大型體育館幕墻系統安裝技術

王 晉，龍葉天，尹凌川，王光武，程建剛，陳煒航，袁貴福，李鉉誠，艾 維，劉 智

(1.中建三局集團有限公司西南分公司，四川 成都 610041；2.成都華潤置地驛都房地產有限公司，四川 成都 610100)

0 引言

東安湖體育公園三館項目主要采用玻璃幕墻系統及鋁單板裝飾格柵，小球館采用抗風柱+吊桿橫明豎隱玻璃幕墻系統，抗風柱跨度為12.5m，橫梁跨度為18m。抗風柱間距18m，橫梁間距1.2m。考慮抗風柱柱頂位移對柱底彎矩的影響、玻璃幕墻系統位移性的要求，及防水性、氣密性等，抗風柱和幕墻材料的運輸保障及安裝工藝穩定性成為重要因素。本項目中，現場焊接支架將抗風柱、橫梁放在支托架上，然后用小平板車運輸到指定安裝位置，以確保運輸安全穩定性；通過搭設多排腳手架進行安裝，在頂結構上固定電動葫蘆與定滑輪組進行吊裝，大大提高幕墻安裝的穩定性及精確度。安裝完成后檢測幕墻安裝質量，保障投入使用后的建筑安全。

1 工程概況

東安湖體育公園三館項目位于成都市龍泉驛區東安湖片區，總建筑面積約19.9萬m2，包括多功能體育館、小球館、游泳跳水館、體育運動公園、室外停車場等配套服務設施，如圖1所示。小球館的抗風柱+吊桿橫明豎隱玻璃幕墻系統中，受力橫梁采用400mm×80mm×16mm焊接鋼矩管，兩端焊接固定于抗風柱側面，橫梁中部間隔6m。

圖1 東安湖體育公園三館項目效果

2 現場施工總體思路

由于幕墻平面面積較大，根據以往類似工程經驗，結合自身特點，經研究后采用搭設多排腳手架，在頂結構上固定電動葫蘆與定滑輪組的形式進行吊裝。

抗風柱與橫梁施工時配置2臺直臂車進行現場吊裝，定滑輪組固定在上部結構與電動葫蘆間，以便電動葫蘆平穩移動；通過全站儀對抗風柱吊裝點和橫梁位置進行定位，安裝結束后使用千斤頂、拉索、模板進行校驗。主要施工措施如下。

1)搭設多排腳手架，并在頂結構上安裝電動葫蘆及定滑輪組進行吊裝，如圖2所示。

圖2 多排腳手架搭設

2)上端鋼結構安裝 采用電動葫蘆固定在鋼結構上端，安裝560mm×500mm×20mm鋼結構后，再安裝φ102mm×6mm鋼管搖臂。待全部焊接完成后安裝抗風柱。

3)抗風柱安裝 將耳板焊接到抗風柱上，運輸到指定位置后進行精準定位，安裝下端固定在地上的耳板及銷軸，使用電動葫蘆吊裝上部吊點。

4)橫梁安裝 橫梁與玻璃橫框在地面焊接后進行整體吊裝。為保證橫梁整體穩定性，應從上至下采用支托架進行整體吊裝，橫梁和φ30mm鋁合金拉桿固定好后取下托架，安裝下條橫梁，依次向下。

5)整體焊接后校正整個橫梁立柱，將千斤頂、拉索及加工好的模板夾在中間，進行整體校正。

6)玻璃安裝 利用腳手架及吸盤從下向上進行安裝，最后打膠扣蓋。

7)同步拆除內側腳手架與外側腳手架。

8)檢測幕墻系統性能。

通過上述方法安裝幕墻系統，能有效提高幕墻安裝效率，確保穩定性和精確度。

3 施工關鍵技術

3.1 抗風柱運輸與吊裝

抗風柱與混凝土主體結構連接對抗風柱的安裝誤差具有嚴格規定，抗風柱安裝標高偏差應≤3mm，軸線前后偏差應≤2mm，左右偏差應≤3mm。抗風柱若要達到精密的施工要求，運輸和安裝都需保持相當高的穩定性。現場焊接支架將抗風柱及橫梁放在支托架上，然后使用小平板車運輸到指定安裝位置，保證安裝流暢及材料穩定性。

安裝抗風柱時，首先利用全站儀對抗風柱進行定位，然后使用直臂車將抗風柱吊裝到大致位置，連接抗風柱下部連接件，同時，將抗風柱上部與電動葫蘆滑輪組連接。安裝時，通過移動電動葫蘆對抗風柱位置進行微調，保證抗風柱精確定位。電動葫蘆微調前需檢查滑輪組是否正常工作、定位是否準確、各崗位人員及檢測儀器是否到位等。直臂車與電動葫蘆滑輪組的協作能實現大構件的準確定位與安裝，很大程度上減少施工措施的投入且可保證施工安全。

3.2 橫梁吊裝

橫梁需與玻璃橫框在地面進行焊接，連接節點如圖3所示。地面焊接能減少高空作業量，保證施工安全。施工作業中，采用支托架進行整體吊裝，提高橫梁安裝的穩定性。利用直臂車將橫梁與托架吊至指定位置，隨后連接電動葫蘆滑輪組與托架，通過調整電動葫蘆對橫梁位置進行微調。由于橫梁構件跨度較大，每次吊裝后都可能產生一定下撓，故需檢查滑輪軌道平穩性，確保電動葫蘆運作正常，不出現卡頓。

圖3 橫梁與玻璃橫框連接節點

整體安裝完成后，橫梁和抗風柱都需進行校驗。

3.3 玻璃安裝

本項目幕墻高度大，最低5m，最高49m。不同高度的幕墻玻璃安裝采用不同施工方法。首層幕墻采用移動平臺進行安裝；中層幕墻利用腳手架作為施工平臺，采用吸盤吸附面板進行安裝；高層幕墻采用吊籃施工。

3.4 玻璃幕墻檢測試驗

幕墻試驗過程嚴格執行GB/T 21086—2007《建筑幕墻》、GB/T 15227—2007《建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢測方法》、GB/T 18250—2015《建筑幕墻層間變形性能分級及檢測方法》標準，并應通過抗風壓性能試驗、氣密性試驗、水密性試驗、平面變形試驗、熱工性能試驗、隔聲試驗、耐裝機性試驗。

1)氣密性試驗 在氣密性試驗前分別施加3個正負壓力脈沖。正壓力差與負壓力差均為500Pa，且持續時間為3s，建議加壓速度為100Pa/s，正負壓施壓強度與時間關系如圖4所示，目的是消除安裝時可能產生的縫隙與應力影響。檢測加壓時，壓力從0Pa開始遞增，增幅為50Pa，測試壓力達150Pa時開始遞減，遞減幅度為50Pa，每個階段壓力需穩定在10s以上，并記錄和計算漏氣量。

圖4 氣密性試驗施壓強度與時間關系

2)水密性試驗 基本原理為模擬暴風雨環境下的幕墻系統性能。以3.4L/(m2·min)的噴水量模擬降雨量，同時啟動造風機模擬大風的動態風壓，造風機需達到1 000Pa壓力值，持續15min，測試期間需觀察并記錄雨水滲漏情況。

3)抗風壓性能試驗 抗風壓性能試驗與氣密性試驗類似，都需預備加壓消除安裝過程中的應力與縫隙影響，3次正負預備加壓壓力均為500Pa，持續時間為3s，建議施壓速度為100Pa/s。

第1階段為正壓測試后再進行負壓測試，施加的壓力值平穩遞增或遞減，每次持續時間≥10s，每級加壓不得超過風荷載標準值的10%，加壓或施壓終值為幕墻風荷載的40%，在加壓或施壓過程中，需記錄每級壓力差作用下各測點的面法線位移量。抗風壓性能試驗施壓強度與時間關系如圖5所示。

圖5 抗風壓性能試驗施壓強度與時間關系

第2階段為反復加壓檢測，檢測壓力平均值P2為第1階段峰值P1的1.5倍。以P2為平均值，上下1/4為波幅，進行波動壓力測試，先檢測正壓，然后檢測負壓，波動壓力周期為5 ～7s，且波動次數≥10次。記錄此階段的壓力平均值P2，并記錄出現的功能障礙和損壞狀況與部位。

第3階段為安全檢測，安全檢測正負壓力值P3需達到第1階段峰值P1的2.5倍，先進行正壓測試，隨后將壓力調為0，再進行負壓測試，最后恢復0壓力值，記錄面法線位移量、功能障礙或損壞的狀況與部位。

4)平面變形試驗 使結構產生上、下、左、右方向的位移，重復此循環3次。框架、玻璃、錨具不發生永久形變或破壞；玻璃與框架結構間的結構膠仍有效黏結，不出現玻璃膠條松脫以及耐候密封條失效的現象，即可表明平面變形試驗合格。

4 結語

1)由于需要控制毫米級誤差，運輸橫梁與抗風柱等大構件時，需保障材料的平穩性，確保構件不出現損壞。

2)吊裝時結合電動葫蘆與滑輪組，對抗風柱、橫梁、玻璃幕墻等構件進行微調，大幅度提高安裝精確度。由于橫梁跨度較大，自身重量導致滑輪軌道發生變形，多次使用電動葫蘆與滑輪組后，需對滑輪組軌道平穩性與流暢性進行校驗。

3)玻璃幕墻安裝需根據不同高度制定不同的安裝方案。吊籃、腳手架、移動平臺分別適用于高、中、低高度的幕墻安裝。

4)幕墻系統安裝過程中，需對幕墻材料進行多種性能測試，其中氣密性試驗、水密性試驗、抗風壓性能試驗和平面內變形性能試驗最關鍵，測試結果可很好地反映幕墻系統質量，為現場安裝提供保障。