傾斜曲面玻璃幕墻施工技術在鋼結構工程施工中的應用

摘要：玻璃幕墻在鋼結構建筑施工過程中，因工期短、玻璃易碎及結構造型奇特等施工困難。本文結合蘭州萬達城旅游集散中心工程施工針對傾斜曲面玻璃幕墻施工工藝及應用進行了詳細的介紹，對鋼結構超大傾斜、曲面玻璃幕墻施工，其具有施工簡單、高效、操作方便等優點，為相似工程提供了參考經驗，具有相對較好的推廣價值。

關鍵詞：龍骨定位;龍骨安裝;傾斜玻璃定位;曲面玻璃定位;玻璃安裝施工

引言

隨著城市建設的不斷發展，建筑的外形也越來越新奇、復雜和多樣化，一般地鋼筋混凝土結構已經很難滿足現在的建筑的新穎造型。鋼結構幕墻因其易塑形、施工快、工期短、安全性高等特點正在一步步的取代傳統的鋼筋混凝土工藝施工，為城市建設作出了不小的貢獻。目前鋼結構幕墻施工工藝已經成熟，傾斜曲面玻璃幕墻施工仍是相對薄弱的地方，為保證施工的高效性，及其安全性和解決因施工不便而造成的高額成本。針對不同部位超大傾斜曲面玻璃幕墻施工選擇適合的施工方法。

一、工程概況

旅游集散中心項目位于甘肅省蘭州市七里河區崔家大灘、七里河區南濱河路南側萬達城，總用地面積9455.9㎡，其總建筑面積為4181.24㎡，建筑層數為地上3層，地下1層，房屋平面尺寸長度為51.70m、等效寬度為38.50m，房屋高度為15.20m，框架結構。二層及其以上為鋼結構工程，外立面為幕墻工程，其效果圖如圖一、圖二。

幕墻施工分為鋁板幕墻和玻璃幕墻、其區域劃分如圖三。

東玻璃一區、東玻璃二區、南玻璃一區、南玻璃二區、西玻璃一區、西玻璃二區為玻璃幕墻。一區為超大傾斜玻璃，二區為超大曲面玻璃。

二、旅游集散中心玻幕墻定位安裝的重點難點分析

（一）因玻璃幕墻大部分位于側面和斜屋面位置，測量放線時玻璃幕墻施工的難點之一

①本工程建筑物外側幕墻面積較大、場地狹小，故對測量工作帶來一定影響。尤其是極坐標方法以短邊放長邊會將誤差放大，無法保證玻璃安裝的正常尺寸。

②本工程玻璃幕墻施工的載體是鋼結構，因鋼結構構件截面狹小，給人員操作帶來不便，故對現場測量放線、龍骨定位等工作造成困難，且對放線施工人員的技術要求大，以至于現場無法正常施工放線。

③因玻璃幕墻是超大版型，各種收邊材料為異性，每塊收口材料幾何尺寸均不相同需特別引起重視，預留尺寸稍有不適，將造成現場施工的二次返工，影響工期進度。

④幕墻玻璃為變量、且玻璃易碎性，尺寸稍有不適，就會造成整塊玻璃無法安裝，測量放線的精度對玻璃的安裝存在著很大的影響。

（二）傾斜曲面玻璃幕墻的玻璃安裝是幕墻施工的難點之二。

①傾斜曲面玻璃幕墻的玻璃安裝對型鋼龍骨安裝精度的要求高，固定玻璃夾具的進出、高度及方向、隔熱基座的安裝幾乎沒有調節量。

②傾斜曲面玻璃幕墻的安裝部位涉及眾多收邊收口，此部位本身加工以及交口控制都比較困難，短時間內無法加工出相關構件，無法保證業主要求的施工工期。

③一區玻璃幕墻為傾斜玻璃幕墻，其傾斜的特點為垂直方向，上部凸出、下部收縮（如圖四），傾斜角度為104°，尺寸22.238m×11.036m的超大雙層玻璃。外側需要吊裝玻璃，內側因上部向外傾斜，都無法搭設操作平臺，給玻璃安裝造成極大的困難，且玻璃太大不易加工、運輸及吊裝。二區玻璃幕墻為39.713m×10.803m的異型曲面玻璃幕墻，其展開效果（如圖五），曲面弧度大，玻璃造型奇特，構件、玻璃的生產加工，吊裝及安裝都需要大量的時間，因此無法按時完成業主要求的工期節點。

④玻璃幕墻上部鋁板內裝都已經開始施工，多工種交叉作業，幕墻上部無法固定倒鏈等提升設備;若采用吊車，因玻璃的易碎性，吊裝時易晃動且易受風等因素影響，對吊裝產生極大的影響，因此影響現場施工進度，無法保證按時完成業主要求的節點工期。

三、對施工過程中的重點難點的應對措施

（一）測量放線施工

本工程由于上述重點難點分析及異型較多，故無法采用傳統的樓板作為標高、基準線的傳遞。為保證施工測量放線的準確性，在首尾軸線確認無誤的前提下，利用玻璃幕墻公差，在施工場地外設立參照基準軸線以及屋頂鋼結構處設立參照基準標高線，經反復核對無誤后，確立為輔助基準線，以此來控制測量放線的精度從而達到施工作業的高質量。

依據業主單位提供的基準點，考慮到溫差對測量儀器的影響，以及地面不平整等因素造成的測量誤差，現場在使用全站儀測量放線時，反復對其進行復核，并測算各點、線之間的幾何關系，以及相互之間的幾何尺寸，通過點的精度來提高玻璃幕墻的施工精度。

項目成立專業施工團隊，根據業主提供的施工藍圖，采用Non-Uniform Rational B-Spline三維建模軟件將圖紙深化成三維立體圖形（如圖六所示）。并根據立體圖形計算出每根鋼龍骨的空間定位坐標。利用已施工的鋼結構主體采用全站儀確定空間點的方式將每一根鋼龍骨精確定位。

在確保安裝各收邊尺寸以及外觀質量的前提下，在施工過程中出現的各種累計誤差盡量在大塊玻璃幕墻內消化處理。

（二）玻璃幕墻鋼龍骨定位安裝

鋼龍骨等構件均安排在工廠進行標準化生產加工成品、半成品，然后運至施工現場。

現場鋼龍骨安裝分為兩組;一組進行鋼龍骨的初步定點，以及豎向鋼骨底部臨時支座的制作安裝;臨時支座采用化學錨栓與混凝土結構連接，在通過鋼構件焊接而成（如圖七、圖八）。通過吊車將現場的成品龍骨構件初步焊接至龍骨定位點處，通過測量儀器進行精準復測，調整鋼龍骨位置垂直度達到設計要求。

二組進行豎向鋼龍骨的加焊，補充底部與混凝土結構的連接結構，水平龍骨的焊接，割除鋼龍骨的臨時支撐，對鋼龍骨有局部不平整的補原子灰找平，補噴防火漆、防銹漆。鋼龍骨頂部與鋼結構的連接通過焊接的方式連接（如圖九），為防止鋼結構不均勻沉降對對幕墻結構造成影響，底部通過活連接的方式與鋼筋混凝土結構連接（如圖十、圖十一）。

（三）幕墻工程玻璃的安裝

1）玻璃加工

幕墻施工的玻璃為超大雙層玻璃，因現場工期短，時間緊，且施工段為傾斜、異型曲面部位，超大雙層玻璃的加工和施工的時間都不充足。為保證2019年9月30日的工期節點，降低加工與安裝的難度，經與設計、業主溝通協商同意后，采用半隱框玻璃幕墻施工技術（豎明橫隱），在保證外觀質量的同時，將超大雙層玻璃通過Non-Uniform Rational B-Spline三維建模軟件深化為大塊雙層玻璃，生成玻璃規格尺寸下料單，由工廠進行標準化生產加工成品（幕墻玻璃成品如圖十二）。

2）玻璃定位

根據玻璃幕墻深化圖紙對現場的玻璃位置進行定位，在豎向龍骨上安裝不銹鋼玻璃夾具（圖十三），安裝通長鋁合金隔熱基座（圖十四）。

3）玻璃安裝

因玻璃幕墻為傾斜、曲面結構，無法搭設滿堂架，現場采用曲臂式高空作業車（圖十五）做為玻璃安裝時的操作平臺，吊車直接吊裝時，需要對玻璃的位置進行微調極大的增加了吊裝的難度，為保證其安全性，在吊車吊鉤與玻璃之間增加倒鏈（圖十六），既滿足了吊裝的要求，也能在安裝過程中通過收拉倒鏈對玻璃的安裝進行微調定位，在保證其安裝質量的同時，也保證了安全施工。

在吊裝過程中，因玻璃的特殊性質不能采用金屬部件直接捆綁吊裝，且因結構造型奇特，采用小型玻璃吸盤器無法滿足要求，在保證施工工期與質量和安全的同時考慮經濟采用高強度帆布繩帶（圖十七）對玻璃進行綁扎固定，綁扎固定形式和吊裝如（圖十八）。

待玻璃吊裝至合適的位置，操作員駕駛曲臂車向玻璃上冊靠攏，一名玻璃安裝人員手扶玻璃，防止玻璃來回晃動，同時第二輛曲臂車向玻璃下側靠攏，另一名安裝人員首手推底部玻璃至安裝位置，因玻璃比較厚重，緊靠曲臂車上的安裝人員無法使玻璃到達合適的位置，因此需在建筑物內側設置兩名工人，同時拉玻璃底部預留的兩條帆布繩帶，向內側牽引如（圖十九、二十）。

待玻璃調整至合適的位置，由曲臂車上的安裝人員給不銹鋼玻璃夾具上墊氯丁橡膠塊，防止玻璃直接接觸。采用鋁合金壓塊臨時固定（圖二十一），并拆除用來吊裝的帆布繩帶。按照深化圖紙的玻璃編號對現場進行安裝，安裝應遵循先大后小、先整體后局部的原則。在大片區域玻璃都安裝完成后，采用編排好的異型玻璃進行收邊收口;以上玻璃安裝工作完成后，將臨時鋁合金壓塊替換成鋁合金壓條通長（圖二十二），并進行鋁合金裝飾后蓋的施工（圖二十三）。

4）打膠、收邊

待以上工序完成后，對玻璃明隱框進行打密封膠處理，打膠時，用在玻璃貼美紋紙的方法來保證打膠的效果以及玻璃的防污染。在完成打膠工作后，鋁板造型收邊。

四、結語

傾斜曲面玻璃幕墻施工前，應對技術與經濟進行綜合的評價，依據現場的實際情況以及業主的相關要求確定安裝施工方案。傾斜曲面玻璃幕墻施工技術從經濟上、技術上、環境、業主的要求及意見等方面統籌考慮比較合適，其施工工藝的發展更加的成熟，施工質量易保證，同時提高了施工效率和施工的安全性。結合本工程現場施工實踐驗證了傾斜曲面玻璃幕墻施工技術的可行性和高效可操作性，為今后類似工程提供了寶貴的施工經驗。

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作者簡介：

馬清，男，技術員，中建二局一公司陜西分公司蘭州市萬達城旅游集散中心項目技術員。