異位雙圓心雙曲圓環建筑底面高光復合鋁板施工質量控制

徐 暢

（北京城建二建設工程有限公司，北京 100039）

1 工程概況

重慶市南川區大觀園鄉村旅游綜合服務示范區項目位于重慶市南川區大觀鎮南側，本工程B區整體建筑依附于地形，形成圍繞山丘的圓環形建筑，山丘高差達40m。建筑造型新穎美觀，因其獨特的圓環建筑造型，有著360°的觀景角度，屋面光伏玻璃棧道，具有更高更遠的視覺體驗。

B區主體鋼結構由不同圓心的內外圓組成，整體結構環向、徑向均為曲面，屬雙向雙曲構造，用鋼量達8 400t，并創鋼結構金獎。在異位雙圓心雙曲圓環建筑底部裝飾高光復合鋁板，通過高光鋁板表面反射、折射建筑底部景觀，呈現懸空漂浮的觀感（見圖 1）。

圖1 主體結構

高光復合鋁板整體造型亦呈雙向雙曲，共分為6個施工段，其中最大施工段環向跨度80.3m，最大施工段徑向跨度30.5m，總面積4 600m2，單個施工段最大面積為1 070m2（見圖2）。

圖2 高光復合鋁板三維示意

2 施工重難點

高光復合鋁板面板為20mm厚蜂窩鋼板，表面高光反射處理，最大塊單板1 200mm×5 000mm，基層金屬龍骨為80mm×120mm×5mm熱鍍鋅方鋼管，焊接在主體鋼框架結構上，然后將高光復合鋁板與熱鍍鋅方鋼管龍骨進行連接（外六角自攻螺栓），環向板縫密拼，徑向留置20mm板縫，收口注膠處理。

高光復合鋁板在異位雙圓心雙曲建筑下施工難度大，如不同規格鋁板數量多，徑向兩端為上折鋁板，環向角度多變，開模下料、編號等工作繁瑣，易造成混亂，導致加工及送達施工現場后材料分辨困難，易導致安裝錯誤；單塊板面大，水平、垂直移動較多，易造成板面損壞；高光復合鋁板在安裝中需要施工人員數量較多，且施工周期較長，造成施工緩慢、增加經濟成本等問題；部分同一板塊的鋁板橫縱、高差均不在同一位置上，對金屬龍骨定位、板塊安裝要求更嚴格，需使施工誤差在3mm以內，方可使高光復合鋁板整體板面達到要求，對測量控制要求較高。

3 關鍵施工技術

3.1 三維技術應用

本工程高光復合鋁板有數量較多、分布較廣、不同規格板面較多等特點，若使用常規的線性繪圖、放樣方式，放樣過程緩慢且出錯率較高，嚴重影響高光復合鋁板單塊板塊加工，無法形成連續加工流水作業，且無法保證施工現場用料。使用常規深化方式，數量較大，編號復雜，不易區分，可能導致材料到達現場混雜，無法區分板塊設定的安裝位置，導致工期緩慢、安裝錯誤返廠或報廢等問題。為此，采用三維軟件建模技術及可視化編程插件參數化技術等，將建筑平面、立面、高光復合鋁板板塊分格圖導入三維軟件，并對應好位置關系，調整好標高，將高光鋁板所在的立面邊線、平面邊線沿相應的方向進行擠出，擠出相交產生的空間線即為高光復合鋁板的邊界線，調整邊界線，使其與建筑結構、外裝、龍骨等無沖突部位，再由邊界線生成空間面，此面即為高光復合鋁板所在的面。然后再次碰撞檢查、調整，使高光復合鋁板與建筑結構、外裝、龍骨等無沖突部位。經過一系列空間變換及邏輯編程后，最終調整其相應的三維模型，將調整好的模型進行編號，將每塊高光復合鋁板進行編號，標識安裝方向，此時的三維模型可作為加工開料使用，提升建模效率，降低錯誤率，并提升加工完成飾面板的精準性（見圖3）。同時根據編號、方向標識有序進行集中碼放，有利于現場有序施工，防止安裝錯位等問題，極大提升施工效率及經濟效益。

圖3 三維可視化模型

3.2 復雜地形下水平、垂直運輸與吊裝控制

單塊板面較大，加工廠運至施工現場后使用大型吊裝機械吊運至堆料場，因其出場時帶有箱式保護外包裝，不易損壞。因本工程山地地形復雜，且鋁板安裝高度較高，無法使用大型機械將其運輸至施工作業平臺，需將其外包裝拆除，然后采用人工將單塊鋁板運輸至施工作業平臺，此類場內運輸效率極低，且易造成鋁板板面損傷、邊角磕碰等問題。鑒于此，采取全程保護措施，將鋁板拆除原有包裝后，在板材四周安放三角形保護套，板面之間墊放泡沫板，在運輸中，使用軟質吊裝帶將其捆綁牢靠。在垂直運輸中，因板面跨度較大，若吊裝在鋁板兩端兩側，則中部出現“塌腰”，導致鋁板變形，若連續設置綁帶，則耗費大量人工、時間，針對此等現象，采取了簡易“X”形托架，垂直運輸時，使用小型吊裝工具，將“X”形托架放置鋁板底部，僅需吊裝鋁板兩端即可保證中部不會產生變形，且該托架為木質材料，整體輕盈，不增加提升重量，不會造成其他安裝、質量隱患。適配的運輸與吊裝控制，有效避免了板材的損壞、變形，并保證了高光復合鋁板最終完成面的質量要求。

3.3 高光復合鋁板安裝臨時固定簡易工具的應用

高光復合鋁板單塊板面大，部分板材為不等邊矩形，固定點多，安裝繁瑣，且安裝平臺距安裝面為3m。若常規安裝，板面較大，安裝高度較高，臨時固定困難，每組需使用10人進行安裝，其中2人底部緊固吊裝鋁板繩索，6人在上部進行吊裝提升、板面臨時固定支撐，2人進行螺栓安裝，緊固鋁板，該類型施工耗費大量人工且施工效率極低，為此，特意設計木質可調節支撐固定桿，當鋁板吊裝到安裝位置時，使用可調節支撐固定桿，將其臨時支撐在該位置，減少臨時支撐固定人員，固定好位置后即可進行板面緊固安裝。使用簡易支撐固定工具后，施工人員僅為4人，其中2人搬運材料、緊固吊裝鋁板繩索，2人上部進行吊裝提升，到達位置后，原底部緊固繩索2人進行板面臨時固定支撐，原在上部進行吊裝2人進行螺栓安裝，緊固鋁板，大大減少施工人員數量，提高施工效率，同時，使用機具固定，較穩固牢靠，定位完成后，將其臨時固定在該位置進行緊固即可，若為人工支撐，時間長久后，人的疲勞感增加，可能造成定位不準確、支撐過程中板面移動等問題，使用機具后，大大提高穩定性，保證板面安裝，確保平面位置的質量要求。

3.4 測量控制

在異位雙圓心雙曲造型的建筑下，同一塊鋁板的安裝高度及水平位置均不在同一表面，需使用高精度全站儀配合高精度強光水平儀進行控制，本工程使用南方NTS-332R6M全站儀及德國LD水平儀。首先根據建筑定位高程點，向內引入至安裝施工段的結構墻體及主體鋼結構上，每個施工段不少于3處，且做好標高控制點，圍繞建筑圓環布控一圈，然后進行實際測算，查看數據是否交圈閉合及平差后數據是否在誤差允許范圍內。測算無誤后，通過每一施工段的基準標高位置，使用強光水平儀控制，焊接拼裝高光復合鋁板金屬龍骨，保證金屬龍骨安裝準確。為消除施工誤差積累，金屬龍骨施工完成后，在環向、徑向每隔6m使用全站儀進行復測，以此類推，保證高光復合鋁板完成面標高及平面位置準確。

4 施工效果分析

高光復合鋁板整體為異位雙圓心雙曲圓環建筑下部裝飾，金屬龍骨加工、定位安裝、鋁板開料控制、現場安裝繁瑣等均為控制的重難點，基于此復雜情況，在前期對模型進行精細深化，多次對比，構建與建筑匹配度較高的三維可視化模型，可預先檢查沖突點，若有與結構等沖突部位均能提前發現和解決，三維可視化模型的建立，可提升開料加工、現場實際施工效率等，并減少經濟損失，縮短工期。在施工現場中，制作的簡易支撐固定工具，有效縮減班組施工人員，提高施工效率，降低鋁板安裝錯誤率，提高安裝質量，可謂是一舉多得。高精度儀器的實時控制，使龍骨加工、鋁板板面安裝方面得到有效控制，將施工誤差降到最小，龍骨的準確焊接安裝，為后期鋁板飾面高質量安裝奠定基礎。

在精心組織下，本工程高光復合鋁板施工質量得到有效控制，鋁板安裝平整度、高低差、板縫差等質量通病均在施工誤差范圍內，安裝質量合格，如圖4所示。

圖4 施工完成

5 結語

為確保高光復合鋁板安裝質量達到目標，一定要從根本入手，前期深化設計需提前介入，同時需合理應用三維軟件及施工工具等，并制定可實施方案，確保建筑外裝高光復合鋁板安裝質量，使其產生更大的社會效益。