復(fù)雜曲面菱形玻璃幕墻施工技術(shù)

葉 建，譚江蜀，游 宇，吳孟春，劉 猛

（1.中建三局集團有限公司，湖北 武漢 430064；2.武漢江河幕墻系統(tǒng)工程有限公司，湖北 武漢 430009）

隨著建筑業(yè)的飛速發(fā)展，國民對建筑功能性、多樣性需求日益增長，各類結(jié)構(gòu)迥異、造型復(fù)雜的建筑形式逐漸展示在大眾眼前，因此，對外部幕墻施工技術(shù)要求也隨之提升。菱形玻璃幕墻作為減小光污染、滿足新穎多變建筑需求的新型幕墻系統(tǒng)，在建筑行業(yè)中應(yīng)用逐漸普及[1]。

1 工程概況

如圖1、圖2 所示，武漢恒隆廣場工程位于口區(qū)京漢大道，毗鄰商務(wù)發(fā)展軸。項目由1 棟超高層甲級辦公樓，3 棟商務(wù)公寓以及1 個購物中心構(gòu)成。其中購物中心高50m，地上共6 層，建筑設(shè)計概念源自中國傳統(tǒng)手工藝術(shù)品“如意結(jié)”。本工程裙樓呈鯨魚型，整個外立面曲線復(fù)雜，各種幕墻系統(tǒng)相互不規(guī)則相交，其中菱形玻璃幕墻以“鯨魚”頭部最具代表性。

圖1 武漢恒隆廣場效果圖

圖2 鯨魚頭部效果圖

本工程鯨魚頭部幕墻采用菱形玻璃幕墻系統(tǒng)（圖3），面材采用6+6mm 厚彩釉超白中空玻璃；每個大菱形格內(nèi)套9 塊小菱形板塊，每個小菱形板塊為一種玻璃類型；根據(jù)彩釉組合形式不同共分為5 種類型，標(biāo)準(zhǔn)菱形板塊尺寸為1 242mm×3 391mm，其中受力構(gòu)件為Q235 鋼龍骨和鋁合金龍骨（6063-T6）。

圖3 菱形玻璃幕墻節(jié)點三維示意圖

2 菱形玻璃幕墻系統(tǒng)重難點分析

1）本工程鯨魚頭部呈不規(guī)則曲面，且因菱形玻璃幕墻系統(tǒng)自身形狀特性，為測量放線帶來較大困難，需通過BIM 技術(shù)進行形體分析，再進行現(xiàn)場基準(zhǔn)點復(fù)核，采用整體測量、局部把控的測量技術(shù)，并在測量時考慮結(jié)構(gòu)壓縮量、水平位移偏差等結(jié)構(gòu)偏差趨勢。

2）鯨魚頭部菱形玻璃幕墻系統(tǒng)造型復(fù)雜，玻璃板塊尺寸不易控制，龍骨拼角多，加工精度難保證，現(xiàn)場龍骨安裝放線定位難度高，需采用三維模型進行模擬放線，確定方案后采用全站儀打點放線保證精度，同時需廠家采用數(shù)控加工、多角度切割機進行鋁龍骨加工，從而保證現(xiàn)場精確度。

3）鯨魚頭菱形玻璃幕墻以圓弧形式連貫?zāi)媳绷⒚?，從上至下?4°外傾角形式，最高點距離地面49m，后部包裹整個室內(nèi)廳堂，是一個通透大空間，上下跨度超過20m，因室內(nèi)使用需求各異，對玻璃通透性要求不同，整個區(qū)域呈全背板、半背板、無背板形式分布，不同區(qū)域玻璃彩釉圖案不同，1 064 塊玻璃均具有唯一性。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)及工藝

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程如圖4 所示。

圖4 施工工藝流程圖

3.2 施工工藝

3.2.1 測量放樣

1）熟悉圖紙、資料，復(fù)核軸線及點位，確定菱形玻璃幕墻埋件安裝標(biāo)高。采用rhino+grasshopper 軟件結(jié)合進行三維建模，通過三維模型的坐標(biāo)控制點預(yù)先進行模擬放線，確定方案后現(xiàn)場用全站儀打點放線以保證測量放線精度（圖5）。

圖5 三維建模模擬放線

2）測設(shè)出的控制點，射入鋼針，用紅漆標(biāo)示，測設(shè)出的水平控制點，應(yīng)設(shè)置在永久性結(jié)構(gòu)上，并標(biāo)注標(biāo)高[2]。

3）所有測量數(shù)據(jù)必須經(jīng)過復(fù)核，確保誤差在允許范圍內(nèi)。

3.2.2 結(jié)構(gòu)、預(yù)埋件檢查

1）預(yù)埋件左右、上下偏差檢查，由測量人員將支座定位線彈在結(jié)構(gòu)上，再檢查預(yù)埋件中心線與支座的定位線是否一致，通過十字定位線，檢查出左右、上下偏差[3]。

2）結(jié)構(gòu)進出核查，依據(jù)外控網(wǎng)拉垂直鋼線，以及橫向線作為控制線。

3.2.3 梯形多排腳手架搭設(shè)

根據(jù)本工程鯨魚頭部向外傾斜菱形玻璃幕墻特點，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)梯形多排腳手架適用于該位置。梯形多排腳手架如圖6 所示。

圖6 梯形多排腳手架示意圖

立桿縱距為1m，橫距為1m，步距為1.8m，該多排梯形滿堂架需與已經(jīng)安裝完成的外側(cè)鋼結(jié)構(gòu)橫梁、立柱拉結(jié)，如無臨邊鋼結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)柱，需在室內(nèi)搭設(shè)多排架與室內(nèi)結(jié)構(gòu)柱拉結(jié)，以充分保證架體安全性和穩(wěn)定性。

3.2.4 鋼支座及主鋼龍骨安裝（圖7）

圖7 主鋼龍骨安裝示意圖

1）主鋼龍骨安裝之前，需將鋼轉(zhuǎn)接件根據(jù)定位線焊接在埋件上。

2）主鋼龍骨采用五金件螺栓與支座連接起來，支座與立柱接觸處加設(shè)隔離墊[4]，當(dāng)隔離墊面積大于連接部位面積時，可以達到減小噪音的效果。

3）主鋼龍骨的安裝依據(jù)斜向鋼直線以及橫向魚絲線進行調(diào)節(jié)安裝，直至各尺寸符合要求，軸向偏差控制在±1mm 范圍內(nèi)，主鋼龍骨之間分格尺寸控制在±1mm[5]。

4）下層主鋼龍骨布置及安裝就位后，在進行更上層主鋼龍骨安裝時，主鋼龍骨連接處需安裝鋼套芯，隨后，在兩主鋼龍骨連接處用密封膠進行密封，寬度20mm，從而達到防水效果。

3.2.5 次鋼龍骨安裝（圖8）

圖8 次鋼龍骨安裝示意圖

1）在次鋼龍骨進行焊接安裝前，需提前將連接鋁合金立柱的轉(zhuǎn)接件焊接在立柱上。焊接完畢后，用繩子綁扎好之后吊出樓層，再借用預(yù)先在主鋼龍骨上打好的十字墨線進行定位，點焊使次鋼龍骨與主鋼龍骨連接。

2）次鋼龍骨的安裝依據(jù)斜向鋼直線進行焊接，次鋼龍骨之間分格尺寸控制在±1mm，否則會影響鋁合金立柱的安裝。

3.2.6 鋁合金立柱安裝

1）鋼龍骨安裝完成后進行鋁合金立柱安裝，立柱與鋼轉(zhuǎn)接件之間墊放防腐墊片，防止電化學(xué)腐蝕，然后通過螺釘進行固定。

2）為防止鋁合金立柱熱脹冷縮產(chǎn)生噪音，需對鋁合金立柱間進行熱處理，立柱尺寸應(yīng)比分格尺寸短4～4.5mm，立柱兩端安裝2mm 防噪聲隔離片或進行打膠處理。

3）橫梁安裝過程中，兩端的高低應(yīng)控制在±1mm 范圍內(nèi)，同一面標(biāo)高偏差不大于3mm。

3.2.7 層間防火、封堵、背板及防水板安裝

鋁合金立柱安裝完成后，進行層間防火、封堵、背板及防水板安裝，將鍍鋅鋼板、保溫巖棉、鋁背板等位置進行固定，將背板固定在鋁合金立柱上，層間封堵完成后，層間位置的背板處需進行密封打膠。

3.2.8 玻璃面板安裝（圖9）

圖9 玻璃面板安裝

1）待背板安裝后，進行菱形玻璃板塊安裝，將帶副框的菱形玻璃板塊通過電動吸盤使玻璃對準(zhǔn)位置徐徐靠近，推入到立柱槽口內(nèi)，進行螺釘連接。

2）玻璃板塊在安裝調(diào)整過程中，相鄰兩板塊高低差控制在＜1mm，縫寬控制在±1mm。

3）玻璃板塊安裝應(yīng)依據(jù)編號安裝，注意內(nèi)外片關(guān)系，防止顏色變異。

3.2.9 斜線鋁板、打膠及鋁合金扣蓋安裝

1）玻璃板塊安裝后，檢查平整度，合格后進行斜向彎折鋁板安裝，然后進行打膠和鋁合金扣蓋安裝。

2）打膠應(yīng)注意：充分清潔板材間間隙，厚度為縫寬度的1/2，打膠需保證均勻，連續(xù)飽滿刮膠必須平滑，貼膠帶紙牢固密實，轉(zhuǎn)角及接頭處連接順暢且緊貼板邊，打膠后，及時清理污染板面的膠。

3.2.10 檢測、清洗，安裝完畢

1）幕墻安裝完畢后，進行幕墻檢測。

2）幕墻檢測完畢后，進行現(xiàn)場清理，拆除腳手架等清理工作。

4 結(jié)語

本工程目前已經(jīng)順利完成包括菱形玻璃幕墻系統(tǒng)在內(nèi)的所有幕墻工程，本文所總結(jié)的“鯨魚”頭部菱形玻璃幕墻系統(tǒng)的特點、施工流程、施工工藝、梯形腳手架搭設(shè)、BIM 技術(shù)建模等主要工程經(jīng)驗，可供類似復(fù)雜曲面菱形玻璃幕墻工程施工參考借鑒。