[摘 要]：隨著科技技術(shù)的發(fā)展，越來越多的大型幕墻中采用異形玻璃，異形玻璃造型獨(dú)特，有豐富的藝術(shù)渲染力，但其設(shè)計(jì)、制作、施工較普通玻璃更為復(fù)雜，本文以南京萬達(dá)茂精神堡壘幕墻施工為例，對(duì)大型異形玻璃幕墻施工進(jìn)行介紹，從施工工藝流程、施工節(jié)點(diǎn)等幾方面進(jìn)行闡述。系統(tǒng)掌握此類幕墻的施工重點(diǎn)、難點(diǎn)
[關(guān)鍵詞]：異形玻璃、 鋼結(jié)構(gòu)單元拼裝、吊裝、定位安裝、方案的選擇
1.概述
南京萬達(dá)茂精神堡壘幕墻位于南京市棲霞區(qū)仙林大道與守敬路交匯處，精神堡壘幕墻高18.9m，占地面積為4m²，精神堡壘造型獨(dú)特，象征著萬達(dá)集團(tuán)持之以恒，勇攀高峰的精神，幕墻鋼結(jié)構(gòu)分布在四個(gè)正方形基座上，主結(jié)構(gòu)為120*120*5鍍鋅方管，支撐結(jié)構(gòu)由80*80*4鍍鋅方管，80*60*4鍍鋅管及60*60*4方管組成，外層面板由8+1.52PVB+8mm夾膠玻璃和鋁型材豎向裝飾條組成。面板玻璃均為異形玻璃且不易安裝，且為單體建筑，具有一定的施工難度。
2系統(tǒng)介紹
（1）玻璃幕墻系統(tǒng)
1）分布：位于建筑各立面三角形造型。
2）主材：面板采用8mm+1.52PVB+8mm鋼化夾膠玻璃；玻璃幕墻依附于幕墻龍骨上；幕墻主龍骨采用120*120*5mm鍍鋅鋼方管；支撐骨架采用60*60*4mm鍍鋅方管，80*60*4mm厚鍍鋅方管及60*60*4mm鍍鋅方管；鋼材表面處理為熱鍍鋅處理。
（2）鋁板線條系統(tǒng)
1）分布：位于建筑裙樓各立面。
2）主材：面板采用1.5mm厚鋁板裝飾線條，室外面表面處理均為氟碳噴涂；截面尺寸為50mm*100mm.
3工程特點(diǎn)
1、整個(gè)幕墻的支撐系統(tǒng)是基于每個(gè)“三角形鋼格構(gòu)”單元的整合，每個(gè)線條形成堅(jiān)固的獨(dú)立單元，懸掛于組成幕墻斜撐桁架的方管鋼結(jié)構(gòu)之上，結(jié)構(gòu)的總體位移被累積在每個(gè)“三角形鋼格構(gòu)”的邊緣，并最終被方管鋼結(jié)構(gòu)承受。
2、安全防護(hù)難度較大，由于構(gòu)件的傾斜就位、吊裝等懸空作業(yè)狀況，需要設(shè)置與構(gòu)件安裝相適應(yīng)的特殊的安全防護(hù)措施。
3、測(cè)量定位難度較大，由于結(jié)構(gòu)的高度，安裝誤差等因素的影響，對(duì)于測(cè)量控制點(diǎn)的準(zhǔn)確布置和龍骨安裝測(cè)量校正均有一定難度。
4施工工藝及流程
（1）測(cè)量放線
測(cè)量放線作為定位安裝的一種手段，是保證幕墻安裝后位置精確、橫平豎直關(guān)鍵工序，我司根據(jù)總包單位移交的軸線、標(biāo)高進(jìn)行必要的復(fù)核，確定相關(guān)軸線是否適用，由于本工程幕墻位于2m*2m方格內(nèi)，且總包單位設(shè)有預(yù)留埋件，僅需復(fù)核標(biāo)高、軸線及埋件位置即可，對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)及時(shí)記錄，一旦偏差較大，及時(shí)上報(bào)總包單位。
（2）骨架的拼裝焊接
1）主要鋼構(gòu)骨架統(tǒng)計(jì)
序號(hào) 部位 材料規(guī)格 線密度 最大長(zhǎng)度 重量
1 精神堡壘 120*120*5 18.1kg/m 6.9m 124.89kg
2 精神堡壘 80*80*4 9.96kg/m 3.16m 31.47kg
3 精神堡壘 80*60*4 8.22kg/m 2.97m 24.41kg
4 精神堡壘 60*60*4 7.02 kg/m 2.82m 19.8kg
2）骨架分布：
序號(hào) 部位 重量 位置
1 單元1 1.05噸 -0.2m-6m
2 單元2 1.1噸 6-12m
3 單元3 1.17噸 12m-18.9m
鋼骨架三維效果圖
（3）焊接相應(yīng)要求
根據(jù)圖紙分別焊接相應(yīng)單元鋼構(gòu)件，注意焊接時(shí)的施工質(zhì)量控制，由于本工程焊縫均為三級(jí)焊縫，焊接過程中定位焊焊縫的焊接應(yīng)避免在焊縫的起始、結(jié)束和拐角處施焊，弧坑應(yīng)填滿，嚴(yán)禁在焊接區(qū)以外的母材上引弧和熄弧。 定位焊焊縫有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷時(shí)，必須清除后重新焊接。焊接完成后及時(shí)進(jìn)行防腐除銹，刷紅丹兩道、銀粉漆一道。同時(shí)為保證拼接安裝質(zhì)量，焊接過程中注意鋼骨架垂直度的控制，特別是多個(gè)桿件交匯于同一點(diǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較高的焊接殘余應(yīng)力，避免此節(jié)點(diǎn)多次焊接導(dǎo)致應(yīng)力集中等情況，不宜采用連續(xù)施焊的情況，建議采用對(duì)邊焊的方法，減少骨架的變形。
焊接完成后復(fù)核骨架尺寸，進(jìn)行預(yù)拼裝，方便骨架的調(diào)整及修改；
（4）拼裝吊裝
1）安裝順序
吊裝采用分段吊裝的方法，安裝順序先安裝單元1，再安裝單元2，最后安裝單元3固定，為了避免誤差，要提高安裝精度，并及時(shí)利用套芯的調(diào)整余地和結(jié)合部位的間隙消除誤差。
首先將在加工區(qū)域焊接完成的鋼結(jié)構(gòu)單元運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)幕墻完成面，現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)落地式腳手架，由于安裝順序從下往上安裝，每安裝1層鋼結(jié)構(gòu)單元，腳手架相應(yīng)升高1層，由于落地式腳手架無法與鋼結(jié)構(gòu)骨架進(jìn)行加固處理，需要0-6m的高度在腳手架外側(cè)再搭設(shè)一雙排腳手架，并與施工腳手架相連接進(jìn)行加固處理，防止腳手架的傾覆。在搭設(shè)腳手架的過程中，應(yīng)注意對(duì)骨架的保護(hù)，同時(shí)避免交叉施工。
現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)的腳手架
鋼結(jié)構(gòu)單元的吊裝，最大吊裝重量為1.17噸，最大提升高度為25米，現(xiàn)場(chǎng)采用1臺(tái)35噸汽車吊，鋼結(jié)構(gòu)單元的拼裝主要控制安裝時(shí)的精度，上下立柱間的垂直度偏差需要控制，誤差累計(jì)會(huì)影響后續(xù)玻璃的安裝工作，在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，拼裝定位后吊線測(cè)量控制誤差，固定牢固后再進(jìn)行下一單元的吊裝拼裝�，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)保證上下垂直度偏差小于10mm,相鄰上下單元之間的垂直度偏差控制在5mm以內(nèi)；
鋼結(jié)構(gòu)骨架拼裝完成后報(bào)監(jiān)理、甲方驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后進(jìn)入下一道工序的施工
（5）玻璃的固定安裝
1）玻璃的吊裝方案的選擇
方案一：采用汽車吊進(jìn)行安裝，綁扎固定玻璃時(shí)注意邊角，玻璃需要采用包角，同時(shí)避免在吊裝過程中的碰撞。導(dǎo)致玻璃不必要的損壞，安裝過程中專人指揮，并綁扎安全繩作為牽引固定。此吊裝方案使用汽車吊進(jìn)行安裝，較為便利。但需要避開腳手架及幕墻鋼結(jié)構(gòu)等阻礙。
方案二，利用卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行安裝，利用幕墻鋼結(jié)構(gòu)骨架作為支撐點(diǎn)受力，用鋼管作為支撐，一端固定在幕墻鋼結(jié)構(gòu)骨架上方，另外一端固定于室外腳手架上，形成一個(gè)統(tǒng)一的 ，防止傾覆，卷揚(yáng)機(jī)一頭固定于鋁板骨架上用鋼筋箍住，防止偏位。如下圖所示
方案二示意圖
針對(duì)上述兩種方案進(jìn)行比較分析，我司綜合考慮認(rèn)為第一種方案，更符合現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際，由于采用第二種方案時(shí)，玻璃自下向上安裝，玻璃需要提前運(yùn)至腳手架內(nèi)側(cè)，腳手架應(yīng)預(yù)留通道，由于玻璃完成面距離鋼結(jié)構(gòu)較近，玻璃板塊較大玻璃不好搬運(yùn)，無法調(diào)整。因此我司考慮采用第一種方案進(jìn)行施工。安裝過程中防止玻璃墜落在每步均設(shè)置人員，負(fù)責(zé)牽引托舉玻璃。
玻璃分格圖
但是現(xiàn)場(chǎng)由于玻璃均為異形三角形玻璃，且玻璃分格較大，玻璃自重較重，最大玻璃分格尺寸為寬度1984*高度5850，最大玻璃的重量=2.5*1.984*5.85*0.5*0.0175=0.254噸=254kg，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)采用35噸汽車吊進(jìn)行吊裝，腳手架與骨架間距離只有40cm空隙,玻璃需要垂直吊入空隙位置，現(xiàn)場(chǎng)施工過程中需要考慮吊裝的中心位置，保證起吊時(shí)玻璃可以垂直升降。
吊裝前應(yīng)找出相應(yīng)玻璃的重心，重心是在重力場(chǎng)中，物體處于任何方位時(shí)所有各組成支點(diǎn)的重力的合力都通過的那一點(diǎn)。規(guī)則而密度均勻物體的重心就是它的幾何中心。找出中心有利于保證玻璃吊裝時(shí)可以垂直升降，
計(jì)算吊裝的重心位置
均質(zhì)物體的重心心坐標(biāo)公式如下：
重心坐標(biāo)的公式
查表法在工程手冊(cè)中，可以查出常用的基本幾何形體的形心位置計(jì)算公式。
圖、三角形重心計(jì)算公式
由于玻璃均為異形玻璃且為三角形玻璃，根據(jù)圖示的重心計(jì)算公式，找出了三角形的重心點(diǎn)，
一般情況下吊機(jī)吊裝時(shí)，起重物重心點(diǎn)上作用著兩個(gè)力。一個(gè)是豎直向上的吊機(jī)起重力，它通過吊鉤、吊帶（如鋼絲繩等）作用在起重物的重心點(diǎn)上，即通過4根吊帶提供的垂直方向的分離，另一個(gè)是鉛垂向下的起重物重力。兩個(gè)力大小相等、方向相反，作用在同一條鉛垂線上，起重物重心點(diǎn)上受力平衡，起重物就會(huì)被吊鉤以水平狀態(tài)吊起。見下圖。
圖、水平狀態(tài)起吊的的方法
如圖所示，為使重物垂直吊裝，必須保證吊鉤起重力和起重物重力保持同一位置即可，即采用的綁扎吊裝方法過程中，吊帶產(chǎn)生的力分解在Y軸方向的合力通過重心點(diǎn)，保證吊裝時(shí)垂直升降，由于吊裝過程中玻璃時(shí)水平放置的，所以吊裝過程中應(yīng)考慮玻璃從水平方向到垂直方向傾斜狀態(tài)過程中易產(chǎn)生的傾斜角度，如下圖所示
圖玻璃吊裝過程中的分析
由工程實(shí)際分析可知，吊裝過程中，玻璃從水平位置向垂直狀態(tài)變化過程中，其重心點(diǎn)不斷變化，一直下移，直至達(dá)到垂直位置后，起重物重心點(diǎn)才與計(jì)算狀態(tài)下重心點(diǎn)重合。
根據(jù)以上情況分析，在吊裝過程中應(yīng)保證玻璃的實(shí)際重心點(diǎn)沿經(jīng)過計(jì)算重心點(diǎn)的鉛垂方向運(yùn)動(dòng)（上圖圖中虛線），盡量保證玻璃在水平方向無偏移，所以在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中采用下圖所示的方案進(jìn)行吊裝
現(xiàn)場(chǎng)施工過程（玻璃吊入腳手架）
在玻璃寬度方向上綁扎橫向吊帶，保證玻璃不向兩側(cè)偏移，豎向吊帶綁扎時(shí)注意盡量保證平行，吊裝過程中吊帶所受力的豎向分力應(yīng)與玻璃重力方向作用于同一作用線上
吊裝過程中應(yīng)先試吊，檢查吊帶是否有損壞，斷裂現(xiàn)象，計(jì)算吊裝作業(yè)點(diǎn)與實(shí)際重心點(diǎn)是否存在較大的偏差，從而導(dǎo)致玻璃不能垂直升降，如果有問題，應(yīng)吊回地面，并重新找出實(shí)際重心點(diǎn)。
同時(shí)吊裝玻璃時(shí)，注意對(duì)角的防護(hù)，邊角用綁扎，固定。防止損壞，將玻璃防止在已安裝好的玻璃安裝架上，玻璃安裝架由槽鋼固定連接，焊接制作成玻璃吊框。玻璃放在吊框中，用汽車吊將玻璃吊框吊至相應(yīng)的位置
如圖所示，一般大型玻璃安裝時(shí)，邊角需要用模板或者膠墊綁扎固定，防止磕碰，吊裝時(shí)采用柔性綁帶，綁扎牢固。
2）玻璃的安裝固定
由于兩側(cè)相鄰的玻璃無法同時(shí)安裝，玻璃轉(zhuǎn)角拼接部位間的安裝固定單靠轉(zhuǎn)角玻璃壓塊也無法實(shí)施，現(xiàn)場(chǎng)為方便玻璃的安裝采用了以下方法，
玻璃上高度方向安裝兩個(gè)副框，一個(gè)為定位副框，一個(gè)為固定副框，如下圖所示：
由于拼接安裝無法同時(shí)進(jìn)行，在安裝玻璃幕墻時(shí)，借助汽車吊將定位副框固定在120*120*5鋼管內(nèi)側(cè)，起臨時(shí)固定作用，安裝完成一側(cè)玻璃后，玻璃一層一層進(jìn)行安裝，相鄰一側(cè)玻璃幕墻安裝時(shí)同樣借助施工機(jī)械將定位副框定在120*120*5鋼管內(nèi)側(cè)，全部安裝完成后，相鄰兩側(cè)的玻璃縫隙中，玻璃板塊調(diào)整完成后馬上要進(jìn)行固定。隱框處主要是用壓塊固定。上壓塊時(shí)要注意鉆孔、手電鉆鉆頭不得大于Ø4.2,螺栓采用5x20 不銹鋼機(jī)械螺栓壓塊間距不大于250mm,夾膠玻璃為250mm，上壓塊時(shí)要上正壓緊，杜絕松動(dòng)現(xiàn)象。用轉(zhuǎn)角壓塊將固定副框固定牢固，不產(chǎn)生松動(dòng)，即可安裝完成玻璃。
注膠清洗
玻璃板塊安裝調(diào)整后即開始注密封膠，此工序是防雨水滲漏和空氣滲透的關(guān)鍵工序。操作程序如下：
（1）填塞墊桿:選擇規(guī)格適合質(zhì)量合格的填塞墊桿到注膠之縫中，保持墊桿與板塊側(cè)面有足夠的摩擦力，填塞后墊桿凸出表面距玻璃表面約4mm。
（2）清潔注膠縫:選用干凈不脫毛的洗潔布和二甲苯，用“二塊抹布法”將擬注膠縫在注膠前半小時(shí)內(nèi)清潔干凈。
（3）粘貼美紋紙。
（4）注膠：膠縫在清潔后半小時(shí)內(nèi)應(yīng)盡快注膠，超過時(shí)間后應(yīng)重新清潔。
（5）刮膠: 刮膠應(yīng)沿同一方面將膠縫刮平（或凹面），同時(shí)應(yīng)注意密封膠的固化時(shí)間。
工程實(shí)體照片
5、結(jié)語
目前該工程已投入使用，通過本次施工，筆者認(rèn)為在異形特殊玻璃安裝過程中，方案的選擇及節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化安裝是大型異形玻璃幕墻施工的關(guān)鍵，現(xiàn)場(chǎng)人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際制定相應(yīng)的施工計(jì)劃合理編排，制定不同的吊裝方案進(jìn)行比對(duì)及選擇，從中挑選出最優(yōu)方案，并且深化設(shè)計(jì)細(xì)部節(jié)點(diǎn)的安裝，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮施工難度，施工單位應(yīng)在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，制定詳盡的施工方案，優(yōu)化細(xì)部節(jié)點(diǎn)，以便于異形玻璃的安裝，從而保證幕墻的施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。
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