封檐弧形铝板外幕墙的施工方法

付 景

（福州铁建建筑有限公司， 福建 福州 350013）

1 封檐弧形铝板外幕墙简介

宣城站东站房工程位于安徽省宣城市宣州区，工程总建筑面积：12600m2，建筑层数为主体两层，局部三层。建筑最大高度：23.1m。本工程的外幕墙工程采用钢骨架围护结构，装饰材料采用玻璃幕墙与金属铝单板幕墙，通过凹凸及弧形铝板立面的特点来反映站房外立面装饰效果，其整个外立面显示一个“宣”字造型。封檐弧形铝板幕墙面板采用3mm厚铝板。封檐弧形铝板幕墙工程采用栓焊组合连接方式将落地式钢骨架、折弧（局部顺弧）骨架及抗风桁架钢结构有机连接，与主体结构混凝土预埋（后置）件及弧形钢网架曲线结构栓焊组合成整体骨架。封檐弧形幕墙弧长为149.2m。

封檐铝板正立面简图

封檐铝板剖面图

2 封檐弧形铝板外幕墙施工难点

本工程封檐铝板外幕墙长度较长，施工难度相对较高，特别对弧形处的铝板和龙骨材料进行加工的难度极大，现场放样技术也相对较困难。封檐弧形铝板幕墙在样板施工期间问题频繁，虽为样板施工，但是以点带面。在封檐弧形铝板样板施工时，经现场质量问题分析得出，此次封檐弧形铝板外幕墙施工过程中的主要难点有以下几个：

2.1 外幕墙结构的不规则性

本工程弧形铝板外幕墙主要为不规则的弧形，在建筑物的檐口与山墙交接处还存在不规则的双曲线弧形，且各弧形不存在相同的圆心或弧心，属于折弧形式。这导致钢骨架预弯困难，弧形铝板加工复杂，施工难度大，铝板表观质量控制存在一定的难度。施工前必须对施工图进行分解深化，深化图应取得原设计单位的确认。弧形铝板幕墙钢骨架预弯成弧线形，钢骨架的预弯和弧形铝板将直接影响弧形铝板的安装和铝板精度的控制，进而影响整个幕墙外立面造型。

2.2 混凝土主体结构尺寸施工误差

整个建筑物主体混凝土结构由于跨度较大，且在候车区域与办公区域存在伸缩缝，施工过程中存在一定的误差，这导致在对外幕墙结构进行施工安装时不能完全按照幕墙图尺寸施工，必须根据现场实际结构尺寸重新进行放样找基准，对幕墙尺寸作小幅改动。

2.3 钢网架安装精度对封檐龙骨安装的影响

本站房在封檐位置处屋面钢网架为外幕墙结构提供支撑，钢网架不仅要支撑整个封檐幕墙结构，还要承载整个建筑内屋面重量；钢网架为螺栓球高维空间结构，网架通过带有螺栓的连接件为封檐幕墙提供支撑。网架螺栓球安装位置的准确与否，直接影响封檐幕墙竖向龙骨分格以及封檐的弧度，进而影响铝板的完成面装饰效果。为确保封檐弧度与设计相符，必须保证连接件位置处螺栓球安装的准确，故前期钢网架安装时必须控制累计误差，确保网架的安装精度。

3 弧形铝板外幕墙结构施工方法

3.1 封檐弧形幕墙结构的测量放线

对封檐弧形幕墙结构的测量放样是基于钢网架结构的测量放样，封檐网架结构的测量放线时，采取以下措施，解决测量放线的问题：（1）使用三维建模软件建立外幕墙结构的三维电脑模型（例如：草图大师和BIM技术等），然后根据建立的结构模型对封檐处的外幕墙结构进行分格分析，同时可根据模型进行深化，划分各块铝板的具体形状与大小。（2）根据建立的三维模型对封檐幕墙龙骨进行分格与基准点的确定。在使用全站仪进行测量放线工作时，需对钢网架和幕墙节点基准点进行准确测量，并将实际的测量数据及时输入电脑，对钢网架节点的实际分布图进行纠偏，再与设计图纸进行比对，若满足误差许可，可进行现场放样，在此过程中对钢网架安装偏差应进行校核，然后再确定幕墙龙骨的安装基准。

3.2 对弧形铝板幕墙龙骨进行工厂预弯

本工程弧形封檐，中间最高点和两端最低点高差为8m，跨度为149.2m，经过电脑三维模拟显示，横向龙骨为60*60*4mm的方钢管，需对弧形铝板幕墙横向龙骨应进行工厂预弯，钢龙骨下料预弯的依据为纠偏后的三维模型，由于封檐铝板的分格不尽相同，故每段预弯的龙骨都将不同，所以对弧形龙骨的预弯加工量较大。为保证加工的精度，采用先进数控机床对龙骨进行气压预弯，不可采用机械预弯，机械预弯将使弧形方钢管存在内弧侧压扁，外弧侧膨胀，后期面板固定安装将存在很大的困难。

3.3 幕墙龙骨施工安装

对封檐弧形铝板幕墙结构的龙骨进行安装时，应注意以下几点：

（1）放线基准应根据钢网架支撑点确定，同时利用电脑三维模型对安装弧度进行模拟，然后确定竖向龙骨安装需要的长度和弯曲度。另外在主体结构框架梁上顶面后置埋板上设置拉结小钢柱，位置同幕墙立面及檐口平面分格交汇，以起到对立柱及檐口龙骨整体拉结且控制使用阶段协调变形作用，要求牢固可靠。小钢柱节点大样图如下：

小钢柱节点大样图

（2）封檐幕墙竖向龙骨上部与钢网架连接采用螺栓连接方式，这主要是为了避免焊接变形，影响钢网架的强度和刚度。钢网架构件在工厂加工时，位于封檐位置处的螺栓球应预制一个可供支撑幕墙竖向龙骨的螺栓孔。螺栓连接构件根据龙骨自身特点和钢网架螺栓球的特点专门定制而成，螺栓连接的构件为“M20*40螺栓与-10*100*100支托钢板”，螺栓连接构件不仅可以有效连接龙骨，还可以对龙骨的进出尺寸进行调整，从而达到面板安装时表面平整度的控制。

螺栓连接节点大样图

（3）竖向龙骨安装完成后，以三维模型为基础，将工厂预弯的弧形横向龙骨按模型编号逐一进行对号安装。对竖向龙骨和横向龙骨进行连接时，采用活连接方式，即一端采用焊接连接，另一端采用通槽螺栓对横梁与立柱进行活连接，以防止因焊接产生的龙骨应力变形。

3.4 对幕墙龙骨进行调整

封檐弧形幕墙龙骨安装完成后，应进行适当的调整。调整的主要过程为使用全站仪对弧形曲面的圆滑度进行分段检验核定，对产生的偏差，可通过调节螺栓连接构件对竖向龙骨进行控制，再调节横梁与立柱连接的活动螺栓进行进出控制。

3.5 铝板下料加工

铝板下料直接影响板块是否能准确安装到设计位置，弧形铝板下料以三维模型为基础进行CAD准确下料，下料图应进行现场抽查核对，以免造成返工现象。对铝板加工误差应进行严格控制，加工误差应不超过 2mm。目前，工厂采用的是数控机床对铝板进行加工制作，较好的能保证铝板的加工精度。铝板加工包括钣金加工、喷涂和加强筋的安装等。（1）钣金加工主要通过对平板进行深加工（裁剪、折边、弯弧、焊接和打磨等）得到所需的下料板块。（2）喷涂是在加工好的钣金上喷涂油漆，目前，室外铝板采用氟碳的喷涂方法，喷涂一般采用三喷一烤；喷涂的面料和涂膜厚度应满足设计及规范要求。（3）加强筋采用 40*20*3mm铝合金槽钢，加强筋与铝单板进行焊接螺丝连接，加强筋的间距 600mm。加强筋的作用主要是提高铝板的刚度，以此来抗风压变形。

弧形铝板下料示意图

3.6 封檐弧形铝板幕墙施工安装

安装铝板时，需根据预先在龙骨上所弹好的控制线，安装竖向为主、横向为辅的原则进行带线安装。铝单板安装应根据板块排版图对号安装；胶缝部位安装在工厂组装好的角码，角码采用L30*20*3铝合金角码（挂耳），相邻两块铝板角码应错开设置，角码间距为300±50mm为宜；试装检查铝板的水平度和垂直度，然后用不锈钢螺栓进行装配，调整横竖缝间隙符合要求固定在横竖龙骨上。由于施工现场脚手架对作业空间的影响较大，无法对整个立面施工效果进行观察，故对铝板表面平整度的调节可采用如下方法：（1）从室内钢网架处，调节连接螺栓构件，控制竖向龙骨的进出，达到调节的目的；（2）可将铝合金固定角码进行松动调节或者使用加柔性橡胶垫片的方式进行调节。铝板安装固定完，再一次进行铝板表面平整度，达到要求后方可进行注胶工序。注胶作业应注意：（1）泡沫条的宽度和深度应一致，保证胶面厚度均匀且符合要求；（2）注胶枪的枪嘴宜为扁形，且宽度小于胶缝宽度2-3mm，以此保证胶的出流量，便于刮板的修整，保证胶缝表面的光滑、平整和均匀。

4 结束语

在大型公共建筑中，幕墙结构形式较为复杂。而异形幕墙结构，对施工技术与质量要求相对较高，在施工前，必须对整个外幕墙结构进行深化分析及设计，从中探讨出施工中的重难点，做到事前预判，进而针对性的提出重难点的解决措施。封檐弧形形式较为广泛，本文通过对封檐弧形铝板外幕墙结构施工实践进行深入探讨研究，总结分析出该异形外幕墙结构施工的重点及难点，并形成一套可行的施工方法，对今后类似外幕墙结构形式具有指导参考意义。