纺锤形层间双曲铝板玻璃幕墙施工技术

纺锤形层间双曲铝板玻璃幕墙施工技术

张泽元 刘丹

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1、前言

随着社会经济的飞速发展，高层、超高层建筑不断增多，建筑幕墙结构因其能够将艺术效果、使用功能、节能减排与结构形式等因素有机地统一起来，在当代建筑设计施工过程中被广泛采用。为了达到卓尔不群的建筑美学效果，很多超高层建筑追求在幕墙外形上有所变化，这些渐变造型给具体的幕墙施工提出了挑战。

这类工程就采用了渐变建筑幕墙形式，施工时既要保证幕墙随楼层平面弧度自然流畅，又要保证整体立面的渐变效果，施工难度较大。烟建集团有限公司和烟台市城市建设发展集团有限公司对上述难点组织攻关，研究总结出了层间双曲铝板造型渐变流线玻璃幕墙施工技术，在实现平立面流线施工效果的同时保证了幕墙结构各节点的建筑使用功能，经烟台市住建局组织的专家鉴定，关键技术达到了国内先进水平。

2、适用范围

本技术可用于纺锤形、类纺锤形、双曲形等各种渐变几何立面形式的建筑、构筑物外围护建筑幕墙施工，特别是对于立面形式渐变倾角在5°以内的高层、超高层建筑幕墙尤为适用。

3、特点

3.1 适应范围广。能够用于各种渐变平立面形式楼体的幕墙施工，实现设计要求的美学效果，满足建筑幕墙使用功能。

3.2 采用距离可调式吊篮系统，可以通过设置在吊篮上的控制按钮随时调整吊篮与幕墙作业间的距离，实现楼体立面变化时作业距离要求，大大提高了施工效率。

3.3 施工工艺先进。平面的圆弧渐变形式主要通过材料加工时调整横龙骨及玻璃的弧度来实现。立面渐变形式的实现主要通过竖向龙骨的位置调整来解决。层间竖向龙骨错台部位可以通过设置铝板造型方式进行隐蔽处理。

3.4 现场操作简便安全。所需构配件多在厂家进行定制，现场安装。现场施工劳动强度低，施工安全可靠、节能环保。

4、工艺原理

建筑幕墙施工前，对所需构配件进行放样加工，通过调整横龙骨和玻璃曲度实现幕墙面横向的弧度渐变。

竖向龙骨安装时，通过层间龙骨的节点位置及固定方式调整，实现上下相邻层间幕墙立面的外伸或内收：当上层逐步外扩时，竖向龙骨底部固定在梁侧转换件上，顶部固定在上层梁底转换件上，逐层向外扩张；当上层逐步内缩时，竖向龙骨底部安装在梁侧转换件上，顶部安装在梁侧悬挑转换件上，逐层向内缩进。采用层间双曲铝板造型对上下层竖向龙骨节点进行隐蔽，使整体立面渐变效果得以实现。

平立面渐变幕墙施工时利用距离可调式吊篮系统进行作业，该吊篮系统可以满足平立面变化以及前期的玻璃幕墙施工与后期的悬挑铝板幕墙施工时吊篮与幕墙间不同的距离要求。

5、工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程

5.2操作要点

5.2.1施工准备

（1）技术准备

对施工图纸进行熟悉，领会设计意图、分析施工重点难点，对细部节点进行深化设计。对各楼层标高控制点及基准线进行交接及核对，为施工测量放线做好准备。对现场情况进行了解，编制具体的施工方案。

（2）设备物资准备

对施工范围的各工程量进行统计，掌握所需材料及构配件的技术要求，对所涉及的材料及构配件进行招标确定供应厂家。做好作业吊篮、楼层防护设施等相关设备物资的准备工作，为现场施工创造条件。

（3）劳动力准备

做好劳动力组织工作，结合工程量大小、施工进度、施工段划分、穿插作业等情况制定劳动力需求计划，待现场需要时及时组织进场。

5.2.2施工测量放线

放线采用内控点方式进行，主要工序有：放线平面图绘制→投射基准点→各层主控线弹设→交点布置→外控制线布置→层间标高点复核→层间外控线尺寸闭合→层间外控线复核→结构偏差复核。

对于平立面均为渐变形的楼层形式，施工放线前先要利用CAD软件逐层对各竖向龙骨位置、后置埋件位置进行放样，制作放线平面图。楼层放线时采用全站仪对各点位逐个定位，标定出内外控制线。楼层放线完毕后对各控点进行仔细复核，确保控制线准确无误。

5.2.3图纸深化设计

在结合对施工图纸仔细研究的基础上对各细部节点进行优化设计：对细部收边收口等图纸不明确的地方进行补充完善；结合具体的结构尺寸偏差数据，有针对性的提出具体处理意见；对于涉及使用功能、造型改变、工艺改变、涉及造价变动等情况，提出具体修改意见。最终绘制出详尽的可以用于材料加工、现场安装的施工图纸，经原设计单位确认后予以实施。

5.2.4材料加工与制作

各材料计划编制前，需结合设计图纸通过专业计算程序对构件的三维几何尺寸进行计算、放样，模拟出各个楼层各个施工段直至各个具体构配件需要的加工成型尺寸。

为满足曲度多变及高精度要求，各材料需在专业厂家专门定制。铝型材采用双头斜锥切割机、角接口切割机等机械进行下料，下料时型材要靠紧定位面，型材长度过长时增加支撑防止因重力产生的变形。冲孔、铣加工采用冲床、钻铣床进行，切口要做到平整、光滑。玻璃与副框粘接前对玻璃及铝框的打胶部位进行清洗，干燥后粘贴双面胶条，粘贴后保证胶条与铝框没有缝隙。打胶时结构胶要饱满，打胶后的玻璃板块及时运至固化场地进行固化。加工完成的材料标识好型号、规格，做好相关运输与储存工作，待现场需要时及时按照进度要求组织进场。

5.2.5施工区段划分

立面施工区段可根据立面变化形式、施工工期要求等因素进行划分，通过在施工段间搭设防护平台，进行立体交叉作业。根据楼体立面变化形式可将楼层立面逐层外伸段、立面平直段、逐层内收段、屋面女儿墙外围等各划分为一个施工区段；或根据施工工期要求及各部位施工难度，对楼体竖向划分若干个施工段，以加快施工进度。

5.2.6施工段间防护平台搭设

为满足立体交叉作业条件，需在各施工区段顶部搭设型钢悬挑防护平台进行防护。平台悬挑梁选用工字钢，锚固端部采用两道穿板U型螺杆进行有效固定，上部满铺木板并固定牢固。平台外围采用钢管搭设防护栏杆，栏杆采用密目网进行围挡，底部设挡脚板一道。 型钢悬挑防护平台

悬挑防护平台作为立体交叉作业时对下部施工区段的安全防护、上部施工区段停止作业时的吊篮停放地点，平时严禁在上部堆放材料和施加其它荷载。

5.2.7各段吊篮安装

吊篮一般沿建筑物周边连续布置，在布置前需考虑施工工序穿插、施工进度、工艺要求、作业面劳动力需求、垂直作业安全距离等诸多因素。另外，还要考虑渐变楼面曲率大小对吊篮长度的影响、楼层障碍物对悬挂机构及配重的影响，尽量避免在使用过程中因不能满足作业面需求而对吊篮反复移动。

施工区段划分确定后，在各施工区段上方布置一道吊篮系统，为幕墙施工提供条件。如在M层至N层区段，在N层顶梁板上部布置吊篮系统一道，为该区段提供作业条件；在N+1层顶梁板搭设防护平台一道，为M+1层至N+1层提供安全防护。其中N+1层幕墙需待收尾阶段防护平台拆除后再展开施工。

为满足立面渐变形式需要，外墙作业采用距离可调式吊篮支架系统，以满足后置埋件安装、龙骨安装、面层安装、泛光照明系统安装及调试等一系列工序的作业要求。 距离可调式吊篮支架系统由悬挂机构、悬吊平台、配重机构、提升机、行走小车、安全锁、工作钢丝绳、安全钢丝绳和电器箱及电器控制系统等主要部分组成。与传统吊篮相比较，距离可调式吊篮支架系统在悬挂机构上部增设了可以水平行走的可控小车。幕墙作业或者上下行进时，作业人员可以通过吊篮控制按钮直接控制上部小车的行走及锁定，以满足不同距离需要。

各吊篮安装完成后经验收合格并取得主管部门发放的准用证后方可使用，未经验收或验收不合格的严禁投入使用。

5.2.8屋顶擦窗机安装

擦窗机因专业性强、安装精度要求高，一般在厂家指导下进行安装及调试。主要步骤如下：

（1）确定轨道位置

为避免轨道及擦窗机系统与女儿墙、核心筒、拉梁结构造型等屋面构件相冲突，对轨道设置位置及形式、回转半径及各部位回转方式等反复模拟计算，确定轨道铺设位置。

（2）测量放线

施工前根据楼层轴线、控制标高等数据进行测量放线，并反复校核，提高定位的准确性。

（3）安装连接板

在原建筑结构上定位安装化学螺杆，安装轨道连接板，轨道连接板的高度误差控制在8mm以内，位置偏差控制在±10mm以内。

（4）轨道安装

连接板安装完成后进行轨道安装，轨道与连接板的固定必须牢固可靠，轨道与建筑避雷系统间的连接间距不大于18m。轨道下料应使切面与轴线垂直，采用坡口焊接形式连接，焊缝须平整光滑、饱满。轨道的安装应牢固平直，接缝处导轨平面高差值不大于2mm，伸缩缝间隙不大于3mm。轨道、轨道附件及连接件作好防锈、防腐处理，采用高强灌浆料对轨道连接板、轨道与结构之间的空隙灌注密实。

（5）行走系统安装

擦窗机行走系统的底部设置万向轮，用以满足双轨间距局部变化时的行进要求。

（6）其它机构组装

行走系统安装调试完成后再按说明书依次进行回转机构、悬臂、控制平台、起吊机构组装，最后安装吊船装置。

（7）使用前试验

擦窗机安装完成后，按要求做好相关绝缘试验、空载试验、额定载重量试验、超载试验、静置滑移试验、抗倾覆试验等试验工作，验收合格后方可投入使用。

5.2.9玻璃幕墙施工

玻璃幕墙主要施工工序有后置埋件安装、转接件安装、立柱安装、横梁安装、玻璃安装、打胶等。

（1）后置埋件安装

后置埋件一般采用经镀锌处理过的Q235B锚板，锚板通过化学锚栓与结构连接。先根据定位线进行打孔，吹去孔内的灰尘，保持孔内清洁。安装化学锚栓时先将玻璃管药剂放入孔中，放入螺杆后高速搅拌，待有少量混合物溢出后即可停止，施工完毕后等螺栓里的化学药剂反应、凝固完成后方可开始下步施工。

（2）转接件安装

幕墙竖龙骨通过转接件与埋件栓接固定。安装前先用螺栓将转接件与竖龙骨连接起来，转接件与龙骨接触处加设隔离垫，防止电位差腐蚀。转接件与后置埋件通过T型螺栓相连，先将螺栓放在槽内，旋转90度后再将螺栓拧到6分紧，进行四周及前后的调整后再最终拧紧，位置偏差控制在2～3mm之内。

（3）立柱安装

立柱的安装依据竖向钢丝线以及横向鱼丝线进行调节安装，在立柱与两侧连接件相接触面垫入2mm尼龙垫片，穿入连接螺栓，垫入平垫、弹垫，调平、拧紧。立柱安装后进行轴向偏差的检查，轴向偏差控制在±1mm范围内，竖料之间分格尺寸控制在±1mm，避免影响横梁的安装。

（4）横梁安装

在进行横梁安装之前，先将角码插到横梁的两端，安装时采用不锈钢销钉通过三孔插芯连接，再用螺钉固定牢固。横梁安装应注意平整，横梁两端的高低差应控制在±1mm范围内，同一平面标高偏差不大于3mm。

（5）玻璃安装

在装玻璃板块之前，先将玻璃压块固定在横梁、立柱上，预留安装间隙，待玻璃安装后，左右、上下调整，调整完毕再将螺栓拧紧。玻璃板块的副框通过压板固定在铝合金框上，压板不应小于300mm，且从板边100mm处布置间距不大于300mm，用螺栓倒扣连接紧固。玻璃板块安装时，先将板块放置在横梁上左右移动，推入到压块内，调整相邻两单元板高低差控制在1mm以内，缝宽控制在±1mm以内，调整好后拧紧螺栓。

（6）打胶

玻璃板块安装后，检查整个板面是否横平竖直，检查合格后填塞泡沫棒进行打胶。打胶必须均匀、连续、饱满、平滑。接头不留凹凸、纹路等缺陷。打胶完成后，及时将胶带纸清理干净并把污染的板面部位清理干净。

6、总结

通过本技术的应用，解决了平立面渐变流线形建筑幕墙在施工过程中楼层平立面变化时各节点处理及立面变化时采用改良吊篮系统作业等问题。本技术施工简单科学，可大大提高施工功效，在保证工程质量安全的同时缩短了施工工期，降低了工程成本。其中距离可调式吊篮支架系统的采用具有很好的成本优势，总体可降低成本7.85~9.28%。

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