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1、双曲面玻璃幕墙施工工法东亚装饰股份有限公司，潘海鸿1 前 言随着现代化建筑物的不断发展，其外在造型也越来越丰富、新颖和复杂化，例弧形双曲面建筑等,这种建筑往往通过幕墙形式表现出来。由于弧形壳体建筑物测量定位、龙骨加工及安装、面板安装，远比一般的矩形、圆形等简单几何图形要复杂得多，且与一般的框架结构不同的是，该建筑的弧形主体结构先完成，而后做外面的弧形玻璃幕墙，这给测量定位、龙骨加工安装、面板安装等施工带来了很大的难度，对现场安装工作者而言，较为辣手。放线的精准度、龙骨加工和安装的偏差、面板安装的偏差，在施工中都是控制的要点，是保证幕墙外观效果的必要措施。我公司在世园会睡莲博物馆弧形玻璃幕墙工程
2、施工过程中，采用犀牛建模、CAD绘图软件辅助设计，将现场放线、玻璃及型材加工制作等工序统一进行建模，根据犀牛建模定位尺寸，进行测量放样放线，统一工厂制作与现场安装的标准，改进质量验收手段，保证了弧形玻璃幕墙的施工质量，并通过归纳、总结，形成了本工法。2 工法特点2.0.1 本工程双曲面玻璃定位及安装采用以外弦定圆弧。构件制作加工及安装无需确定圆心即可进行。2.0.2 竖龙骨、横梁及扣盖整体拉弯加工，保证了安装密闭性及弧度的准确性。2.0.3 立柱、横梁采用可调节角铝支座，通过可调节的角铝支座消除安装板块时造成的施工误差，同时满足双曲面板块在连续曲面空间的变化，施工速度快、精度高，提高了效率，节
3、省了工期。2.0.4 弧形玻璃面板工厂化定型制作加工，粘玻璃副框在加工厂组装，现场进行挂装。这样能够保证装饰材料尺寸精确，饰面感官效果好，同时还保证施工现场的安全和整洁。2.0.5每个单元板块都可以方便地拆卸，维护和更换。2.0.6技术含量高、质量容易保证，并能产生明显的经济效益。3 适用范围本工法适用弧形壳体建筑幕墙工程，对其他复杂造型幕墙有参考作用。4 工艺原理4.0.1首先进行现场测量（主要测量弧长、弦高、弦长）；根据幕墙设计施工图以及现场实测，采用计算机辅助设计软件AutoCAD对幕墙立柱、横龙骨在计算机上按1：1尺寸建模，模拟定位然后进行现场测量，把计算机定位点转换到现场定位。水平放
4、线具体操作如下图4.0.1所示：1 根据幕墙施工图以及现场实测尺寸调整幕墙分格尺寸。2 幕墙分格确定后在计算机模拟图中确定分格点。3 在模拟图形中以的D点为坐标原点，弦长AB为X轴，弦高CD为Y轴，建立直角坐标系。4 根据幕墙分格点、圆心两点连线与线段AB交点d6(0,d6)，点D6、d6两点确定幕墙立柱中心轴线; 现场测量放线时，无需定位圆心位置，仅通过A、B、D、Xn、Yn、Ln等点的确定即可确定幕墙立柱位置。4.0.2纵向放线具体操作：1根据幕墙施工图以及现场实测尺寸调整幕墙分格尺寸；2幕墙纵向分格确定后在计算机模拟图中确定分格点；3在模拟图形中以的A点为坐标原点，AX为X轴，Y为Y轴，
5、建立直角坐标系；4根据幕墙纵向垂直分格Hy点，水平Lx与弧形竖龙骨相交点为横龙骨前端截面中心点，通过此点垂直弧形竖龙骨为横龙骨安装位置；现场测量放线时，无需定位圆心位置，仅通过A、Lx、Hy等点的确定即可确定幕墙横龙骨位置。4.0.3弧形玻璃与竖龙骨、横梁、扣盖的加工制作可参照此法进行拉弯加工，与现场测量放线保持一致性。5 工艺流程及操作要点 5.1 工艺流程现场基层验收处理计算机模拟设计定位测量放线预埋件处理连接角码安装竖向龙骨制作安装横梁制作安装结构玻璃板块制作安装注结构胶（隐框）弧形玻璃装配安装打耐候密封胶清洁检查竣工验收。5.2操作要点5.2.1计算机模拟定位。根据幕墙施工图以及现场实
6、测尺寸，建立CAD模型，确定各构件的位置及定位参数。5.2.2现场测量放线。根据计算机模拟定位结果，将计算机定位点转为现场定位具体步骤如下：1拉测弦长线A-B，弦高线C-D；2以D点为基准点，沿DB方向实测X7， 沿DC方向实测Y7；3再以实测点X7、Y7为基点分别拉平行线；两虚线交点即为点D7；4 OD7连线与X轴的交点为E7点，CE7距离为L7，可通过CAD在计算机上量出，现场根据D7、E7两点可确定幕墙立柱中心轴线。5同理，依次确定立柱安装定位点Dn（Xn,Yn），En（Ln，0），从而确定各立柱定位轴线。5.2.3 预埋件处理。构件安装前应将幕墙预埋件清理干净，并对幕墙预埋件数量、位置
7、、防腐处理情况进行全数检查，对不符合要求的预埋件及时进行处理。5.2.4 立柱、玻璃、横梁加工制作。 1 构件的放样、加工依据设计图纸及计算机模拟定位结果由工厂加工制作。 2弧形玻璃面板工厂化定型制作加工，保证了玻璃幕墙弧面顺滑。3弧形竖龙骨、横梁拉弯制作。竖龙骨、横梁和扣盖采用内部灌沙并同时拉弯的方法进行加工，可保证加工后的竖龙骨、横梁、扣盖表面平滑，弧度准确，膜无划伤；玻璃副框弯弧采用统一半径背靠背捆绑同时拉弯的方式进行加工，容易固定，半径统一，且弧度一致。5.2.5 立柱的安装。将竖龙骨下端插芯固定，上端采用刚性连接件与主体预埋件连接。立柱与预埋件之间加设橡胶防腐垫片。5.2.6 横梁的
8、安装。横梁安装必须在土建湿作业完成及竖框安装后进行。从下至上安装。当安装完一层高度时，应进行检查，调整、校正、固定，使其符合质量要求。横梁梁端与竖框连接处应加弹性橡胶垫，以适应和消除横向温度变形的要求。5.2.7 弧形玻璃的安装。 1弧形玻璃安装前到加工厂采用弧形构件检查板（采用大芯板按照玻璃设计及放样尺寸1:1切割制作）对玻璃进行校对检查，检查玻璃加工尺寸是否符合要求，合格后再进行副框粘接。 2弧形玻璃粘接前将粘接面擦拭干净, 注胶要求在无尘环境中进行, 养护环境要求温度为235，相对湿度为70%5%。 3弧形玻璃在安装前，要清洁玻璃，四边的铝框也要清除污物，以保证嵌缝耐候胶可靠粘结。 4弧
9、形隐框幕墙玻璃下部要设两个金属托条，长度不小于100，托条不应凸出玻璃外表面。5.2.8 压块固定安装。将压块压在横竖龙骨上通过不锈钢螺栓固定。5.2.9 打密封胶。玻璃定位后及时四周镶嵌密封胶条或打密封胶，并保持平整。密封橡胶条和密封胶应按规定型号选用。6 材料与设备 6.1 材料6.1.1 玻璃采用中空玻璃，其主要质量控制标准见表6.1.1-1，6.1.1-2，其性能指标应符合平板玻璃GB11614 要求。表6.1.1-1 玻璃板块尺寸偏差（单位：mm）公称厚度尺寸偏差（单位：mm）尺寸3000尺寸30002623810+2，-3+3，-4121534192555表6.1.1-2 玻璃厚度
10、偏差及厚薄差（单位：mm）公称厚度厚度偏差厚薄差260.20.28120.30.3150.50.5190.70.722251.01.06.1.2 铝合金型材壁厚度、尺寸允许偏差、角度允许偏差、平面间隙、弯曲度、扭宁度等必须符合铝合金建筑型材GB/T5237.1 国家标准第三部分基材中高精级型材的质量规定。6.1.3 密封材料。应采用耐候玻璃密封胶，其性能指标应符合建筑用硅酮结构密封胶GB16776、硅酮建筑密封胶GB/T14683、幕墙玻璃接缝用密封胶JC/T882规定要求。6.2 机具设备施工机具主要包括：单头锯、电锤、交流焊机、冲击钻、手提式韦氏硬度计、直流氩弧焊机、铝材切割机、双头锯、铝
11、材切割机、吸盘、卷尺、激光水平垂直仪、水准仪、激光测距仪等。7质量控制7.1 规范与标准7.1.1玻璃幕墙工程技术规范 JGJ 1027.1.2 建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300 7.1.3 玻璃幕墙工程质量验收标准 JGJ/1397.1.4 建筑装饰装修工程质量验收规范 GB 502107.1.5铝合金结构工程施工质量验收规范 GB505767.1.6硅酮建筑密封胶 GB146837.1.7建筑用硅酮结构密封胶 GB167767.1.8玻璃幕墙 GB/T210867.1.9.铝合金建筑型材 GB52377.1.10.建筑用安全玻璃 GB157637.2 质量控制措施7.2.1对于
12、玻璃幕墙，必须有结构设计计算书；幕墙图纸经原设计单位确认、图纸办审查合格后方可施工，要保证结构的安全。7.2.2 严把材料质量关，特别是结构胶，各种材料无合格证及检验报告不予验收。7.2.3 预埋件的安装必须严格按照设计要求及验收规范制作、预埋。必须保证位置正确，规格型号符合设计要求。1.后置定型化学螺栓,要经全面检查验收.必须做现场抗拉拔试验.2.连接件的焊接，应做全面检查，埋件钢板与连接角钢三面围焊,焊脚高度大于6mm，要保证焊缝长度和高度。3.连接角钢、预埋钢板和后置钢板的防腐处理，要全数检查不得遗漏。4.放线是否正确要验收，基准线由主体施工单位提供。7.2.4 对进场的弧形玻璃、拉弯竖
13、龙骨、横梁，要严格按照图纸设计要求及下料单，采用专用工具检查其尺寸、弧度等，保证材料的加工质量。7.2.5注意控制密封胶的使用环境，严禁下雨天露天施工耐候硅酮密封胶。耐候硅酮密封胶注胶前，注胶部位必须做好净化工作，应先将铝框、玻璃或缝隙上的尘埃、油渍、松散物和其他脏物清除干净，注胶后应嵌填密实、表面平整，加强养护，防止手摸、水冲等。7.2.6成品堆放，分类、分规格，堆放整齐、平直、下垫木；叠层堆放，上、下垫木；水平堆放，上下一致，防止变形损坏；侧向堆放，除垫木外加撑脚，防止倾覆。成品堆放地做好防霉、防污染、防锈蚀措施，成品上不让堆放其它物件。7.2.7成品保护。1.已完工的部位应设专人看管，遇
14、有危害成品的行为应立即制止，对于造成成品损坏者应给予适当处理。2.每一装饰面成活后，均按规定清理干净，进行成品质量保护工作。3.严禁在装饰成品上涂写、敲击、刻划。4.架子拆除作业时注意防止钢管碰撞，脚手扳轻放。8 安全措施 8.0.1工程负责人必须全面承担施工现场的安全责任，并签定安全责任书。8.0.2 施工负责人必须对职工进行安全生产教育，增强法制观念和提高职工和安全生产思想意识及自我保护能力，自学遵守安全纪律、安全生产制度，服从安全生产管理。8.0.3 所有的施工及管理人员必须严格遵守安全生产纪律，正确穿、戴和使用好劳动防护用品。8.0.4 特殊工种的操作人员必须按规定经有关部门培训，考核
15、合格后持有效证件上岗作业。起重吊装人员遵守十不吊规定，严禁不懂电气、机械的人员擅自操作使用电器、机械设备。8.0.5 施工用电要符合国家现行标准施工现场临时用电安全技术规范JGJ46的有关规定。8.0.6严格遵守施工用火审批制度。焊接作业等动火前，要清除附近易燃物，配备看火人员和灭火用具，电焊机外壳、焊钳与把线必须接零接地绝缘良好。8.0.7工作结束，切断电源，检查操作地点，确认无引起火灾危险，方可离开。8.0.8 氧气、乙炔、油漆等易爆、易燃物品，应妥善保管，严禁在明火附近作业，严禁吸烟。8.0.9施工层脚手架必须通过验收合格后方可上架作业。8.0.10施工现场中各种危险设施、临边部位、洞口
16、都必须设置防护设施和明显的警告标志。8.0.11严禁高空抛物。运输吊顶材料时，下方应有专人看护，无关人员不得进入材料运输区。9 环保措施 9.0.1 保证施工噪声符合建筑施工场界噪声限制（GB12523）的要求，昼间不大于62分贝，夜间不大于55分贝。9.0.2 幕墙构件加工应在工厂完成，减少现场拼装、焊接、降低噪音及光污染。9.0.3 现场材料应分类统一堆放，标识清楚，废弃垃圾应集中堆放、处理。9.0.4施工完成后，评估施工对环境的影响，制定纠正和预防措施，促进环保体系的健全和提高。10 效益分析 10.1 经济效益分析以青岛世园会博物馆弧形玻璃幕墙为例，采用CAD辅助测量放样与工厂定型化加
17、工一条龙的方式同与安装方法相比，可缩短工期约20%。还可减少后期因安装精度误差较大造成的返工、维修费用，对工程成本控制十分重要。 10.2 社会和环保效益采用本工法，施工方便，提高了劳动生产率，保证了弧形玻璃幕墙安装的准确性，使得幕墙曲面造型达到设计效果，提高了公司的社会信誉。11 工程实例11.1世园会睡莲博物馆幕墙工程11.1.1 工程概况。青岛世界园艺博览会睡莲博物馆位于青岛市李沧区天水路，是2014年青岛世界园艺博览会草纲区主场馆之一，由青岛世园发展有限公司投资建设，由青岛腾远设计事务所有限公司设计，结构为框架-剪力墙结构，幕墙为弧形隐框框架式彩釉玻璃幕墙。11.1.2 施工情况。本工程幕墙是由玻璃和铝板构成，整个工程为双曲玻璃幕墙，如何控制好建筑的造型，实现建筑师的预想，是工程的关键。为确保项目的安全性能和使用性能，在设计中根据本工程项目的实际情况进行整体设计，综合考虑技术指标。11.1.3 应用效果。采用该工法施工，工程进展顺利，幕墙安装观感质量较好，造型美观，达到了设计要求，得到了建设单位的好评。
