封檐弧形鋁板外幕墻的施工方法

付 景

（福州鐵建建筑有限公司， 福建 福州 350013）

1 封檐弧形鋁板外幕墻簡介

宣城站東站房工程位于安徽省宣城市宣州區(qū)，工程總建筑面積：12600m2，建筑層數(shù)為主體兩層，局部三層。建筑最大高度：23.1m。本工程的外幕墻工程采用鋼骨架圍護結構，裝飾材料采用玻璃幕墻與金屬鋁單板幕墻，通過凹凸及弧形鋁板立面的特點來反映站房外立面裝飾效果，其整個外立面顯示一個“宣”字造型。封檐弧形鋁板幕墻面板采用3mm厚鋁板。封檐弧形鋁板幕墻工程采用栓焊組合連接方式將落地式鋼骨架、折弧（局部順弧）骨架及抗風桁架鋼結構有機連接，與主體結構混凝土預埋（后置）件及弧形鋼網(wǎng)架曲線結構栓焊組合成整體骨架。封檐弧形幕墻弧長為149.2m。

封檐鋁板正立面簡圖

封檐鋁板剖面圖

2 封檐弧形鋁板外幕墻施工難點

本工程封檐鋁板外幕墻長度較長，施工難度相對較高，特別對弧形處的鋁板和龍骨材料進行加工的難度極大，現(xiàn)場放樣技術也相對較困難。封檐弧形鋁板幕墻在樣板施工期間問題頻繁，雖為樣板施工，但是以點帶面。在封檐弧形鋁板樣板施工時，經(jīng)現(xiàn)場質(zhì)量問題分析得出，此次封檐弧形鋁板外幕墻施工過程中的主要難點有以下幾個：

2.1 外幕墻結構的不規(guī)則性

本工程弧形鋁板外幕墻主要為不規(guī)則的弧形，在建筑物的檐口與山墻交接處還存在不規(guī)則的雙曲線弧形，且各弧形不存在相同的圓心或弧心，屬于折弧形式。這導致鋼骨架預彎困難，弧形鋁板加工復雜，施工難度大，鋁板表觀質(zhì)量控制存在一定的難度。施工前必須對施工圖進行分解深化，深化圖應取得原設計單位的確認。弧形鋁板幕墻鋼骨架預彎成弧線形，鋼骨架的預彎和弧形鋁板將直接影響弧形鋁板的安裝和鋁板精度的控制，進而影響整個幕墻外立面造型。

2.2 混凝土主體結構尺寸施工誤差

整個建筑物主體混凝土結構由于跨度較大，且在候車區(qū)域與辦公區(qū)域存在伸縮縫，施工過程中存在一定的誤差，這導致在對外幕墻結構進行施工安裝時不能完全按照幕墻圖尺寸施工，必須根據(jù)現(xiàn)場實際結構尺寸重新進行放樣找基準，對幕墻尺寸作小幅改動。

2.3 鋼網(wǎng)架安裝精度對封檐龍骨安裝的影響

本站房在封檐位置處屋面鋼網(wǎng)架為外幕墻結構提供支撐，鋼網(wǎng)架不僅要支撐整個封檐幕墻結構，還要承載整個建筑內(nèi)屋面重量；鋼網(wǎng)架為螺栓球高維空間結構，網(wǎng)架通過帶有螺栓的連接件為封檐幕墻提供支撐。網(wǎng)架螺栓球安裝位置的準確與否，直接影響封檐幕墻豎向龍骨分格以及封檐的弧度，進而影響鋁板的完成面裝飾效果。為確保封檐弧度與設計相符，必須保證連接件位置處螺栓球安裝的準確，故前期鋼網(wǎng)架安裝時必須控制累計誤差，確保網(wǎng)架的安裝精度。

3 弧形鋁板外幕墻結構施工方法

3.1 封檐弧形幕墻結構的測量放線

對封檐弧形幕墻結構的測量放樣是基于鋼網(wǎng)架結構的測量放樣，封檐網(wǎng)架結構的測量放線時，采取以下措施，解決測量放線的問題：（1）使用三維建模軟件建立外幕墻結構的三維電腦模型（例如：草圖大師和BIM技術等），然后根據(jù)建立的結構模型對封檐處的外幕墻結構進行分格分析，同時可根據(jù)模型進行深化，劃分各塊鋁板的具體形狀與大小。（2）根據(jù)建立的三維模型對封檐幕墻龍骨進行分格與基準點的確定。在使用全站儀進行測量放線工作時，需對鋼網(wǎng)架和幕墻節(jié)點基準點進行準確測量，并將實際的測量數(shù)據(jù)及時輸入電腦，對鋼網(wǎng)架節(jié)點的實際分布圖進行糾偏，再與設計圖紙進行比對，若滿足誤差許可，可進行現(xiàn)場放樣，在此過程中對鋼網(wǎng)架安裝偏差應進行校核，然后再確定幕墻龍骨的安裝基準。

3.2 對弧形鋁板幕墻龍骨進行工廠預彎

本工程弧形封檐，中間最高點和兩端最低點高差為8m，跨度為149.2m，經(jīng)過電腦三維模擬顯示，橫向龍骨為60*60*4mm的方鋼管，需對弧形鋁板幕墻橫向龍骨應進行工廠預彎，鋼龍骨下料預彎的依據(jù)為糾偏后的三維模型，由于封檐鋁板的分格不盡相同，故每段預彎的龍骨都將不同，所以對弧形龍骨的預彎加工量較大。為保證加工的精度，采用先進數(shù)控機床對龍骨進行氣壓預彎，不可采用機械預彎，機械預彎將使弧形方鋼管存在內(nèi)弧側(cè)壓扁，外弧側(cè)膨脹，后期面板固定安裝將存在很大的困難。

3.3 幕墻龍骨施工安裝

對封檐弧形鋁板幕墻結構的龍骨進行安裝時，應注意以下幾點：

（1）放線基準應根據(jù)鋼網(wǎng)架支撐點確定，同時利用電腦三維模型對安裝弧度進行模擬，然后確定豎向龍骨安裝需要的長度和彎曲度。另外在主體結構框架梁上頂面后置埋板上設置拉結小鋼柱，位置同幕墻立面及檐口平面分格交匯，以起到對立柱及檐口龍骨整體拉結且控制使用階段協(xié)調(diào)變形作用，要求牢固可靠。小鋼柱節(jié)點大樣圖如下：

小鋼柱節(jié)點大樣圖

（2）封檐幕墻豎向龍骨上部與鋼網(wǎng)架連接采用螺栓連接方式，這主要是為了避免焊接變形，影響鋼網(wǎng)架的強度和剛度。鋼網(wǎng)架構件在工廠加工時，位于封檐位置處的螺栓球應預制一個可供支撐幕墻豎向龍骨的螺栓孔。螺栓連接構件根據(jù)龍骨自身特點和鋼網(wǎng)架螺栓球的特點專門定制而成，螺栓連接的構件為“M20*40螺栓與-10*100*100支托鋼板”，螺栓連接構件不僅可以有效連接龍骨，還可以對龍骨的進出尺寸進行調(diào)整，從而達到面板安裝時表面平整度的控制。

螺栓連接節(jié)點大樣圖

（3）豎向龍骨安裝完成后，以三維模型為基礎，將工廠預彎的弧形橫向龍骨按模型編號逐一進行對號安裝。對豎向龍骨和橫向龍骨進行連接時，采用活連接方式，即一端采用焊接連接，另一端采用通槽螺栓對橫梁與立柱進行活連接，以防止因焊接產(chǎn)生的龍骨應力變形。

3.4 對幕墻龍骨進行調(diào)整

封檐弧形幕墻龍骨安裝完成后，應進行適當?shù)恼{(diào)整。調(diào)整的主要過程為使用全站儀對弧形曲面的圓滑度進行分段檢驗核定，對產(chǎn)生的偏差，可通過調(diào)節(jié)螺栓連接構件對豎向龍骨進行控制，再調(diào)節(jié)橫梁與立柱連接的活動螺栓進行進出控制。

3.5 鋁板下料加工

鋁板下料直接影響板塊是否能準確安裝到設計位置，弧形鋁板下料以三維模型為基礎進行CAD準確下料，下料圖應進行現(xiàn)場抽查核對，以免造成返工現(xiàn)象。對鋁板加工誤差應進行嚴格控制，加工誤差應不超過 2mm。目前，工廠采用的是數(shù)控機床對鋁板進行加工制作，較好的能保證鋁板的加工精度。鋁板加工包括鈑金加工、噴涂和加強筋的安裝等。（1）鈑金加工主要通過對平板進行深加工（裁剪、折邊、彎弧、焊接和打磨等）得到所需的下料板塊。（2）噴涂是在加工好的鈑金上噴涂油漆，目前，室外鋁板采用氟碳的噴涂方法，噴涂一般采用三噴一烤；噴涂的面料和涂膜厚度應滿足設計及規(guī)范要求。（3）加強筋采用 40*20*3mm鋁合金槽鋼，加強筋與鋁單板進行焊接螺絲連接，加強筋的間距 600mm。加強筋的作用主要是提高鋁板的剛度，以此來抗風壓變形。

弧形鋁板下料示意圖

3.6 封檐弧形鋁板幕墻施工安裝

安裝鋁板時，需根據(jù)預先在龍骨上所彈好的控制線，安裝豎向為主、橫向為輔的原則進行帶線安裝。鋁單板安裝應根據(jù)板塊排版圖對號安裝；膠縫部位安裝在工廠組裝好的角碼，角碼采用L30*20*3鋁合金角碼（掛耳），相鄰兩塊鋁板角碼應錯開設置，角碼間距為300±50mm為宜；試裝檢查鋁板的水平度和垂直度，然后用不銹鋼螺栓進行裝配，調(diào)整橫豎縫間隙符合要求固定在橫豎龍骨上。由于施工現(xiàn)場腳手架對作業(yè)空間的影響較大，無法對整個立面施工效果進行觀察，故對鋁板表面平整度的調(diào)節(jié)可采用如下方法：（1）從室內(nèi)鋼網(wǎng)架處，調(diào)節(jié)連接螺栓構件，控制豎向龍骨的進出，達到調(diào)節(jié)的目的；（2）可將鋁合金固定角碼進行松動調(diào)節(jié)或者使用加柔性橡膠墊片的方式進行調(diào)節(jié)。鋁板安裝固定完，再一次進行鋁板表面平整度，達到要求后方可進行注膠工序。注膠作業(yè)應注意：（1）泡沫條的寬度和深度應一致，保證膠面厚度均勻且符合要求；（2）注膠槍的槍嘴宜為扁形，且寬度小于膠縫寬度2-3mm，以此保證膠的出流量，便于刮板的修整，保證膠縫表面的光滑、平整和均勻。

4 結束語

在大型公共建筑中，幕墻結構形式較為復雜。而異形幕墻結構，對施工技術與質(zhì)量要求相對較高，在施工前，必須對整個外幕墻結構進行深化分析及設計，從中探討出施工中的重難點，做到事前預判，進而針對性的提出重難點的解決措施。封檐弧形形式較為廣泛，本文通過對封檐弧形鋁板外幕墻結構施工實踐進行深入探討研究，總結分析出該異形外幕墻結構施工的重點及難點，并形成一套可行的施工方法，對今后類似外幕墻結構形式具有指導參考意義。