熊卫华
中铁城建集团南昌建设有限公司 江西南昌，330002
摘要：螺旋式场馆弧形玻璃幕墙施工技术应用BIM建模手段，建立主体钢结构的三维模型对幕墙主龙骨模拟定位，并把定位点转换到现场定位后，进行现场测量，确定主龙骨安装定位点，玻璃幕墙采用小块平面玻璃，主龙骨由水平面垂直变为与水平面成55~60°角度，通过斜向彩格栅安装，增强了玻璃与幕墙龙骨的连接牢固度，也使幕墙整体更富有层次感，此项施工技术更好的解决了异形空间玻璃幕墙在满足建筑效果时带来的成本高、施工不易、定位测量较难控制等问题。随着玻璃幕墙的高速发展，异形玻璃幕墙不断被应用，该施工技术对同类工程都有一定的借鉴参考价值。
关键词：螺旋式 弧形 玻璃幕墙
0 引言
随着我国建筑行业的高速发展，玻璃幕墙在现代建筑中的应用也越来越广泛。玻璃幕墙以其重量轻、现代美观、耐候性好以及安装维修方便等诸多优点，同时大量减少传统墙体材料如砖、砂，石料的使用，大大减轻了大气环境污染，满足倡导生态城市发展的需求，特别是在异形空间结构里面，玻璃幕墙设计更灵活，设计师可以根据需求设计出不同造型和颜色搭配，更能与周围环境相协调，整体艺术效果好，让高楼建筑减少压迫感。然而异形空间结构对于玻璃幕墙材料的使用，方案的设计有多方面的选择，如何从中在满足设计效果下做到施工成本、工艺、进度最佳仍需进行研究和探索。
1 工程概况
1.1工程介绍
郑州园博园儿童馆项目为二层螺旋式场馆异形空间钢结构，建筑面积3589.04m2，建筑高度为11.9m。抗震设防烈度为7度，结构形式为异形空间钢结构体系，“Y”型柱与曲面桁架组合，明框玻璃幕墙和不规则斜度彩色铝格栅组成，形成舒展有序的外观效果，就如同一卷长卷，俯瞰整个建筑物就像一种莫比乌斯环的形态，整体设计效果非常新颖现代。
1.2工程重难点
一是大块曲面玻璃加工成本高、周期长，加工周期无法满足现场进度要求，因重量较重，高空安装困难，且存在较大的安全和质量隐患。
二是主龙骨垂直于水平面，与玻璃和彩色铝格栅的结合力度较小，增加安装难度，不利于安装质量控制。
三是主体结构为异形空间钢结构体系，结构造型复杂，对龙骨定位放线精准度控制较难。
2 施工总体思路
本工程为二层螺旋式场馆异形空间钢结构，为明框玻璃幕墙和不规则斜度彩色铝格栅组成，形成舒展有序的外观效果，就如同一卷长卷，整座建筑外型格调新颖、线条流畅。整体玻璃幕墙设计与一般异形结构幕墙相似，采用大块曲面玻璃，龙骨方向与水平面垂直，通过反复对比优化，将大块曲面玻璃优化为小面平面玻璃，龙骨与水平方向成55~60°角度，不仅成本大大降低，现场安装更为简便，可同时大面展开作业，缩短现场安装施工进度。
3 主要施工技术原理
本工程玻璃幕墙采用小块平面玻璃+龙骨与水平面成55~60°角度+三维模型定位放线等工艺原理
经过研究对比将大块曲面玻璃进行细化，划分为平均尺寸为1150mm*600mm小块平面玻璃，从而有效地减少玻璃加工成本，也使得现场安装更为便捷，同时方便安装人员大面展开安装，有效的缩短现场安装工期，且完全满足曲面设计建筑效果。
通过优化外立面设计，改变竖龙骨安装角度，由原来水平面垂直变为与水平面成55~60°角度，使玻璃安装与外立面形成一个斜向角度，外侧增加一道斜向彩色铝格栅与玻璃幕墙的连接，增强了玻璃与幕墙龙骨的连接牢固度，同时斜向角度使玻璃幕墙整体更富有层次感。
利用模型计算出幕墙主龙骨三维空间坐标，现场定位测量利用全站仪投影出主龙骨的水平位置，使排布更为合理，定位更加精准。
4施工工艺流程及主要操作要点
4.1施工工艺流程
现场定位复核、 深化设计图纸→现场测量放线→安装龙骨→安装玻璃块→彩色铝格栅安装→打硅酮胶密封→表面清洁、验收。
4.2现场定位复核、深化设计（图1）
利用建模技术以1：1的比例对构件的尺寸、角度、曲率等各细节进行放样，并根据现场实测数据设计幕墙施工图纸，由于本幕墙工程为圆弧形结构形式，玻璃原设计尺寸平均为4*2.8m，考虑现场安装难度和施工安全，通过三维建模比拟，改用小玻璃平均尺寸为1.2*0.6m也能营造出原设计造型风格，同时斜向安装二十四种渐变颜色铝格栅，形成舒展有序的建筑造型，与周边环境的绿化景观形成一体。
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4.3 定位测量操作要点
本工程测量前，以立面划分为基础、并以立面变化为界限进行分区、分面编制测量计划。
根据现场实际情况和玻璃幕墙施工设计图，采用AutoCAD软件在计算机上对幕墙立柱进行模拟定位。一切准备就绪，现场放线时依据幕墙分格图和大样图，先定出轴线，定出幕墙安装基准线，再弹出墙洞口的位置线及拐角控制线。放完线后，用水平仪校准。水平标高要逐层从地面往上引，以免积累误差。
根据测量放线的结果检查结构尺寸和预埋件的位置是否符合幕墙安装的精度要求，如果偏差较大，必须及时进行调整或修正处理。
测量过程中，关键是要确定立柱的定位。先根据幕墙施工设计图及现场实测尺寸调整幕墙的分格尺寸。 确定幕墙的分格后在电脑中进行模拟，进而确定幕墙立柱中心轴线。
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4.4龙骨安装
（1）按安装单位分片区把主龙骨由上而下安装。安装前必须对整个建筑外形的设计风格、主导尺寸、转角和收口的处理方式等等全面考虑到位，避免返工。
（2）主龙骨16#方钢中心线与连接件16#槽钢中心线重合，主龙骨顶比屋顶管桁架顶低10mm，底部比一层横向安装的钢构件（钢梁和管桁架）高10mm，分别预留出收口的空间。
（3）根据施工深化图结合建模图，主龙骨安装焊接在连接件上，形成设计所需角度，后续安装的主龙骨须相互平行，如此循环，一组幕墙立柱安装完成，待确认无误后，按要求进行加焊满足设计所需承载力。
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（4）主龙骨为竖向构件，通过不锈钢螺栓与支座相连接，支座再与结构连接，并进行调整和固定。主龙骨轴线前后偏差必须控制在2mm以内，特别是本建筑平面呈弧形，其内外轴线距离影响到幕墙的周长，必须严格控制其偏差。
主龙骨的垂直度可采用吊锤控制，平面度由两根定位轴线之间所引的水平线控制。安装误差：标高控制在3mm内；前后控制在2mm内；左右控制在3mm内。主梁采用吊装，上下两根梁的连接采用芯套连接。
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（5）调整好整个幕墙的垂直度和水平度，加固好主龙骨后，就可以开始安装次龙骨横梁。
先找好次龙骨的位置，将横梁的两端分别焊接在立柱上，并保证焊接焊口的平滑，并做好防腐处理，以免影响铝外扣的安装。
次龙骨安装完毕，必须对以下部位进行检查：次龙骨的安装位置是否准确；次龙骨与主龙骨的接口处是否平合；次龙骨外侧与立柱外侧是否在同一平面上。
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4.5安装玻璃板材
（1）编号：板材在加工厂预制完成，每块玻璃必须进行编号，并按分格图上相应的编号位置将玻璃放在垫块上。
（2）安装调整：按照事前编号的板材逐一安装板材。每块板材下部至少安装两块弹性定位垫块，竖向将板材插入卡槽。注意：板材初装完成后必须立即对板块位置进行调整，调整的标准即横平、竖直、面平。横平是指横梁水平，胶封水平；竖直是指立柱垂直、胶封垂直；面平是指玻璃在各个平面内或者弧面上要平顺、弧度一致。
（3）固定：板材调整完成后，必须立即进行固定。
4.6彩色铝格栅安装
本工程采用明框钢龙骨内外两侧用二十四色铝格栅扣盖隐蔽，以增强外墙的整体的美观。一条完成的彩色铝格栅由内格栅、外格栅和左右扣条组成，玻璃安装调整完成后进行铝格栅安装，铝格栅安装时先用自攻螺丝把内格栅钉在角码上，再用外格栅把内格栅扣上，最后用小扣条把内外格栅连接产生的凹槽内螺钉覆盖上。
4.7打胶密封
当玻璃板材安装到位后，即应进行密封处理，即可注密封胶，对玻璃块四周进行修边处理，并保证密封胶的密实与整洁美观。打硅酮密封胶时应注意以下几个事项：
（1）板材清洗：板材表面不应有水、油渍、灰尘等杂物，特别是板材与胶连接处要清洗干净。清洗剂可选用二甲苯或甲基二丙酮。
（2）塞小圆棒（泡沫棒）：为了调整缝的深度，避免三边粘胶，玻璃安装好后即可在缝内填塞聚氯乙烯发泡材料，发泡材料要塞牢、塞紧、塞平。
（3）注胶：注胶厚度控制在3.5mm-4.5mm之间，不宜太厚或太薄，胶体应均匀饱满，不得有毛刺等现象。注意：竖向胶缝应自下而上匀速进行。
（4）刮胶：刮胶过程中必须顺一个方向进行，胶体表面平顺、光滑，特别是横向和竖向交缝处。如胶体表面不平顺，必须在胶体硬化前修整到位。
（5）注胶完成后，必须做好保护，防止污染。
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5 结束语
螺旋式场馆弧形玻璃幕墙施工技术在郑州园博园项目建筑场馆工程第三标段-儿童馆得到了充分应用。本技术应用BIM建模手段，建立主体钢结构的三维模型对幕墙主龙骨模拟定位，并把定位点转换到现场定位后，进行现场测量，确定主龙骨安装定位点，玻璃幕墙采用小块平面玻璃，主龙骨由水平面垂直变为与水平面成55~60°角度，通过斜向彩格栅安装，增强了玻璃与幕墙龙骨的连接牢固度，有效地解决了因结构造型复杂，高空安装操作不易等问题，降低了施工难度，提高了施工效率，缩短了工期，保证了施工质量和安全，为同类工程提供了成功的范例和经验。
参考文献
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