上海建工四建集團(tuán)有限公司 上海 201103

1 工程概況

中國金融信息大廈位于上海市浦東新區(qū)東園路18號(hào)。工程地下4 層、地上22 層，建筑總高99.4 m，總建筑面積69 058 m2。大廈的5～22層臨近黃浦江側(cè)為全隱框架結(jié)構(gòu)雙層玻璃幕墻，外層為寶石藍(lán)玻璃飾面。寶石部分外形根據(jù)寶石切割的理念生成，由多個(gè)切面組成，棱將外立面分割成角度各異的多個(gè)切面，最密集點(diǎn)由7 個(gè)切面相交而成。主體形象設(shè)計(jì)成一顆高貴的藍(lán)寶石，與毗鄰的東方明珠一道，寓意“東方珠寶、輝耀浦江”。

圖1 寶石幕墻外立面

2 幕墻工程特點(diǎn)、難點(diǎn)

2.1 48 個(gè)多切面交匯節(jié)點(diǎn)選型與加工

寶石幕墻由多個(gè)角度不一的切面組成，其多個(gè)切面交接的棱線交匯點(diǎn)，是寶石造型的基準(zhǔn)控制點(diǎn)，也是幕墻玻璃板塊的交匯點(diǎn)。整個(gè)寶石幕墻有48 個(gè)交匯點(diǎn)，而這48 個(gè)交匯點(diǎn)之間又通過棱線對(duì)切面的影響，相互制約著寶石面的和諧性與完美性。因此，48 個(gè)交匯點(diǎn)的選用形式與加工精度是寶石幕墻成敗的關(guān)鍵難點(diǎn)。

2.2 多切面異型玻璃幕墻空間定位

切面交成的棱線實(shí)際上就是玻璃安裝完成后虛擬相交形成的一根虛擬線（簡稱虛棱線），這根虛棱線隨著切割面間角度變化而與幕墻龍骨間的距離產(chǎn)生變化（圖2）。同時(shí)因施工工期緊張，寶石玻璃的加工必須按照理論尺寸提前在幕墻龍骨安裝進(jìn)行，無法做到通過玻璃板塊的實(shí)測(cè)實(shí)量消除安裝精度誤差。因此，寶石幕墻中48 個(gè)棱線交匯節(jié)點(diǎn)的空間定位和棱線龍骨的空間放樣精度是寶石幕墻成敗的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)。

圖2 虛棱線與棱線龍骨關(guān)系

2.3 棱線部位的特殊相接處理

棱線框架采用的是型鋼結(jié)構(gòu)，而其余幕墻框架采用鋁型材結(jié)構(gòu)，鋼鋁型材的有機(jī)統(tǒng)一是特點(diǎn)。棱線兩側(cè)切面間夾角變化不一的特征，決定了棱處玻璃邊框安裝的難點(diǎn)。

3 技術(shù)路線確立

3.1 多切面交匯節(jié)點(diǎn)龍骨選型

考慮到本工程每個(gè)交匯節(jié)點(diǎn)由3～7 條棱線相交而成，每條交匯點(diǎn)的虛棱線與幕墻龍骨面的距離尺寸又不一致，且棱線間的夾角和傾角不相同。因此，如采取單根棱龍骨各自現(xiàn)場(chǎng)定位，連接點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生較大的積累誤差，連接處理將十分困難，無法保障整個(gè)棱體系安裝精度。經(jīng)過技術(shù)分析最終確定采用精度可控的預(yù)制節(jié)點(diǎn)方法克服這個(gè)困難。

3.2 多切面異型玻璃幕墻空間定位方法

根據(jù)“由點(diǎn)生成線，由線生成面”的數(shù)學(xué)原理，以及預(yù)制48 個(gè)鋼節(jié)點(diǎn)方式，化解了單根棱線龍骨的交角與傾角定位的難點(diǎn)。在48 個(gè)節(jié)點(diǎn)中心點(diǎn)精準(zhǔn)定位后，每個(gè)節(jié)點(diǎn)間拉鋼絲繩進(jìn)一步復(fù)核矯正48 個(gè)預(yù)制節(jié)點(diǎn)棱線段的交角與傾角誤差并予以糾偏。

3.3 棱線部位的特殊相接處理

由于棱線與幕墻橫豎料空間角度復(fù)雜，普通的處理方式已不能滿足此特征。經(jīng)分析決定采取內(nèi)置轉(zhuǎn)接鋼套芯的連接方式，一者轉(zhuǎn)接套芯可以直接與棱結(jié)構(gòu)焊接解決角度調(diào)節(jié)難題，二者內(nèi)置轉(zhuǎn)接鋼套芯外套鋁材后，不漏轉(zhuǎn)接件和螺栓，外視效果美觀。

棱處玻璃邊框采用帶角度調(diào)節(jié)功能的球鉸形式，能適應(yīng)鉆石體切面間夾角變化的特征。

4 寶石幕墻施工控制[1-8]

4.1 預(yù)制節(jié)點(diǎn)加工

利用BIM技術(shù)，根據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)建立幕墻BIM模型，通過模型中棱線、棱龍骨相互關(guān)系計(jì)算出每一個(gè)預(yù)制節(jié)點(diǎn)的相關(guān)性參數(shù)（棱龍骨的傾角、交角、定位及相關(guān)面等信息）供構(gòu)件加工。

首先，按照相關(guān)面參數(shù)切割出每根棱龍骨相關(guān)面并編號(hào)待用。

其次，搭建1 個(gè)預(yù)制節(jié)點(diǎn)焊接拼裝平臺(tái)，拼裝平臺(tái)可以確保每根棱龍骨360°無間隙自由旋轉(zhuǎn)和固定，完成相關(guān)面切割的棱龍骨在平臺(tái)上進(jìn)行拼接作業(yè)。

最后，按照每個(gè)預(yù)制節(jié)點(diǎn)的相關(guān)性參數(shù)逐根對(duì)稱焊接棱龍骨。

4.2 龍骨定位施工

（a）建立寶石面幕墻BIM模型，對(duì)于異型玻璃尺寸進(jìn)行精準(zhǔn)定位，對(duì)于不同規(guī)格尺寸的幕墻玻璃進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，確保屆時(shí)玻璃成品符合設(shè)計(jì)及施工的要求。48 個(gè)鋼節(jié)點(diǎn)是整個(gè)寶石幕墻的重要核心，鋼節(jié)點(diǎn)的正確設(shè)計(jì)及定位方可保證幕墻的整體外觀得到體現(xiàn)。我們對(duì)于48 個(gè)鋼節(jié)點(diǎn)逐一進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，確保各個(gè)寶石面在鋼節(jié)點(diǎn)的交匯處能完美自然地結(jié)合在一起，以達(dá)到幕墻寶石造型的效果（圖3、圖4）。

圖3 寶石幕墻平鋪示意

圖4 鋼節(jié)點(diǎn)示意

（b）依據(jù)原土建控制軸線，利用經(jīng)緯儀建立幕墻控制線，由土建原始標(biāo)高點(diǎn)，利用水平儀確定控制點(diǎn)建筑標(biāo)高。利用電子經(jīng)緯儀確定各個(gè)控制點(diǎn)位置，并調(diào)整中間角鋼，使控制點(diǎn)位于角鋼之上，固定中間角鋼，再對(duì)控制點(diǎn)位置進(jìn)行校核，確認(rèn)無誤后用鋼絲繩將各控制點(diǎn)連接，形成閉合鋼絲定位網(wǎng)。

（c）隨后，根據(jù)三維空間鋼絲定位網(wǎng)線來確定各個(gè)鋼節(jié)點(diǎn)的位置。鋼節(jié)點(diǎn)定位的第一步是確保鋼節(jié)點(diǎn)的高度準(zhǔn)確。高度確定好以后，保證鋼節(jié)點(diǎn)只能平移及旋轉(zhuǎn)，不得上下移動(dòng)。高度的確定基本能保證鋼節(jié)點(diǎn)的角度，再按照節(jié)點(diǎn)圖測(cè)量虛棱線到鋼管（棱龍骨）的垂直距離。只有建筑標(biāo)高線和虛棱線到鋼管表面的垂直距離都符合理論值時(shí)才能臨時(shí)固定鋼節(jié)點(diǎn)。鋼節(jié)點(diǎn)臨時(shí)固定后，在對(duì)各鋼節(jié)點(diǎn)之間距離進(jìn)行測(cè)量，與理論值進(jìn)行比較，以此來確定鋼節(jié)點(diǎn)位置的準(zhǔn)確性。

4.3 異型玻璃及棱鋼結(jié)構(gòu)誤差修正

（a）棱結(jié)構(gòu)安裝過程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)誤差，首先我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中進(jìn)行了消化，利用轉(zhuǎn)角部位壓塊和玻璃邊框的活動(dòng)鉸接方式進(jìn)行處理，避免龍骨和玻璃產(chǎn)生誤差而導(dǎo)致結(jié)合部位不平的現(xiàn)象，同時(shí)由于棱部位的接縫較寬，可以消化部分異型玻璃安裝時(shí)產(chǎn)生的偏差（圖5）。

（b）以18 層寶石位置為例，當(dāng)出現(xiàn)測(cè)量誤差時(shí)，若實(shí)際尺寸大于理論尺寸，則在豎向龍骨分格內(nèi)將每一個(gè)1 500 mm分格尺寸平均增大1 mm，這樣每一個(gè)框架幕墻的膠縫就由15 mm（或35 mm）增大為16 mm（或36 mm），這樣僅在D-F軸之間就可以調(diào)整8 mm以上誤差，整體的誤差分到局部位置分別吸收，不會(huì)導(dǎo)致誤差積累到最后一個(gè)分格而無法消化，從而確保幕墻效果的整體性。

圖5 寶石棱線部位節(jié)點(diǎn)

5 結(jié)語

根據(jù)寶石造型幕墻的不規(guī)則切割面的“由面生棱、由棱成點(diǎn)”理念，通過施工中的逆向剖析（即從節(jié)點(diǎn)引出棱線、由棱線生成面），借助預(yù)制節(jié)點(diǎn)加工技術(shù)結(jié)合科學(xué)的空間定位方式、誤差修正方式，確保了中國金融信息大廈寶石幕墻的放樣精度和建筑效果，具有借鑒和指導(dǎo)意義。