卜學(xué)銘

（北京中外建建設(shè)發(fā)展有限公司 北京 100192）

當(dāng)前，建筑造型逐漸由傳統(tǒng)矩形向各種不規(guī)則形狀、弧形線、曲線形轉(zhuǎn)變，弧形線、曲線形的建筑立面造型因輕盈飄逸、靈動(dòng)等特性受到廣大設(shè)計(jì)師的青睞，各城市新建地標(biāo)性建筑也多采用弧形線、曲線形的立面建筑造型。建筑幕墻多作為公共建筑的外立面圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)幕墻施工工藝中，立面為曲線形（尤其是內(nèi)凹曲線）的幕墻存在空間定位難、吊籃多次安拆以適應(yīng)外立面造型、幕墻板塊吊裝困難等問題，嚴(yán)重制約曲面幕墻的應(yīng)用，曲面幕墻施工技術(shù)亟待革新。

為解決上述問題，通過分析某實(shí)際工程重、難點(diǎn)，優(yōu)化傳統(tǒng)幕墻吊籃豎向爬升或下降施工工藝，提出一整套關(guān)于曲面幕墻的施工技術(shù)。

1 建筑幕墻施工特點(diǎn)分析

建筑外墻裝飾的幕墻作業(yè)和其他工程的作業(yè)實(shí)施有著許多不同點(diǎn)。第一，幕墻作業(yè)涉及的工序非常繁雜，整體操作難度大，高空作業(yè)多，并有一定的危險(xiǎn)性。詳細(xì)作業(yè)包括物料的分割、板材的干掛、板材的銜接等。同時(shí)，對(duì)于其作業(yè)實(shí)施的質(zhì)量與協(xié)調(diào)程度要求很高，所以，相對(duì)于其他工程來講，幕墻項(xiàng)目的作業(yè)技術(shù)更有難度。第二，幕墻項(xiàng)目的作業(yè)區(qū)域絕大部分都是在室外、高空進(jìn)行，很容易受到外界環(huán)境與氣候的影響，例如，在雨季，就不能實(shí)施幕墻銜接部位的密封作業(yè)，不然很容易受到雨水的侵蝕，銜接不牢固。

2 建筑幕墻的必要性

我國(guó)人口眾多，不同的人群對(duì)于建筑的需求情況也有所不同。在當(dāng)下綠色環(huán)保的政策領(lǐng)導(dǎo)過程中，人們?cè)絹碓疥P(guān)注建筑項(xiàng)目的節(jié)能性，這樣不僅可以節(jié)約有限資源，避免浪費(fèi)的情況，還能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)的快速進(jìn)展，為建筑行業(yè)帶來更大的利潤(rùn)與市場(chǎng)。所以，節(jié)能幕墻的應(yīng)用非常有必要，其能夠?qū)崿F(xiàn)建筑的基礎(chǔ)節(jié)能需求，對(duì)其實(shí)施詳細(xì)的設(shè)計(jì)分析也是非常關(guān)鍵的［1］。

3 工程概況

某大型商業(yè)綜合體項(xiàng)目占地總面積為9.2萬㎡，建筑總面積為113萬㎡。項(xiàng)目被分成A區(qū)、B區(qū)兩個(gè)區(qū)域作業(yè)，A 區(qū)有65萬㎡，涵蓋辦公與酒店綜合建筑、辦公與住宅綜合建筑、住宅塔樓、地下室等。本項(xiàng)目的塔樓建筑造型為風(fēng)帆的形式，整體外觀是立面的弧形曲面幕墻，詳情如圖1所示。

圖1 重慶來福士項(xiàng)目

3.1 曲面幕墻的作業(yè)實(shí)施重點(diǎn)

3.1.1 曲面幕墻的總體測(cè)量技術(shù)

應(yīng)用BIM技術(shù)，對(duì)項(xiàng)目的總體輪廓與幕墻作業(yè)部分進(jìn)行建模，這樣能夠精準(zhǔn)地獲取幕墻作業(yè)的框架構(gòu)造細(xì)節(jié)與零件的預(yù)埋點(diǎn)。首先，需要核實(shí)好水平方向、垂直方向的各個(gè)定位點(diǎn)，將定位的數(shù)據(jù)輸入BIM建模，就能夠利用RTS機(jī)器人及全站儀設(shè)備找到幕墻作業(yè)的框架及板材銜接的精準(zhǔn)位置，這樣可以優(yōu)化幕墻的作業(yè)準(zhǔn)確度，在后續(xù)的核查環(huán)節(jié)，可以測(cè)出幕墻框架的各個(gè)定位點(diǎn)，按其標(biāo)準(zhǔn)，核實(shí)幕墻板材銜接的詳細(xì)位置及間距的把控，能夠?qū)宀呐c框架銜接部位的誤差降到最低［2］。

3.1.2 可靈活調(diào)控的吊籃裝置

參考原有的幕墻作業(yè)實(shí)施技術(shù)，本項(xiàng)目的幕墻吊籃作業(yè)中設(shè)計(jì)了一種能夠自由調(diào)控長(zhǎng)度的吊籃管材，該管材可以隨意伸縮長(zhǎng)度，隨時(shí)對(duì)其位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以使吊籃裝置與懸掛繩索隨時(shí)拉緊或放松，讓吊籃裝置實(shí)現(xiàn)各種角度進(jìn)行自主升降，可以在類似的幕墻項(xiàng)目中廣泛應(yīng)用，節(jié)省了傳統(tǒng)吊籃做法需要反復(fù)拆裝的步驟，如圖2所示。

圖2 吊籃斜向爬升示意圖

吊籃裝置頂部懸掛部位的具體移動(dòng)情況需要參考實(shí)際的作業(yè)數(shù)據(jù)。首先，找到基準(zhǔn)點(diǎn)——塔樓建筑中立面的最下方。其次，參考該部位的位置標(biāo)記，算出各個(gè)樓層不同的位置定點(diǎn)，做好標(biāo)記，再使用函數(shù)計(jì)算，帶入項(xiàng)目的曲面幕墻弧度數(shù)據(jù)，經(jīng)過精準(zhǔn)的計(jì)算后，得出各個(gè)線段的縱向定位點(diǎn)。最后，依據(jù)其縱向定位點(diǎn)，找到吊籃裝置的上部銜接區(qū)域［3］。

3.2 幕墻板塊吊裝軌道系統(tǒng)

幕墻的外部吊裝系統(tǒng)作業(yè)需要配合循環(huán)軌道設(shè)施，再裝置好分層的格柵，可以把格柵利用軌道的循環(huán)送至作業(yè)實(shí)施需要的樓層處，詳情參考圖3，采用這種獨(dú)特的軌道式吊裝系統(tǒng)，能夠減輕項(xiàng)目的資金投入，降低大型吊裝設(shè)備的使用頻率，從而進(jìn)一步優(yōu)化成本，并且這種吊裝系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多次利用。

圖3 吊裝軌道系統(tǒng)

3.3 弧曲面幕墻空間三維放樣技術(shù)

風(fēng)帆外形的曲面幕墻構(gòu)造主要是在其橫向方位及縱向范圍的兩個(gè)控制點(diǎn)處定位各自的構(gòu)造形式，并且都是曲面的形態(tài)，因此，詳細(xì)的作業(yè)實(shí)施很有難度。首先，需要參考主體結(jié)構(gòu)的形態(tài)，將其導(dǎo)入BIM 系統(tǒng)進(jìn)行建模。其次，在獲取到詳細(xì)的框架銜接位置、板材的干掛位置、相關(guān)金屬零件的預(yù)埋位置之后，利用BIM技術(shù)的模型創(chuàng)建新圖層，將曲面幕墻的橫向方位及縱向范圍的定位點(diǎn)輸入，導(dǎo)入移動(dòng)設(shè)備中，方便隨時(shí)查看。最后，在作業(yè)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)，利用該模型的指導(dǎo)，實(shí)施后續(xù)的作業(yè)［4］。

3.4 可靈活調(diào)控的吊籃裝置操作

建筑立面線性數(shù)學(xué)模擬分析參考塔樓建筑的垂直面，找到其底部的樓層位置，將其定義為基礎(chǔ)點(diǎn)，根據(jù)基礎(chǔ)點(diǎn)的坐標(biāo)，推算出每個(gè)樓層的詳細(xì)位置點(diǎn)，通過數(shù)學(xué)公式模擬得到曲線，如圖4所示。

圖4 數(shù)學(xué)公式模擬曲線

在體現(xiàn)為凹點(diǎn)、凸點(diǎn)或者頂端位置裝置該樓層的吊籃設(shè)備，詳細(xì)公式為：y=-0.0012x2+0.2933x-0.2344，因此，當(dāng)x=122.21m時(shí)，y的數(shù)據(jù)最大。參考該樓層位置的詳細(xì)坐標(biāo)，吊籃的位置就是L29層。再參考頂出或拉近不超過2m的標(biāo)準(zhǔn)，下一次的吊籃裝置區(qū)域如下。

L29層往下：15.094m≤y≤17.094m。

L47層往下：9.798m≤y≤11.798m。

這時(shí)，相關(guān)數(shù)據(jù)代表的樓層在L18 和L45，同理可知，在下一次的吊籃裝置區(qū)域是L14 與L42，后續(xù)樓層以此類推，詳情參考圖5所示。

圖5 吊籃安裝位置示意

3.5 吊籃與拉伸桿的安置

懸掛機(jī)構(gòu)的組成參考圖6所示。首先，需要把伸縮桿入進(jìn)前端的框架中，依據(jù)框架的極限高度，調(diào)節(jié)伸縮桿的長(zhǎng)度，采用螺栓連接牢固，再將后端的伸縮桿插進(jìn)框架中，其插入的高度需要和前端保持一致，采用螺栓連接牢固。其次，把前、后的梁分別與前、后框架中的伸縮桿銜接好，前后座之間的規(guī)格需要在作業(yè)實(shí)施區(qū)域的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)保持最大的距離，再把上部的支架與前端的伸縮桿銜接牢固，裝置好鋼絲繩并將其繃緊，讓其出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力效果。最后，再把鋼絲繩銜接在懸掛機(jī)框架的前端，核查所有的零件都安裝牢固之后，把懸掛機(jī)裝置在預(yù)先設(shè)定好的區(qū)域［5］。

圖6 吊籃懸掛機(jī)構(gòu)安裝

吊籃的籃筐部位作業(yè)實(shí)施參考圖7所示。先增加底板的高度為200mm之后，將其保持平穩(wěn)，檢查各銜接位置是否對(duì)齊，加裝籃框，采用螺栓銜接牢固，之后把提升設(shè)備放置于籃筐的兩側(cè)，并用螺絲將其連接穩(wěn)定［6］。

圖7 懸吊吊籃籃筐安裝

懸掛系統(tǒng)的組成包括安全鎖、安全繩、重錘和繩卡等。實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，需要把安全鎖裝置于鋼絲繩，將其鎖好，避免出現(xiàn)平臺(tái)下墜的隱患；重錘需要安置于鋼絲繩的下方，作用是穩(wěn)固安全繩。

4 結(jié)語

本項(xiàng)目應(yīng)用的曲面幕墻作業(yè)實(shí)施工藝成功地改善了當(dāng)下復(fù)雜幕墻形式中測(cè)量定位困難、原有的幕墻吊籃難以爬升的情況，切實(shí)地減少了幕墻作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)，降低了物料的消耗，節(jié)約了資金的投入，并且優(yōu)化了作業(yè)實(shí)施效率，在設(shè)計(jì)的工期內(nèi)順利完成施工，確保了項(xiàng)目整體的作業(yè)質(zhì)量。