中建三局集團(tuán)有限公司西北分公司 西安 710065

1 工程概況

新疆國際會(huì)展中心為新疆自治區(qū)地標(biāo)性工程，該工程由展覽中心和會(huì)議中心兩部分組成，按中軸對稱布局，長486 m，寬130.5 m，展館采用大跨度張弦桁架，跨度108.5 m，為國內(nèi)第三大跨度。會(huì)議中心橢球體明月造型設(shè)計(jì)為大懸挑桁架結(jié)構(gòu)，建造難度和人員容納規(guī)模居全國同類建筑前列。會(huì)議中心5層為獨(dú)特的懸挑明月造型，是整體建筑造型靈魂所在之處，同時(shí)也是主要會(huì)議功能集中區(qū)域。為保證5層外部橢球體形狀與內(nèi)部良好的視覺景觀效果，外圍采用大面積拉索式雙曲面點(diǎn)式玻璃幕墻，工程效果如圖1所示。

圖1 工程效果示意

2 深化設(shè)計(jì)方案

（a）為更好地發(fā)揮整體效果，須進(jìn)行拉索單元?jiǎng)澐旨肮?jié)點(diǎn)深化，根據(jù)圓弧段的尺寸，對觀景窗橢圓鋼管固定連接件按照4 000～4 500 mm不等的間距進(jìn)行劃分，并對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)（圖2）。

圖2 拉索單元深化示意

（b）建立三維模型進(jìn)行弧度的確立以及與結(jié)構(gòu)的自然過渡，通過專業(yè)軟件進(jìn)行玻璃下料工作，其單面394 塊雙曲玻璃無一相同尺寸，亦為下料的一大難點(diǎn)（圖3）。

圖3 觀景窗軸測三維模型

（c）觀景窗水平弧線長度約109 m，豎向弧線長度約28.2 m，為保證玻璃幕墻施工整體的安全性及曲面總體視覺景觀效果，深化設(shè)計(jì)時(shí)，考慮利用拉索和調(diào)節(jié)膠縫的寬度來整體分解因荷載和溫差等產(chǎn)生的變形。

3 拉索式雙曲面玻璃幕墻施工[1-3]

拉索式雙曲面玻璃幕墻采用鋼立柱以及預(yù)應(yīng)力雙層鋼拉索組建框架網(wǎng)格，拉索左右端固定在弧形鋼構(gòu)立柱上，上下通過地埋件或者耳板進(jìn)行連接，鋼索中接駁器根據(jù)弧形分割、曲面尺寸調(diào)節(jié)定位，拉索可以根據(jù)玻璃曲度進(jìn)行調(diào)整，使曲面玻璃安裝時(shí)四個(gè)角度能保證平衡受力，玻璃之間的縫隙和曲面過渡均勻，安裝完畢后，縫隙處進(jìn)行封膠處理，從而達(dá)到無障礙、通透的視覺效果。其施工流程主要為：測量定位→支承結(jié)構(gòu)制作安裝→索桁架安裝→索桁架張拉→不銹鋼接駁器的安裝及調(diào)整→曲面玻璃安裝→板塊調(diào)節(jié)→緊固→注膠→清洗。

3.1 測量定位

按設(shè)計(jì)軸線及標(biāo)高位置，分別測量屋面梁或支承鋼梁、地錨、各樓層鋼索水平撐桿的縱向軸線及標(biāo)高，形成三維立體控制網(wǎng)，從而滿足幕墻、支承結(jié)構(gòu)、索桁架、接駁器定位的要求。

3.2 支承結(jié)構(gòu)制作安裝

3.2.1 拉索與立柱的形狀

拉索上下部結(jié)構(gòu)采用成品H形鋼梁，立柱采用橢圓形鋼管。

3.2.2 吊索及輔助設(shè)施的準(zhǔn)備

在梁上（設(shè)計(jì)位置）設(shè)懸掛鋼索的錨墩，根據(jù)鋼索的空間位置計(jì)算出各種角度后與鋼梁（其他梁）焊接成整體。

3.2.3 鋼梁的起吊及固定

（a）鋼梁起吊點(diǎn)設(shè)置：鋼梁吊裝采用固定吊孔耳板直接焊接在H形鋼梁的上翼板上，耳板的壁厚、吊孔壁有效寬度及焊縫應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定，并能承受自重和上下多次起吊的負(fù)荷需要，且吊裝點(diǎn)直線距離應(yīng)大于4 m。

（b）施工操作平臺(tái)：為保證吊裝鋼梁與鋼結(jié)構(gòu)固定的可操作性及安全性，在每個(gè)吊裝位設(shè)置2 個(gè)簡易吊裝掛籃平臺(tái)，自行制作。分別用塔吊進(jìn)行掛籃平臺(tái)的移動(dòng)和就位。

（c）起吊方法 ：鋼梁的起吊采用現(xiàn)場塔吊起吊，采用水平起吊法，將鋼索吊裝繩扣擰出，穿入吊裝孔內(nèi)后擰緊，檢查無誤后，指揮人員起動(dòng)吊裝信號(hào)。將鋼梁緩緩起吊，起吊到吊裝位上方0.5～0.8 m 處停止。鋼梁停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，吊籃內(nèi)的操作工人穩(wěn)定鋼梁，防止移動(dòng)、竄位。

（d）固定：吊籃內(nèi)操作工人通過對講機(jī)與指揮人員協(xié)調(diào)下降動(dòng)作，保持步調(diào)一致。使鋼梁緩緩降至安裝位，一名操作工人穩(wěn)定鋼梁，另一位操作工人準(zhǔn)備一顆高強(qiáng)螺栓，當(dāng)鋼梁高強(qiáng)螺栓孔與屋面鋼梁耳板孔徑貫通一致時(shí)，迅速插入高強(qiáng)螺栓并將螺栓初步擰緊，防止鋼梁竄位，并依次將全部高強(qiáng)螺栓穿好并初步擰緊。采用扭力矩扳手按照由兩端向中間的順序逐個(gè)將高強(qiáng)螺栓按初擰終擰分2 次擰緊。檢查扭力矩表盤讀數(shù)，數(shù)值應(yīng)符合設(shè)計(jì)值方可停止擰螺母。

3.3 拉索結(jié)構(gòu)的安裝

3.3.1 豎橫向拉索、連接端安裝

按照先大面后轉(zhuǎn)角的順序利用電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)將拉索牽引到安裝位置，牽引時(shí)綁扎點(diǎn)應(yīng)保證錨具端部有一定的自由擺動(dòng)量，上端固定于耳板上，下端固定于主體鋼結(jié)構(gòu)上（圖4）。通過調(diào)緊索頭進(jìn)行輕微張拉，達(dá)到預(yù)緊要求，并及時(shí)調(diào)整拉索在空中的位置。安裝過程中嚴(yán)格檢查每根拉索的扭轉(zhuǎn)和連接情況，防止拉索與節(jié)點(diǎn)扭轉(zhuǎn)變形連接。

圖4 拉索調(diào)節(jié)固定

3.3.2 拉索預(yù)緊、初拉

目測觀察各組件基本對位后，對拉索進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊過程中拉桿連接組件應(yīng)處于自由活動(dòng)狀態(tài)下，全部就位后對拉索進(jìn)行初拉。

3.3.3 拉索張拉

（a）張拉的順序：先對中間豎索進(jìn)行張拉，再對已張拉完畢的豎索兩側(cè)的豎索進(jìn)行張拉，依次向左右兩側(cè)進(jìn)行張拉。

（b）豎索的張拉方法：采用特制牽引工裝與拉索端張拉錨具可靠連接，用液壓穿心式千斤頂牽引拉索，應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)要求后調(diào)整拉索可調(diào)索頭間距，將索頭固定于下端固定耳板上。保證連接件連接可靠，如有角度或尺寸偏差應(yīng)采取必要的調(diào)整措施。張拉完成設(shè)計(jì)應(yīng)力后停止工作，待24 h后擰緊結(jié)構(gòu)梁上的連接件組件。

（c）橫索的張拉：將不銹鋼索和索夾固定于結(jié)構(gòu)柱耳板上。橫索、調(diào)節(jié)錨固索頭作為一整體進(jìn)行張拉。張拉時(shí)利用同位器對千斤頂群均勻施壓。拉索初拉24 h后，對索網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)核檢查。

3.4 接駁器的安裝與調(diào)整

接駁件的位置調(diào)整校核到安裝要求后，將接駁器的后座套套在鋼索或鋼管上，擰緊不銹鋼螺釘，使接駁器初定。根據(jù)水平分格測量基準(zhǔn)點(diǎn)將接駁器調(diào)整至水平，成一條線位（圖5）。

3.5 雙曲面玻璃安裝

（a）根據(jù)編號(hào)，將檢查完好無損的玻璃勻速送到安裝位置，當(dāng)玻璃到位時(shí)，腳手架上人員應(yīng)盡早抓住吸盤，控制穩(wěn)定玻璃，當(dāng)上部有防撞槽時(shí)，讓上部先入防撞槽；當(dāng)下部有防撞槽時(shí)，將玻璃慢慢放入槽中。

圖5 接駁器安裝固定

（b）玻璃安裝好后，應(yīng)調(diào)整玻璃上下、左右、前后的縫隙大小，擰緊平錐扣件，將玻璃固定住。待全部調(diào)整完畢后，應(yīng)進(jìn)行整體立面平整度的檢查。玻璃安裝及安裝后實(shí)物效果，見圖6。

正是這些問題的存在，讓醫(yī)院有了持續(xù)推進(jìn)目標(biāo)管理的動(dòng)力，也正是因此，西安交大一附院在踐行精細(xì)化管理的路上將越走越遠(yuǎn)。

圖6 玻璃安裝及安裝后實(shí)物效果示意

3.6 幕墻注膠

一個(gè)區(qū)間內(nèi)的玻璃板塊全部安裝完成后，統(tǒng)一進(jìn)行硅酮耐候膠嵌縫密封。先將注膠面進(jìn)行清潔，并在玻璃邊緣與膠縫平行貼保護(hù)膠紙，然后按照先水平后豎直分格施工進(jìn)行玻璃注膠，注膠時(shí)需由內(nèi)外兩側(cè)施工人員配合施工。

3.7 幕墻清洗

表面修飾好后，清除玻璃和構(gòu)件上的黏附物。待玻璃密封膠完全固化后，清潔內(nèi)外玻璃，做好防護(hù)標(biāo)志。

4 施工技術(shù)措施[4,5]

4.1 支撐及拉索結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)措施

（a）梁上設(shè)置錨墩時(shí)應(yīng)注意主梁在幕墻自重、鋼索預(yù)應(yīng)力等作用下產(chǎn)生的撓度，予以反向變形預(yù)調(diào)。

（b）施工吊裝掛籃直接吊掛在主體鋼結(jié)構(gòu)上，掛籃外徑尺寸為寬1 m，長 1.5 m，掛籃高1.2 m。三邊圍護(hù)高2 m。在結(jié)構(gòu)梁上設(shè)置生命繩，采用專用夾具與操作工人安全帶系在一起，生命繩的長度加安全帶的長度能保證操作工人施工操作回旋半徑的長度。

（c）所有拉索進(jìn)場前應(yīng)在加工廠進(jìn)行預(yù)拉以消除非彈性（塑性）的拉伸。

（d）拉索張拉前，對張拉過程進(jìn)行模擬計(jì)算分析，并根據(jù)分析結(jié)果采用分級(jí)張拉、鋼梁位移監(jiān)控與千斤頂拉力雙控的張拉施工工藝。索力監(jiān)測選用壓力傳感器測試。張拉通常分5 級(jí)進(jìn)行，依次為：20%、40%、60%、80%、100%；張拉時(shí)對每點(diǎn)張拉都應(yīng)進(jìn)行張拉力和伸長量控制，并監(jiān)控鋼梁控制點(diǎn)的變形，及時(shí)對拉索張拉過程進(jìn)行調(diào)整，以確保其滿足設(shè)計(jì)要求。各次張拉的力距值嚴(yán)格按設(shè)計(jì)值施加，且必須用扭力扳手完成。

（e）安裝接駁器后，為保證玻璃能順利安裝到接駁件上，應(yīng)對爪件位置控制點(diǎn)測量校核，采用激光水平儀從水準(zhǔn)基點(diǎn)上引出，射到每個(gè)駁爪上，檢測水平位置。安裝接駁器、調(diào)整偏差是點(diǎn)支式接駁玻璃幕墻工程的重中之重。

4.2 玻璃安裝技術(shù)措施

（a）玻璃編號(hào)要本著既有利于安裝識(shí)別，又要有利于加工裝箱的原則進(jìn)行，宜采用分區(qū)、分面和規(guī)格進(jìn)行編號(hào)。安裝前應(yīng)仔細(xì)核對玻璃編號(hào)，并檢查玻璃是否出現(xiàn)損壞。

（b）玻璃吊裝入槽就位后用泡沫填充棒固定住玻璃，防止玻璃在槽內(nèi)擺動(dòng)造成意外破裂。

（c）玻璃注膠前，玻璃與鋼槽之間的縫隙用相應(yīng)的泡沫棒塞緊，注意平直，留凈高5 mm注膠厚度。

（d）注膠時(shí)，先根據(jù)膠縫的大小切開玻璃膠相應(yīng)斜口，注膠要保持均勻，操作順序一般是：豎向膠縫，由上向下；橫向膠縫，由左往右。

（e）注膠時(shí)按玻璃板塊先水平后豎直分格施工。遇到新、舊膠縫相接的位置，需要將舊膠縫端部切除，以免影響膠道融合的緊密程度。每一道膠縫注膠完成后，立即將膠縫刮平，然后撕除保護(hù)膠紙。

5 結(jié)語

在本工程屋面觀景天窗玻璃幕墻施工中首次采用該施工方案，根據(jù)現(xiàn)場特有的明月懸挑結(jié)構(gòu)，利用原有的鋼構(gòu)實(shí)體，根據(jù)現(xiàn)場的施工特點(diǎn)，采取懸掛與支撐相結(jié)合的安裝方法，同時(shí)也總結(jié)出一套切實(shí)可行的實(shí)施工藝，達(dá)到了良好的效果，可為同類施工提供良好的借鑒作用。