張建宇 梁建宏 劉瑞權(quán) 關(guān)江龍

內(nèi)蒙古興泰建設(shè)集團(tuán)有限公司 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010

1 工程概況

隨著世界建筑的迅猛發(fā)展，外裝飾幕墻在建筑物外立面起的作用越來越大，設(shè)計越來越復(fù)雜，高空曲面幕墻逐漸被大量推廣應(yīng)用。本工程為內(nèi)蒙古財經(jīng)大學(xué)體育館項目（圖1），體育館上空屋蓋呈橢圓形殼，最大長度和寬度為97.8 m×80.3 m，網(wǎng)架投影面積6 169 m2，結(jié)構(gòu)類型為正放四角錐網(wǎng)架，球節(jié)點形式為焊接球節(jié)點，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)高度2.675 m，網(wǎng)架矢高為7.73 m，網(wǎng)架柱頂標(biāo)高為16.95 m，網(wǎng)架支撐方式為下弦周邊支撐。結(jié)構(gòu)外圍是弧形玻璃幕墻，屋面及檐口為厚3mm曲面鋁板，鋁板面積為3 400 m2。

圖1 體育館效果圖

2 工藝原理

由于雙曲面幕墻的復(fù)雜性，在進(jìn)行施工建設(shè)過程中，要進(jìn)行模型的設(shè)計和建設(shè)。在建模過程中，可以通過三維動畫的制作方法，把幕墻的三維模型設(shè)計成二維平面的圖形，準(zhǔn)確標(biāo)注出施工需要的放線定位點。三維模型的二維轉(zhuǎn)化主要是為了把三維定位點轉(zhuǎn)化為二維定位點，從而幫助施工工作過程中，對幕墻建設(shè)的直觀把握，使幕墻施工的復(fù)雜性降低。在進(jìn)行定位點的確認(rèn)之后，在具體的施工操作中，正確認(rèn)識二維的定位點在三維的雙曲面幕墻中的位置，根據(jù)實際放樣，準(zhǔn)確安裝鋼架龍骨以及鋁板面板。為了確保實際施工工作的設(shè)計效果，在雙曲面造型上，可以在一個方向上有直線段的造型設(shè)計。在實際的施工實際中，雙曲面幕墻是一個三維的造型，幕墻的部分區(qū)域會呈現(xiàn)出三維曲面的造型。為了方便施工，可以用多個較短的直線經(jīng)過細(xì)微的角度差異組成一個曲線，代替一個整段的長曲線。在同等距離下，較短的直線越多，就越容易使曲面接近弧形。這種以直線代替曲線的施工方法可以有效降低施工難度，并使雙曲面幕墻呈現(xiàn)更好的曲面效果[1-2]。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工流程

施工主要工藝流程為：測量放線→埋件安裝及校正→三維建?！擙埞前惭b→面板安裝→校核調(diào)整→驗收。

3.2 操作要點

3.2.1 測量放線

依據(jù)建筑幕墻施工圖及施工現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架實測數(shù)據(jù)（圖2），采用計算機輔助設(shè)計軟件AutoCAD對幕墻立柱在計算機上模擬定位，然后進(jìn)行現(xiàn)場測量，把計算機定位點轉(zhuǎn)換到現(xiàn)場定位，確定龍骨位置，對幕墻的龍骨定位點坐標(biāo)進(jìn)行定位，將橫縱向龍骨的投影線引到地面上做好定位，對龍骨及面板工序定位安裝起到了很好的作用。

3.2.2 埋件安裝及校正

測量放線完畢后，對埋件進(jìn)行安裝校正并在埋件上確定立柱的準(zhǔn)確位置，然后檢查埋件是否有偏差。埋件的定位精度一般為埋件平面位置偏差10mm，標(biāo)高偏差10mm。埋件安裝的準(zhǔn)確性決定了龍骨安裝質(zhì)量，所以埋件安裝前期要定位準(zhǔn)確。

3.2.3 三維建模

要先通過計算機對幕墻各控制點三維擬合放樣得出精確的三維坐標(biāo)，在施工中給出精確位置以指引施工并校核是本工程幕墻外立面造型的保證和精度控制的關(guān)鍵。

3.2.4 鋼龍骨安裝

幕墻施工前要搭設(shè)腳手架，腳手架在檐口下方逐步退臺搭設(shè)。作業(yè)面要滿鋪腳手板，保證每個操作工人作業(yè)方便，并保證架體距離安裝板板面1.7～1.8 m（圖3）。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架整體示意

圖3 腳手架搭設(shè)示意

龍骨按三維模型進(jìn)行下料、統(tǒng)一編號，按放線尺寸進(jìn)行安裝。

1）根據(jù)放線坐標(biāo)點及標(biāo)高尺寸確定龍骨構(gòu)件在空間上的位置（圖4、圖5）。龍骨采用60mm×60mm×4mm鍍鋅鋼方管，每跨龍骨在地面按模型預(yù)制焊接，然后每跨逐一進(jìn)行吊裝焊接，可提高施工效率、縮短工期、節(jié)約成本。

2）安裝前采用垂準(zhǔn)儀將地面控制點引到空間，根據(jù)圖紙標(biāo)高確定龍骨構(gòu)件標(biāo)高及位置，確定后將每跨龍骨與鋼結(jié)構(gòu)懸挑構(gòu)件進(jìn)行焊接，龍骨安裝的標(biāo)高偏差不應(yīng)大于3mm，與控制點的前后偏差不應(yīng)大于2mm，左右偏差不應(yīng)大于3mm。

3）焊接作業(yè)龍骨與埋件、龍骨與龍骨采用四邊滿焊，角焊縫焊角高度≥6mm，并滿足幕墻結(jié)構(gòu)的使用要求。

4）鋁板里側(cè)采用厚180mm玻璃絲綿（密度45 kg/m3）帶雙面加筋PVC膜，能有效起到防火保溫作用，且具有良好的吸聲特性，可以大量吸收房間內(nèi)的聲能，有效降低混響時間，減少室內(nèi)噪聲（圖6）。采用50mm×4mm鍍鋅角鋼每隔600mm設(shè)置1道進(jìn)行有效固定。

圖4 龍骨節(jié)點示意

圖5 龍骨安裝實體

圖6 玻璃絲綿縱剖節(jié)點示意

3.2.5 面板安裝

1）板塊應(yīng)按板塊分配圖上的板號安裝就位，并檢查相鄰2塊板角是否錯開，試裝檢查其水平度、垂直度，相鄰2塊板的曲面接口要平整順直，過渡平緩，鋁板左右、上下偏差為1.0mm。然后用不銹鋼螺栓裝配，固定在主副龍骨上，膠縫間隙要符合規(guī)范及設(shè)計要求（圖7）。

圖7 曲面板安裝效果

2）鋁板與鋁板之間的縫隙寬度一般為10～20mm，用硅酮密封膠等彈性材料封堵。

3）打膠前將鋁板保護(hù)膜邊緣撕開，在90°轉(zhuǎn)角邊處貼上美紋紙，美紋紙在四角膠縫處應(yīng)折90°轉(zhuǎn)角，整個板塊美紋紙應(yīng)一次到位，用力抹平，避免美紋紙褶皺。填充泡沫棒時，要求密實平直，注膠時應(yīng)按直線走，從上至下，從左到右，一次打完。刮膠時應(yīng)按注膠步驟一次到底，在角部處刮拉速度稍微緩慢一些，撕去美紋紙呈外向45°傾斜拉扯，應(yīng)把撕掉時美紋紙集中處理，避免環(huán)境污染。

4）撕去保護(hù)膜，用中性清潔劑清潔鋁板，清潔時注意產(chǎn)品保護(hù)，避免劃傷鋁板。

3.2.6 校核調(diào)整

鋁板初裝完后分區(qū)域進(jìn)行復(fù)核，對板縫不統(tǒng)一、曲面弧度不順直的鋁板進(jìn)行調(diào)整，鋁板板塊不得有錯角現(xiàn)象，四角對接應(yīng)平整、順直、寬窄統(tǒng)一。

3.2.7 驗收

施工質(zhì)量嚴(yán)格按國家相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行自檢驗收，自檢合格后報監(jiān)理單位、建設(shè)單位、質(zhì)量監(jiān)督站等相關(guān)單位進(jìn)行統(tǒng)一驗收工作。

4 質(zhì)量控制

針對該技術(shù)特點，除滿足國家有關(guān)現(xiàn)行規(guī)范的要求外，還應(yīng)在下列幾方面進(jìn)行質(zhì)量控制[3-4]。

4.1 材料的檢測控制

在高空雙曲面幕墻中，作為結(jié)構(gòu)材料尤需加強檢查，進(jìn)入施工現(xiàn)場的材料除必須具有合格證明外，還應(yīng)進(jìn)行外觀質(zhì)量檢驗和抽樣檢測，必要時進(jìn)行加強度的復(fù)檢，這些結(jié)構(gòu)材料有鋼支承結(jié)構(gòu)件，如鋼材、埋板、螺栓、錨栓等。在檢查復(fù)驗時，逐根進(jìn)行外觀檢查；在螺紋連接時，尤其須注意螺紋的配合公差，這往往容易被忽視。

4.2 安裝質(zhì)量控制

安裝鋁板前應(yīng)進(jìn)行鋼龍骨質(zhì)量檢查，焊縫要100%進(jìn)行全數(shù)檢查，檢查合格后對焊口進(jìn)行防腐處理?；⌒武X板安裝時，要保證安裝位置公差在1mm內(nèi)，如果龍骨有偏位現(xiàn)象，則要及時進(jìn)行調(diào)整，保證板縫寬窄統(tǒng)一，無錯位現(xiàn)象。安裝時所用的螺栓連接要可靠、牢固，無松動現(xiàn)象。嚴(yán)格控制板面平整度，相鄰鋁板無高低差，保證板面平整、順直。

天溝的安裝是本工程的一項重要環(huán)節(jié)，天溝安裝的好壞直接影響到屋頂滲漏，而且后期維修困難，難以查找滲漏點，所以安裝時應(yīng)嚴(yán)格按圖紙進(jìn)行施工。天溝采用厚2.0mm不銹鋼鍍鋅鋼板，龍骨采用50mm×3mm熱鍍鋅方管和∠50mm×4mm熱鍍鋅角鋼。天溝寬度凈距為600mm，為了防止底部漏水、膠老化，不銹鋼天溝應(yīng)采用預(yù)制成品件進(jìn)行安裝，不銹鋼天溝底部每隔8.4 m設(shè)置φ100mm排水口，鋁板下返天溝150mm，且下返鋁板和不銹鋼天溝內(nèi)部設(shè)置不銹鋼泛水板，形成了封閉結(jié)構(gòu)體系，有效地避免了雨水滲漏現(xiàn)象（圖8）。

圖8 屋頂天溝施工節(jié)點示意

4.3 幕墻打膠施工質(zhì)量控制

必須選用優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)硅酮密封膠、耐候硅酮密封膠，而且要加強檢驗，防止過期使用。注意控制密封膠的使用環(huán)境，嚴(yán)禁下雨天露天施工耐候硅酮密封膠。在現(xiàn)場裝配打膠時，基材表面溫度不得超過60 ℃。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)硅酮密封膠、耐候硅酮密封膠注膠前，注膠部位須做好凈化工作，應(yīng)先將鋁框、玻璃或縫隙上的塵埃、油漬、松散物和其他臟物清除干凈，粘貼美紋紙，縫隙填塞泡沫棒，注膠后應(yīng)嵌填密實、表面平整，加強養(yǎng)護(hù)，防止手摸、水沖等。

打膠前由技術(shù)負(fù)責(zé)人做專項交底，并打注樣板，樣板驗收合格后方可進(jìn)行大面積打膠施工，硅酮密封膠應(yīng)打注飽滿，其厚度和寬度必須符合規(guī)范規(guī)定和設(shè)計要求。

5 結(jié)語

本文闡述的高空雙曲面幕墻里側(cè)采用厚180mm玻璃絲綿帶雙面加筋PVC膜，有很好的防火、保溫節(jié)能效果，且具有良好的吸聲特性。雙曲面鋁板安裝通過在內(nèi)蒙古財經(jīng)大學(xué)體育館工程的實例應(yīng)用，證明該施工方法安裝簡便，方便操作，最終縮短施工周期，降低施工成本，有效提高安裝質(zhì)量，在類似的雙曲面幕墻應(yīng)用中值得推廣。

曲面的設(shè)計使建筑幕墻在現(xiàn)代大型和高層建筑中應(yīng)用增添了很強的藝術(shù)質(zhì)感，有著美觀、節(jié)能、易維護(hù)的優(yōu)點。隨著社會的發(fā)展，保溫節(jié)能、綠色建筑逐步備受人們的關(guān)注，所以在現(xiàn)代社會中，智能型、環(huán)保型幕墻裝飾將成為時代的主流，高空雙曲面幕墻隨著時代的發(fā)展將逐步被廣泛應(yīng)用。