异位双圆心双曲圆环建筑底面高光复合铝板施工质量控制

徐 畅

（北京城建二建设工程有限公司，北京 100039）

1 工程概况

重庆市南川区大观园乡村旅游综合服务示范区项目位于重庆市南川区大观镇南侧，本工程B区整体建筑依附于地形，形成围绕山丘的圆环形建筑，山丘高差达40m。建筑造型新颖美观，因其独特的圆环建筑造型，有着360°的观景角度，屋面光伏玻璃栈道，具有更高更远的视觉体验。

B区主体钢结构由不同圆心的内外圆组成，整体结构环向、径向均为曲面，属双向双曲构造，用钢量达8 400t，并创钢结构金奖。在异位双圆心双曲圆环建筑底部装饰高光复合铝板，通过高光铝板表面反射、折射建筑底部景观，呈现悬空漂浮的观感（见图 1）。

图1 主体结构

高光复合铝板整体造型亦呈双向双曲，共分为6个施工段，其中最大施工段环向跨度80.3m，最大施工段径向跨度30.5m，总面积4 600m2，单个施工段最大面积为1 070m2（见图2）。

图2 高光复合铝板三维示意

2 施工重难点

高光复合铝板面板为20mm厚蜂窝钢板，表面高光反射处理，最大块单板1 200mm×5 000mm，基层金属龙骨为80mm×120mm×5mm热镀锌方钢管，焊接在主体钢框架结构上，然后将高光复合铝板与热镀锌方钢管龙骨进行连接（外六角自攻螺栓），环向板缝密拼，径向留置20mm板缝，收口注胶处理。

高光复合铝板在异位双圆心双曲建筑下施工难度大，如不同规格铝板数量多，径向两端为上折铝板，环向角度多变，开模下料、编号等工作繁琐，易造成混乱，导致加工及送达施工现场后材料分辨困难，易导致安装错误；单块板面大，水平、垂直移动较多，易造成板面损坏；高光复合铝板在安装中需要施工人员数量较多，且施工周期较长，造成施工缓慢、增加经济成本等问题；部分同一板块的铝板横纵、高差均不在同一位置上，对金属龙骨定位、板块安装要求更严格，需使施工误差在3mm以内，方可使高光复合铝板整体板面达到要求，对测量控制要求较高。

3 关键施工技术

3.1 三维技术应用

本工程高光复合铝板有数量较多、分布较广、不同规格板面较多等特点，若使用常规的线性绘图、放样方式，放样过程缓慢且出错率较高，严重影响高光复合铝板单块板块加工，无法形成连续加工流水作业，且无法保证施工现场用料。使用常规深化方式，数量较大，编号复杂，不易区分，可能导致材料到达现场混杂，无法区分板块设定的安装位置，导致工期缓慢、安装错误返厂或报废等问题。为此，采用三维软件建模技术及可视化编程插件参数化技术等，将建筑平面、立面、高光复合铝板板块分格图导入三维软件，并对应好位置关系，调整好标高，将高光铝板所在的立面边线、平面边线沿相应的方向进行挤出，挤出相交产生的空间线即为高光复合铝板的边界线，调整边界线，使其与建筑结构、外装、龙骨等无冲突部位，再由边界线生成空间面，此面即为高光复合铝板所在的面。然后再次碰撞检查、调整，使高光复合铝板与建筑结构、外装、龙骨等无冲突部位。经过一系列空间变换及逻辑编程后，最终调整其相应的三维模型，将调整好的模型进行编号，将每块高光复合铝板进行编号，标识安装方向，此时的三维模型可作为加工开料使用，提升建模效率，降低错误率，并提升加工完成饰面板的精准性（见图3）。同时根据编号、方向标识有序进行集中码放，有利于现场有序施工，防止安装错位等问题，极大提升施工效率及经济效益。

图3 三维可视化模型

3.2 复杂地形下水平、垂直运输与吊装控制

单块板面较大，加工厂运至施工现场后使用大型吊装机械吊运至堆料场，因其出场时带有箱式保护外包装，不易损坏。因本工程山地地形复杂，且铝板安装高度较高，无法使用大型机械将其运输至施工作业平台，需将其外包装拆除，然后采用人工将单块铝板运输至施工作业平台，此类场内运输效率极低，且易造成铝板板面损伤、边角磕碰等问题。鉴于此，采取全程保护措施，将铝板拆除原有包装后，在板材四周安放三角形保护套，板面之间垫放泡沫板，在运输中，使用软质吊装带将其捆绑牢靠。在垂直运输中，因板面跨度较大，若吊装在铝板两端两侧，则中部出现“塌腰”，导致铝板变形，若连续设置绑带，则耗费大量人工、时间，针对此等现象，采取了简易“X”形托架，垂直运输时，使用小型吊装工具，将“X”形托架放置铝板底部，仅需吊装铝板两端即可保证中部不会产生变形，且该托架为木质材料，整体轻盈，不增加提升重量，不会造成其他安装、质量隐患。适配的运输与吊装控制，有效避免了板材的损坏、变形，并保证了高光复合铝板最终完成面的质量要求。

3.3 高光复合铝板安装临时固定简易工具的应用

高光复合铝板单块板面大，部分板材为不等边矩形，固定点多，安装繁琐，且安装平台距安装面为3m。若常规安装，板面较大，安装高度较高，临时固定困难，每组需使用10人进行安装，其中2人底部紧固吊装铝板绳索，6人在上部进行吊装提升、板面临时固定支撑，2人进行螺栓安装，紧固铝板，该类型施工耗费大量人工且施工效率极低，为此，特意设计木质可调节支撑固定杆，当铝板吊装到安装位置时，使用可调节支撑固定杆，将其临时支撑在该位置，减少临时支撑固定人员，固定好位置后即可进行板面紧固安装。使用简易支撑固定工具后，施工人员仅为4人，其中2人搬运材料、紧固吊装铝板绳索，2人上部进行吊装提升，到达位置后，原底部紧固绳索2人进行板面临时固定支撑，原在上部进行吊装2人进行螺栓安装，紧固铝板，大大减少施工人员数量，提高施工效率，同时，使用机具固定，较稳固牢靠，定位完成后，将其临时固定在该位置进行紧固即可，若为人工支撑，时间长久后，人的疲劳感增加，可能造成定位不准确、支撑过程中板面移动等问题，使用机具后，大大提高稳定性，保证板面安装，确保平面位置的质量要求。

3.4 测量控制

在异位双圆心双曲造型的建筑下，同一块铝板的安装高度及水平位置均不在同一表面，需使用高精度全站仪配合高精度强光水平仪进行控制，本工程使用南方NTS-332R6M全站仪及德国LD水平仪。首先根据建筑定位高程点，向内引入至安装施工段的结构墙体及主体钢结构上，每个施工段不少于3处，且做好标高控制点，围绕建筑圆环布控一圈，然后进行实际测算，查看数据是否交圈闭合及平差后数据是否在误差允许范围内。测算无误后，通过每一施工段的基准标高位置，使用强光水平仪控制，焊接拼装高光复合铝板金属龙骨，保证金属龙骨安装准确。为消除施工误差积累，金属龙骨施工完成后，在环向、径向每隔6m使用全站仪进行复测，以此类推，保证高光复合铝板完成面标高及平面位置准确。

4 施工效果分析

高光复合铝板整体为异位双圆心双曲圆环建筑下部装饰，金属龙骨加工、定位安装、铝板开料控制、现场安装繁琐等均为控制的重难点，基于此复杂情况，在前期对模型进行精细深化，多次对比，构建与建筑匹配度较高的三维可视化模型，可预先检查冲突点，若有与结构等冲突部位均能提前发现和解决，三维可视化模型的建立，可提升开料加工、现场实际施工效率等，并减少经济损失，缩短工期。在施工现场中，制作的简易支撑固定工具，有效缩减班组施工人员，提高施工效率，降低铝板安装错误率，提高安装质量，可谓是一举多得。高精度仪器的实时控制，使龙骨加工、铝板板面安装方面得到有效控制，将施工误差降到最小，龙骨的准确焊接安装，为后期铝板饰面高质量安装奠定基础。

在精心组织下，本工程高光复合铝板施工质量得到有效控制，铝板安装平整度、高低差、板缝差等质量通病均在施工误差范围内，安装质量合格，如图4所示。

图4 施工完成

5 结语

为确保高光复合铝板安装质量达到目标，一定要从根本入手，前期深化设计需提前介入，同时需合理应用三维软件及施工工具等，并制定可实施方案，确保建筑外装高光复合铝板安装质量，使其产生更大的社会效益。