2)塔式起重机安装流程为:安装基础钢梁、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→安装起重臂总成→接通电源、回转调试→吊装配重。

　　 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。