大型运动场馆搪瓷钢板安装技术*

李 莹，刘淑敏，张 倩，徐 娟

(中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

0 引言

搪瓷钢板是一种将无机玻璃质材料通过熔融凝于基体钢板，并与基体钢板牢固结合在一起的新型复合材料，其性能取决于钢种和生产工艺。目前，已有许多学者对其性能进行了研究。例如，张宜等[1]对热轧搪瓷钢板进行了研究，分析了搪瓷烧制工艺对210MPa搪瓷钢微观组织特征和力学性能的影响规律；谷春阳等[2]对热轧高强双面搪瓷钢板的组织与性能进行了研究；郑绍成等[3]介绍了高耐候复合搪瓷钢板的工艺等。搪瓷钢板作为一种性能优越的新型复合材料，因色彩突出、高耐用性、安全环保、成本低等优点应用十分广泛，尤其是在内外建筑装饰[4-6]、隧道[7-9]、地铁[10]等方面。然而，目前对搪瓷钢板安装工艺方面的系统研究与介绍则较少。

富阳北支江水上运动中心搪瓷钢板幕墙形式以框架式铝板为主，主要位于屋面檐口、包边和压顶位置，面板厚1.5mm。骨架采用钢龙骨，有空间角度，加工和放样难度较大，工作量也大。檐口处采用金属材质装饰，为不规则造型，对结构精度、幕墙材料、安装工艺要求较高，施工安装困难。以富阳北支江水上运动中心幕墙工程为依托，对主次钢结构搪瓷钢板屋面系统、侧面搪瓷钢板安装，以及搪瓷钢板幕墙施工及面板安装等进行详细介绍。

1 工程概况

富阳北支江水上运动中心项目位于杭州市富阳区北支江南岸富阳区东洲街道华墅沙村，桦木线以东、后江线以南，用地面积为80 757m2，总投资约为5.74亿元，建筑总面积为64 092.736m2，采用钻孔灌注桩基础(后注浆)，上部结构为框架结构，其中大跨度部分采用型钢混凝土结构。该运动中心幕墙面积总计约40 000m2， 幕墙最高约22.8m，檐口铝板幕墙高度>23m，高度超高，施工危险性、难度大。幕墙工程平面分区如图1所示。

图1 幕墙工程平面分区

2 工程重难点分析

1)板块高度大，材料运输不方便，现场施工单位交叉作业，同时为保证安全施工需在脚手架上施工作业，给材料运输带来很大困难。另外，材料垂直安装也存在危险性，需在安装范围内做好围栏，避免人员发生任何安全问题，并严格检查吊装绳索的连接并做好安全保护工作。

2)檐口铝板幕墙施工因面板宽度、质量大且骨架不易固定等，对施工措施及施工技术提出更高要求。施工前应对现有平台措施进行相应整改，达到要求后根据现场放线，依照放线数据建模下单；对现场施工误差控制要求严格，骨架安装焊接量大，采取防火措施并配备好相应的防范器具等；在面板安装过程中，人员安全及材料就位等均为工程重点、难点及危险点。

3 搪瓷钢板屋面系统安装方案

3.1 系统概况

搪瓷钢板屋面系统是由钢管组成的空间钢管框架。镂空格栅造型，采用1.5mm厚搪瓷钢板饰面，檐口为搪瓷钢板包边。主要支撑结构为钢结构，钢结构拼装、定位、焊接工程量大。搪瓷钢板次龙骨固定在主体钢桁架上，需支座连接。由于体形复杂，主体钢桁架与搪瓷钢板龙骨不平行、不垂直，高差不同，水平投影也不同，因此，固定单元的支撑骨架连接支座显得尤其重要。搪瓷钢板屋面系统外观如图2所示。

图2 搪瓷钢板屋面系统外观示意

3.2 系统安装

搪瓷钢板屋面系统按工厂加工、现场拼装、最大限度地减少高空操作的原则进行安装。采用4台30t履带式起重机直接吊装，从主体钢结构上弦杆上固定钢管吊架，工人可站立上面进行板块固定和就位操作。

3.2.1预留缝位置钢管吊架设置

1)吊架搭设

采用φ48×3.5标准钢管脚手架搭设。钢管吊架宽1 400mm，长度按预留缝长度。吊架固定在主体钢结构菱形钢桁架上弦杆上，吊架操作面应位于主体钢结构顶面向下1 200mm处，上面铺设18mm厚木夹板。

2)钢管吊架计算

预留收口位置的吊顶铝板需通过设置的吊架进行安装。考虑2.0kN/m2活荷载及吊架自重，钢管吊架有限元计算结果如图3所示。

图3 应力分布云图(单位：N·mm-2)

由计算结果可知，设置4个吊点的吊架结构最大变形为4.069mm，最大应力为147.491N/mm2，小于规范规定的215N/mm2，因此，钢管吊架设置符合规范要求。

3.2.2安装流程

安装流程为：测量放线→支座固定→板块水平运输→吊装、就位→校正、调整→收口部分搪瓷钢板安装→正面搪瓷钢板安装→清洁整理→检查和验收。

4 12区搪瓷钢板侧板安装方案

4.1 工程概况

搪瓷钢板幕墙部分的主要支撑结构为钢结构，钢结构拼装、焊接工程量较大。玻璃幕墙与搪瓷钢板的钢结构固定在主体钢结构上，玻璃幕墙钢结构需利用支座连接，由于玻璃幕墙及搪瓷钢板幕墙均呈弧形，因此，固定幕墙利用的钢支撑骨架的加工尤其重要。搪瓷钢板立面如图4所示。

图4 搪瓷钢板立面

4.2 侧面搪瓷钢板安装

若采用现场焊接方式，很难保证钢结构造型满足安装要求，因此，采取工厂分段加工成型、现场吊装的安装方式。顶部钢桁架重3.995t，侧弯弧处钢桁架重4.215t，全景窗钢结构安装高度为16.2m，根据起重参数，选用40t汽车式起重机。

5 搪瓷钢板幕墙施工方案

5.1 安装流程

搪瓷钢板幕墙安装流程如图5所示。

图5 搪瓷钢板幕墙安装流程

5.2 特殊处理工艺

考虑到弧形搪瓷钢板规格较多，而且角度不一致，因此，运用特制的双曲成型设备对弧形搪瓷钢板进行成型，通过不断调整该设备相关参数，双曲面板可在双向任意拱高条件下滚压成型，最大面板成型尺寸可达1 200mm×2 000mm。

另外，弧形搪瓷钢板面板成型以后，该板面四周弧边要焊接并折边，内部焊接需利用支撑加强，四周圆角要打磨一致。经过搪瓷喷涂成型后，搪瓷钢板背面加强筋可起到加强面板及固定形状的作用。

5.3 预埋件调整及补充

在幕墙工程中，预埋件是与主体结构相互连接的部件之一，预埋件的制作和安装对整个幕墙工程的施工、安装及整体效果都具有非常重要的作用。因此，首先应找准预埋件需预埋的位置，然后按分格尺寸进行埋设。标高偏差、与幕墙垂直方向前后距离的偏差及沿平行方向左、右偏差均要求≤10mm。

5.4 钢骨架安装

钢骨架安装流程为：利用水准仪抄平→控制水平→临时固定立柱与钢之间的连接件→初步调整→检查完善→最终固定。

安装完立柱或竖框后，需做进一步的测量定位，并在三维空间方向上进行初步调节，使立柱或竖框的误差<1mm，待全部安装完毕后，再进行全面调整。另外，在连接立柱或竖框与主体及预埋件时，应满足表1规定的质量控制标准。

表1 立柱或竖框质量控制标准

6 搪瓷钢板面板安装

6.1 工艺流程

搪瓷钢板面板安装流程为：施工准备→仔细检查并验收铝板是否合格→将搪瓷钢板各板块按一定层次堆放→初步安装→调整→固定→检查、验收。

在固定螺栓时，应严格按设计图纸要求或有关标准规范文件执行，严禁少安装或不安装紧固螺栓。先做好临时固定，然后将搪瓷钢板面板调整至正确位置，最后用力拧紧固定螺栓。

6.2 防水施工重点

1)由于幕墙工程的基座在安装过程中不可避免地会存在油渍及灰尘等污染物，因此，在进行防水施工前，首先需利用有机溶剂将幕墙工程基座表面油污等清洗干净，并使用吹风机将表面灰尘吹干净。

2)喷涂施工前，事先对基座内无须防水处理的部位进行遮挡保护，一般可采用彩条布进行遮挡，务必注意搭接部位利用彩条布遮挡的严密性。

3)喷涂施工时，应根据彩条布遮挡高度适当降低喷枪高度，喷枪应低于围挡高度，并防止喷涂材料飞溅至基座造成污染。

4)防水喷涂施工过程中，若出现喷涂材料污染基座现象，应尽快在喷涂材料未成型前及时使用有机溶剂清洗。

5)对基座特殊异形部位进行喷涂处理时，应认真并进行多遍喷涂处理，以保证异形部位防水材料充分填充，适当时可采取手工刮涂填塞，以保证防水的严密性。

6)对于喷涂厚度超标及基座无须喷涂的部位，可使用手锯进行切割以修平处理。

7 结语

富阳北支江水上运动中心幕墙工程总面积较大，其中搪瓷钢板幕墙部分造型不规则，存在复杂的空间角度，因此，不论是加工还是放样都非常困难。土建结构施工误差对搪瓷钢板幕墙的变形影响较大，因此，需将误差控制在非常小的范围。针对此类问题，通过对富阳北支江水上运动中心幕墙工程主次钢结构搪瓷钢板屋面系统、侧面搪瓷钢板安装，以及搪瓷钢板幕墙施工及面板安装等进行详细介绍，总结出一套搪瓷钢板幕墙的施工方案。