多曲面金属幕墙施工应用研究

2021-03-30李运

建材与装饰 2021年10期

李运

（中铁二局集团装饰装修工程有限公司，四川成都 610000）

由于多曲面弧形建筑物测量定位、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，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，是保证多曲面幕墙外观效果的必要措施。传统构件式骨架体系对于多曲造型幕墙施工繁杂、用钢量大、龙骨及面板加工制作安装难度大，且往往是面板与骨架加工安装精度不符合，造成安装最终效果差、施工功效低。特别是近几年地铁、高铁站房的大力建设，建筑幕墙造型多为异形，对施工提出很大挑战。在这样的背景下，应不断优化施工工艺及技术创新。本文结合自身主持施工的地铁高架站房幕墙工程经验，通过归纳、总结，形成了以下多曲面金属幕墙施工应用总结。

1 应用成果特点

（1）质量有保障：钢龙骨通过BIM 建模进行单元化分割，并根据BIM 模型将各单榀曲面龙骨在工厂进行弧形加工焊接，保证幕墙安装时的密闭性及弧度的准确性，形成标准化、工厂化操作，较传统安装方式更容易控制焊接质量。

（2）施工功效提高：幕墙龙骨在现场加工场地加工完成，每榀钢龙骨焊接完成后统一存放在指定区域，验收完成后可立即运至施工作业面进行整体吊装，在外墙作业面上只需将每榀龙骨与预埋件焊接，减少传统构件式幕墙龙骨杆件在外墙作业面上的焊接作业点及作业时间，同时减少材料的现场堆放、周转时间，节约施工现场场地[1]。

（3）减少了施工的安全隐患：将加工好的每榀龙骨骨架整体吊装，在外墙作业面上只需进行每榀龙骨与预埋件焊接，极大减少在吊篮中的焊接作业量。单榀龙骨幕墙安装施工方法降低了现场吊篮因焊接作业而引起的消防、高空坠落等安全隐患。同时成型后的单榀龙骨采用吊车进行吊装，配合吊篮进行就位安装，较传统的安装方法完全实现材料与作业人员分离，作业人员安全更有保障。

（4）节约材料、减少返工：采用BIM 技术，通过BIM 模型计算每榀钢龙骨的材料用量、各规格型号、各曲面弧度及弧长，保证了材料使用量的准确性，减少了材料损耗和施工返工。

（5）粉尘、噪声污染小：龙骨批量在现场加工场地加工，减少了现场作业面龙骨焊接对周边环境的光污染、废气、噪声、灰尘污染。

2 工艺原理

充分利用BIM 技术对桁架钢龙骨进行优化，在满足结构受力及设计要求的同时优化结构骨架用钢量，根据设计施工蓝图，通过BIM 模型建立完善各曲面龙骨的弧长、弦长、半径，对每一榀不同造型绗架钢龙骨单元进行单独编号并导出相对应的钢龙骨加工详图，并辅于三维等轴侧视图，根据BIM 模型进行可视化交底，方便工人迅速准确的理解图纸内容，便于龙骨准确制作与安装。

通过BIM 技术应用检查骨架连接构造，特别是造型复杂的弧形圆角位置龙骨与水平段龙骨通过BIM 技术提早预警由于空间位置差异而产生很大错缝，导致焊接面积过小。通过技术研讨论证新工艺将矩管错缝位置端头添加垫片，增大接触面积，提高焊接整体性和安全性。

运用BIM 技术对面板深化设计：按照原设计图纸，窗洞四个顶点根据图纸表示的分格线进行分缝会形成极为尖锐的角，加工难度极大，运输中尖角很可能发生变形损坏，定位安装也十分困难，并且原设计图中的多曲面造型板面占比较大，安装困难，施工成本较高。通过BIM 技术优化后的分缝，铝板整体外观更加协调，同时加工难度降低，在运输过程中也相对不易损坏。

3 施工工艺流程及操作要点

工艺流程：施工准备→测量放线→后置埋件安装→连接件安装→铝板幕墙绗架钢骨架加工焊接→铝板幕墙绗架钢骨架吊装安装→避雷安装→防火隔热层安装→板块面层安装。

（1）测量放线。根据土建单位移交并经监理单位确认的坐标及高程控制点进行抄测。根据土建标高基准线及幕墙施工图纸，用水准仪测量埋件安装标高中心线，并在墙身上弹线标记。根据移交的坐标点利用全站仪放设车站的纵横向中心线，根据中心线向结构四周边缘平移放设外轮廓控制线。根据复测的纵横向中心线、外轮廓控制线、预埋件高程控制线及图纸中立柱分隔，用全站仪放设后置埋件安装定位线及龙骨安装定位线。控制线放置完毕后，定期对安装精度进行复测。

（2）后置埋件安装。根据设计及相关文件要求确认打螺栓位置、进行测量放线，施工人员按照定位十字线进行打孔，打孔深度、孔径依据标准进行。在现场监理工程师参与下，由专门检测机构按螺栓数量千分之一（不小于3 组）进行埋件现场拉拔试验，预埋件测试结果满足幕墙荷载要求。

（3）连接件安装。根据图纸要求及放线位置将连接件与后置埋件进行初步焊接固定，并对初步固定的连接件逐层检查，检查符合图纸设计要求后焊接固定，焊缝高度及长度分别满足设计要求。连接件满焊完成后须进行焊渣清理和防锈漆涂刷。

（4）铝板幕墙绗架钢骨架加工焊接。根据BIM 导出的绗架加工图纸，根据加工编号逐一焊接制作完成，焊接精度及焊接质量满足设计要求。

（5）铝板幕墙骨架吊装安装。按编号及图纸的连接方式将加工完成的每一榀绗架钢骨架运送至相应位置，再通过横龙骨连接固定每一榀单元网架。

（6）避雷安装。幕墙的整个金属构架安装完后，构架体系的非焊接连接处，应按设计要求做防雷接地并设置均压环，使构架成为导电通路，并与建筑物的防雷系统做可靠连接。导体与构架、导体与导体的连接部位应清除非导电保护层，相互接触面材质不同时，应采取措施防止因电化学反应腐蚀构架材料。

（7）防火隔热层安装。防火、保温材料的安装应严格按设计要求施工，固定防火、保温材料的衬板应安装固定牢固。不能在雨、雪天或大风天气进行防火、保温的安装施工。

（8）板块面层安装。铝板采用定制加工，现场尽量不做切割，以保证最好的外立面效果。铝板通过自攻螺丝与龙骨进行可靠连接。铝板自上而下逐层安装，全部安装完成后板缝打胶密封，清理表面，交付验收。

4 质量管理

（1）在工程施工全过程中要始终坚持贯彻执行质量管理制度，确保质量目标的实现。

（2）建立并实行以项目技术负责人为首的技术负责制，同时建立各级技术人员的岗位责任制，做到分工明确，责任到人，使施工程序和方法符合施工规范和施工技术管理制度的要求，以此确保工程质量。

（3）贯彻执行岗位质量责任制，做好施工图纸会审、施工技术方案和施工作业指导书等技术准备工作。各工序施工前分级做好方案交底、技术交底、安全交底工作。在施工全过程中与建设、设计、质检等各单位共同抓好现场施工质量管理工作[2]。

（4）现场设专职质检员，严格质量检查制度，实行质量一票否决权，质检员对整个工程质量有严格把关的责任，对关键部位、隐蔽工程应重点检查，随时检查各道工序，发现问题及时限期整改或停工处理。

（5）施工过程中做好详细的质量检查记录，各种原始资料搜集齐全。所有检查必须记录在案且清晰明了，以便进行产品质量的追溯。

5 安全管控

认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。

建立完善的施工安全保证体系，加强施工全过程的安全检查，确保各类施工作业规范标准。有针对性地在移动脚手架设置钢质防护栏，确保高空作业人员安全。在安装区域设置临时围栏、警示标志，临时拆除安全设施（洞口保护网、洞口水平防护）时也一定要取得安全负责人的许可，离开操作场所时需要对安全设施进行复位。严禁人员在张拉区域下方穿越。龙骨吊运过程中，吊装机械下方严禁有吊篮施工，定期检查吊装保险装置。吊篮及汽车吊必须有相应的检测合格报告、操作人员必须经培训合格并持证作业。

6 环保控制

成立对应的施工环保管控小组，在施工过程中严格遵守相关法律、法规和规章制度，加强对工程材料、设备、废水、生产生活垃圾的管控，遵守防火和废弃物处理的规章制度，随时接受相关单位的监督检查。将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。为抑制钢材焊接加工过程中产生的光污染及粉尘，钢骨架在专门的加工场切割、焊接。严格控制施工过程中的废弃材料的收集与利用，降低施工成本，减少施工污染。及时清理边角余料，包装纸及时回收到指定仓库，每个作业面做到工完场地清。员工生活区确保干净卫生，材料或设备堆放整齐有序，各种气体、油漆存放及保管由专人负责，防止漏气、避免浪费及污染空气。