椭圆形建筑幕墙体系关键施工技术研究

柳 俊 （上海建工二建集团有限公司，上海 200080）

0 引言

幕墙体系是建筑外装饰的重要组成部分，它能在保证建筑整体质量的同时，对建筑的外形进行美化，从而提升建筑整体视觉效果[1-2]。随着建筑结构不断朝着异形化、个性化发展，为契合建筑外观形式，幕墙造型与材料也逐步多样化[3]。传统的幕墙形式以框架式为主，单元式幕墙则是在传统幕墙施工方法基础上形成的一种新型施工工艺。

1 工程概况

吉安国贸中心项目总建筑面积220953m2，主要由办公、酒店主楼、公寓附楼及商业裙房组成。附楼幕墙工程玻璃面积约12000m2、铝板约2050m2，地下2 层，地上27 层，建筑高度99.75m，框架-核心筒结构，裙房地上4 层，建筑高度22.65m，框架结构。

图1 项目效果图

幕墙体系主要包含玻璃幕墙系统、采光顶系统、玻璃雨棚系统和铝合金门窗系统。竖明横隐构架式玻璃幕墙系统分布在裙房一至五层各立面以及附楼各立面。采光顶系统分布在建筑裙房五层屋面，玻璃雨棚系统分布在建筑东、西、北立面主入口部位，铝合金门窗系统分布在附楼建筑南、北立面。墙面板大部分材料为6 较低透光(LOW-E)+12A+6mm中空镀膜玻璃。

图2 附楼西立面分格图

2 主要施工工艺

2.1 主要工艺流程

图3 玻璃幕墙施工流程图

2.2 施工工艺

①测量放线

根据建筑物的中线及标高进行放线，对已施工完成的土建结构进行复核。根据结构标高基准线测放埋件标高中心线，检查埋件标高偏差。根据建筑中线测放幕墙立柱轴线，检查埋件左右偏差[4]。对测量结果进行整理，确定调整处理方案对幕墙立柱进行分隔。

②埋件施工

埋件位置应安装准确、牢固，埋件的标高偏差应小于10mm，埋件的轴线偏差应小于20mm。施工时，连接件与预埋件采用焊接方式连在一起，对于所用焊条规格型号、焊缝高度均应符合设计要求，并应做好隐蔽工程记录[5]。

③立柱、横梁安装

幕墙立柱与主体预埋件通过连接件连接，连接后应进行紧固调整[6]。安装后的立柱标高偏差应小于3mm，水平偏差应小于2mm，竖向偏差应小于3mm。相邻两根立柱的标高偏差应小于3mm，轴线偏差应小于2mm，同层立柱的最大标高偏差应小于5mm。

幕墙横梁两端的连接件、弹性橡胶垫片应安装在立柱预定的位置，确保安装牢固，其接缝采用密封胶密封。相邻两根横梁的标高偏差应小于1mm，同层横梁安装由下向上进行，当幕墙幅宽不大于35m 时，标高偏差应小于5mm，当幕墙幅宽大于35m 时，标高偏差应小于7mm。

④保温防火材料安装

龙骨安装完成后进行防火材料的安装。安装墙面保温时，先将保温岩棉固定，再铺设背衬板，要求紧密、牢固，并注意相邻接口。安装背衬板时应注意与立柱或横梁的接口，缝隙不能过大。安装防火材料时，先将防火镀锌板固定，然后铺防火棉，最后进行顶部封口处理即安装封口板。

⑤结构玻璃装配组件安装

确定玻璃板块在立面上的轴线标高，并在主框格上划线。用压块把玻璃板块临时固定，压块间距不大于300mm，上压块时要注意钻孔，螺栓采用M6×20不锈钢机械螺栓，然后对板块位置进行微调，最终达到横平竖直和面平[7]。

⑥耐候硅酮密封胶嵌缝

充分清洁板材间缝隙和粘结面，为调整缝深，避免粘胶，缝内填充泡沫塑料棒。为保护玻璃不被污染，提前在缝隙两侧贴保护胶纸。注胶后将胶缝表面抹平，注胶完毕后尽快将保护纸撕掉，若玻璃被密封胶污染，可采用溶剂擦拭。

⑦避雷节点施工

用砂皮打去立柱与40×2 柔性导电铜索连接处的阳极氧化物，采用Ф10 圆钢将均压环与主体结构引下线连接，焊接时采用对面焊，电焊长度应大于100mm，焊接后用Ф12圆钢将立柱与均压环连接。

⑧幕墙清洗

整体玻璃幕墙施工完毕后，由上至下进行一次室外全面清洗。玻璃清洗用中性清洗剂，铝合金型材用型材清洗剂，清洗剂之间不能混用。清洗前应先检查清洗剂对铝合金无腐蚀作用，清洗后再用清水洗净。

3 重难点分析及解决措施

3.1 附楼顶钢结构

①重难点分析

附楼顶钢结构系统分布于附楼东立面、西立面和南立面顶层结构梁部位，此钢结构箱梁最大跨度为12.22m，悬挑离于103.4m 高主框架柱上，最大箱梁重约2.5t。钢结构横梁结构悬挑长、重量大，要在塔吊拆除后将此钢箱梁提升超110m 的构架梁放至楼面，再分别移至每个箱梁安装基础柱之间，确保现场安装顺利。

②解决措施

a.钢箱梁吊装

采用400t 汽车吊进行钢箱梁吊装，钢箱梁采用450mm×450mm×14mm钢板焊接而成，中间每800mm 加焊一格420×420×14 衬板、后置埋板采用1000mm×600mm×20mm 钢板，后置埋板通过M25×280mm 化学螺栓固定，钢箱梁与后置埋板满焊连接，钢箱梁四周分别采用3 块200×300×20 肋板满焊固定。两跨箱梁中间分别加撑450mm×450mm×14mm 箱型钢柱，钢柱立于楼顶圈梁上沿，采用600mm×600mm×20mm 后置埋板、M25×280mm化学锚栓与圈梁连接。

b.钢箱梁安装

箱梁在楼面采用手动葫芦多点固定拉升到柱面后置埋板指定位置，在拉升之前楼面搭设钢管脚手架防护，脚手架纵向全长约80m，宽度6.5m。

3.2 玻璃幕墙纵向承重悬挂梁

①重难点分析

构件式玻璃幕墙横向装饰条距玻璃幕墙完成面挑出200mm，采用50mm×100mm×140mm×8mm 厚L 型钢板连接固定于立柱上。现场施工质量好坏，直接影响工程外观质量效果，如何保证施工过程中横向装饰线的平整度是施工的重点。

②解决措施

a.测量放线

基于施工坐标系，计算各立柱中心和控制点的理论坐标，运用极坐标原理对结构进行放样。

运用全站仪对已经安装的结构进行测量，测量结果与结构控制点的理论坐标进行比较，对超过误差界限的结构逐一校正。

运用全站仪数据采集器、接口技术使全站仪和计算机相联，在计算机上建立准确的构件三维立体图，并以此作为材料下单的依据。

b.过程中控制

针对横向装饰线条的安装，施工过程中采用拉设鱼丝线进行偏差控制及安装平整度的控制。

3.3 裙房采光顶幕墙

①重难点分析

采光顶系统主要分布于裙房屋面局部位置，主龙骨采用250mm×100mm×8mm 矩形钢通，副龙骨采用100mm×100mm×6mm 方形钢通，面板采用Low-E+12A+6+1.14PVB+6mm 中空钢化夹胶玻璃，玻璃通过结构胶与铝合金副框连接固定于钢结构上，造型新颖独特，材料组织、施工安装难度大，如何确保现场施工的顺利进行、措施得当是施工难点。

②解决措施

a.钢梁的安装及就位

为便于采光顶钢结构运输、现场施工安装，节省工期，保证工程质量，计划将主钢梁龙骨在施工部位分段焊接，施工现场拼装后整体吊装。吊装计划借助汽车吊进行。

主龙骨吊装就位后，位置检查确认无误后连接固定。再进行次龙骨焊接，最终将钢梁连接成为一个整体，检查验收后，开始下一工序的施工安装。焊接施工前，需在采光顶上部搭设施工生命线，下方搭设安全兜网。

b.面板安装

龙骨整体安装完成后，进行校验，确认无误后进行玻璃面板安装。面板安装前在龙骨上方铺设马道，由中间向两侧倒退施工。

3.4 附楼收口铝板

①重难点分析

收口铝板主要分布于附、楼顶部收口及裙房1 楼檐口位置，收口铝板在幕墙立柱顶口，均要玻璃幕墙完工打胶后收口，且外墙吊篮必须要移除后才能装板，高度均在100m 高空以上，且铝板为空间折线形铝板，板块分格较多，无论是加工、防变形控制以及定位都是施工的难点。

②解决措施

a.铝板加工

计算空间折线铝板面积和下料尺寸，首先按施工图上的铝板分格将铝板构件分成若干加工单元，然后根据建筑图纸及工艺设备状况，利用专用软件设计每个加工单元的加工图，工厂加工时根据加工图的加工尺寸大小和允许偏差将铝板再细分成若干个“小块”，再找出若干个点的坐标。第三，根据坐标求出需要严格控制的尺寸、角度及形状。第四是根据坐标和“小块”，计算本加工单元的展开面积并对铝板进行放样。

根据铝板的展开面积用电脑排料，做到优化下料，提高材料利用率。

采用数控激光切割下料，由于铝板板块呈空间折线，如采用边缘为直线型的铝板弯曲，会造成较大的误差，为减少这种加工误差，先将板块切割成边缘为弧线型的铝板，然后再进行加工。

b.防变形控制

对于板块较大的铝板，必要时在板块的折边处增设边肋进行补强，并保证铝板的制作质量，铝板幕墙板块的补强中肋应为浮动连接。

c.施工安装

裙楼一楼檐口铝板距离结构面为1.68m，最大的不连折边宽度达到了1.8m，因悬挑距离大，而且是吊底，故采用液压升降机篮进行装饰铝板的安装。

3.5 弧形部位玻璃幕墙

①重难点分析

附楼、裙房圆弧位置各4 个，共计8个，弧度均不统一，一个间距一个半径，转角位置处玻璃面板、铝板面板采用圆弧做法来构造外观造型，如何保证外观、精度等质量是施工的重点、也是难点。

②解决措施

针对项目弧形幕墙造型特点，深化设计时采用计算机仿真技术，在工程设计、测量加工、安装全过程中进行精确控制，保证幕墙的外观效果。

图4 玻璃热弯炉模具

弧形玻璃是将平面玻璃加热软化，在定型化模具中成型，再经退火制成的曲面玻璃，掌握好成型温度和弯曲成型时间是保障弧形玻璃成型质量的关键。

弧形铝型材是将传统模具上的工件输送带制作成一边长、一边短，以便出料时由于两边阻力不等造成铝料被挤压出来时一边出料快、一边出料慢，从而形成一个弧度。再通过调整定位夹具的位置，使挤压出来的弧形铝型材达到设计弧度尺寸要求。

4 结语

随着经济的发展，人们对建筑物外观多样性的追求越来越高，建筑的外形结构也越发复杂，椭圆形结构、弧形结构也成为建筑设计的重要元素之一。依托吉安国贸中心项目，针对椭圆形幕墙的安装施工，过程严格把控施工工艺流程，对技术重、难点进行深入分析，通过一系列措施有效解决了上述问题，最终达到设计要求的装饰效果，可为行业其他弧形幕墙安装施工提供参考依据。