石材幕墻龍骨單元式施工技術(shù)應(yīng)用

黃建宏

北京中鐵裝飾工程有限公司 四川 綿陽(yáng) 621000

1 工程實(shí)例

北京某研發(fā)實(shí)驗(yàn)中心及附屬用房項(xiàng)目，項(xiàng)目為三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)塔樓布局，地上20～22層，1～3層設(shè)置裙房相互連通，地下3層。主要結(jié)構(gòu)類型為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)使用年限為50年，建筑防火分類等級(jí)：二級(jí)，建筑耐火等級(jí)為一級(jí)[1]。

2 石材幕墻龍骨單元式施工技術(shù)應(yīng)用

2.1 技術(shù)特點(diǎn)

（1）大量的減少了高空吊籃焊接、驗(yàn)收作業(yè)。單元式鋼龍骨全部在加工區(qū)定制的水平鋼模具臺(tái)上焊接加工，焊接完成后統(tǒng)一清理焊渣并進(jìn)行防銹處理，在加工廠完成單元式鋼龍骨的驗(yàn)收工作，大量的減少了高空吊籃焊接、驗(yàn)收作業(yè)。

（2）提高了焊接質(zhì)量，減少了施工的安全隱患。單元式鋼龍骨在加工區(qū)進(jìn)行加工，減少了吊籃上焊接操作，水平鋼模具上焊接提高了工程的焊接質(zhì)量，同時(shí)降低了現(xiàn)場(chǎng)吊籃因焊接作業(yè)而引起的消防、高空墜落等安全隱患。

（3）提高了施工效率，縮短了安裝周期。單元式鋼龍骨焊接完成后統(tǒng)一存放在指定區(qū)域，驗(yàn)收完成后可立即運(yùn)至施工作業(yè)面進(jìn)行整體吊裝，減少材料的現(xiàn)場(chǎng)堆放、周轉(zhuǎn)時(shí)間，節(jié)約施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地。

（4）提高了經(jīng)濟(jì)效益。單元式鋼龍骨的主龍骨規(guī)格統(tǒng)一，全部定尺加工鋼材；次龍骨根據(jù)石材幕墻分格，按照正面、側(cè)面所需要的長(zhǎng)短不同尺寸進(jìn)行優(yōu)化套裁下單，節(jié)約了角鋼使用量從而降低了成本。

2.2 適用范圍

本施工技術(shù)適用于標(biāo)準(zhǔn)層較多、分格尺寸較統(tǒng)一的石材幕墻裝飾柱龍骨。

2.3 工藝原理

單元式鋼龍骨系將外幕墻的每層、每根石材裝飾柱作為一個(gè)整體，通過考慮石材的分格、掛件位置等因素，確定主龍骨，橫向、側(cè)向角鋼次龍骨及孔位位置，利用定制加工的預(yù)拼裝加工平臺(tái)將該整體單元的主、次龍骨進(jìn)行工廠化焊接加工，形成一個(gè)整體的龍骨體系。

單元式鋼龍骨加工、驗(yàn)收合格后，將鋼插芯通過不銹鋼螺栓與主龍骨栓連接，然后使用成品小型卷?yè)P(yáng)機(jī)（額定載重1t）配合電動(dòng)吊籃進(jìn)行整體吊裝，就位后與幕墻槽鋼轉(zhuǎn)接件進(jìn)行焊接連接，實(shí)現(xiàn)與結(jié)構(gòu)連接；上層單元式鋼龍骨與下層單元式鋼龍骨通過鋼插芯連接。

2.4 施工操作要點(diǎn)

（1）施工準(zhǔn)備

①各種規(guī)格鋼材進(jìn)場(chǎng)及機(jī)械設(shè)備所需要的資料文件齊全、有效，鋼材復(fù)試合格。②施工人員進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行三級(jí)教育，考試合格。③施工現(xiàn)場(chǎng)清理到位，工作面施工無(wú)障礙；垂直運(yùn)輸機(jī)具準(zhǔn)備到位，相關(guān)驗(yàn)收手續(xù)辦理完畢；安全防護(hù)措施齊全、有效。④標(biāo)高控制線、位置控制線等控制點(diǎn)、控制線明確，引側(cè)到位。⑤施工方案、技術(shù)交底、安全技術(shù)交底等技術(shù)準(zhǔn)備工作到位。

（2）測(cè)量放線

根據(jù)主體結(jié)構(gòu)施工單位提供的首層1.000m線及軸控制線復(fù)核各結(jié)構(gòu)柱位置1.000m線及各軸軸線是否閉合無(wú)誤；復(fù)核無(wú)誤后以首層1.000m標(biāo)高控制點(diǎn)為基準(zhǔn)，在建筑物外墻設(shè)置每層標(biāo)高控制點(diǎn)；依據(jù)建筑物的軸線為基準(zhǔn)，建立幕墻構(gòu)件三維空間位置定位控制線。

通過標(biāo)高控制點(diǎn)、定位控制線對(duì)幕墻預(yù)埋件、槽鋼轉(zhuǎn)接件、橫龍骨等進(jìn)行定位，并將實(shí)測(cè)實(shí)量得出的結(jié)果反饋給幕墻設(shè)計(jì)師，為幕墻構(gòu)件深化、材料下單做相應(yīng)的準(zhǔn)備。

（3）單元式鋼龍骨體系、定尺預(yù)拼裝加工平臺(tái)（鋼模具）深化設(shè)計(jì)

①單元式鋼龍骨體系

a.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)層石材幕墻裝飾柱特點(diǎn)，將層高3.2m的標(biāo)準(zhǔn)層的外墻石材裝飾柱龍骨（截面為400mm×1050mm）作為一個(gè)單元考慮，單元式鋼龍骨豎向龍骨的尺寸為：層高－20mm（20mm為豎向伸縮縫長(zhǎng)度）。b.橫向角鋼位置及間距則根據(jù)石材分格和SE型鋁合金掛件與角鋼次龍骨的位置關(guān)系確定橫向角鋼間距及距離豎向主龍骨端的距離。c.確認(rèn)石材裝飾柱的完成面的尺寸時(shí)，綜合考慮幕墻石材厚度、SE型鋁合金掛件及角鋼的尺寸、橫龍骨的尺寸、內(nèi)側(cè)距墻之間的預(yù)留保溫空間及操作空間等因素，其次考慮焊接變形、操作誤差等各種因素，最終確定單元式鋼龍骨體系的尺寸。

②定尺預(yù)拼裝加工平臺(tái)（鋼模具）深化設(shè)計(jì)

a.根據(jù)單元式鋼龍骨體系深化設(shè)計(jì)定尺預(yù)拼裝加工平臺(tái)，確定豎向主龍骨和橫向、側(cè)向次龍骨位置；b.考慮滿焊是變形等因素，增加斜撐等構(gòu)造措施；c.單元式鋼龍骨與鋼模具位置關(guān)系如圖3所示。

（4）定尺預(yù)拼裝加工平臺(tái)（鋼模具）加工

圖1 鋼模具加工示意

①制作標(biāo)準(zhǔn)鋼模具（如下圖所示），鋼模具加工時(shí)首先選擇表面平整、順直的鋼材作為基材（使用2m靠尺選材），為防止?jié)M焊時(shí)高溫造成的鋼材變形，首先將所有焊點(diǎn)點(diǎn)焊，點(diǎn)焊完成后根據(jù)圖紙標(biāo)注復(fù)核鋼模具尺寸；需要注意的是為防止?jié)M焊變形，在兩端橫梁與立柱部位增加斜撐；②復(fù)核點(diǎn)焊的鋼模具尺寸無(wú)誤后方可進(jìn)行滿焊施工，滿焊時(shí)要求從一邊順序施焊，禁止隨意選擇焊點(diǎn)施焊；③控制橫梁龍骨的角鋼爪件焊接時(shí)使用標(biāo)準(zhǔn)件（用水平靠尺校驗(yàn)垂直度、平整度）定位控制，保證鋼模具爪件的空間位置標(biāo)準(zhǔn)；④鋼模焊接完成后將焊渣清理干凈，涂刷兩側(cè)防銹漆。

（5）單元式鋼龍骨體系加工

①主龍骨加工

a.將定尺加工的鋼材按照鋼龍骨體系所需尺寸進(jìn)行豎龍骨和鋼插芯切割加工；b.加工完成后的豎向鋼龍骨切割口的毛刺用手搓清理干凈；c.按照鋼插芯的插入深度將鋼插芯套入豎向鋼龍骨，然后根據(jù)不銹鋼螺栓的尺寸用臺(tái)鉆鉆孔；d.加工完成后統(tǒng)一碼放。

②角鋼次龍骨加工

a.角鋼次龍骨按照正面和側(cè)面長(zhǎng)度不同進(jìn)行套裁優(yōu)化切割；b.切割后的角鋼統(tǒng)一堆放，由下一組鉆孔班組根據(jù)切割機(jī)下平臺(tái)所化孔位刻度統(tǒng)一鉆孔加工。

③主次龍骨焊接連接

主次龍骨加工完成后，統(tǒng)一交由焊接班組，在定尺預(yù)拼裝加工平臺(tái)（鋼模具）進(jìn)行焊接加工。

為保證焊接變形較小，焊接前，在主龍骨放置在鋼模具上時(shí)，用鋼插芯焊接成的定位卡件卡在兩端的鋼龍骨上（如下圖2所示），然后進(jìn)行焊接作業(yè)；焊接時(shí)，先由兩人從兩端向中間同時(shí)點(diǎn)焊，點(diǎn)焊完成后再統(tǒng)一滿焊；滿焊完成后取下定位卡件。每個(gè)鋼模具做好第一套鋼龍骨后，必須進(jìn)行尺寸復(fù)核，復(fù)核無(wú)誤后方可進(jìn)行批量加工。

圖2 定位卡件示意圖

（6）單元式鋼龍骨防銹處理

為了保證單元式鋼龍骨的防腐性能，鋼龍骨體系焊接完成后，統(tǒng)一清理焊口焊渣后請(qǐng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后，涂刷兩遍不同顏色的防銹漆，防銹漆必須涂刷到位、均勻。防銹處理后，將鋼插芯套入主龍骨的一端，并用M12不銹鋼螺栓栓接固定。

（7）單元式鋼龍骨整體吊裝焊接

①單元式鋼龍骨控制鋼絲線布置

每個(gè)單元式鋼龍骨的控制線有三條，分別為水平鋼絲控制線、兩條豎向鋼絲控制線；豎向鋼絲線通過在屋頂女兒墻上焊接角鋼并通過角鋼向下垂鋼絲線，以控制格構(gòu)件的軸線進(jìn)出及左右位置；水平鋼絲線通過在兩側(cè)的轉(zhuǎn)接件上焊接鋼筋，掛水平鋼絲來(lái)控制單元式鋼龍骨的水平標(biāo)高。

在單元式鋼龍骨上設(shè)置標(biāo)高控制點(diǎn)，單元式鋼龍骨吊裝時(shí)，單元式鋼龍骨的邊角部位距兩側(cè)控制線的距離一致、水平標(biāo)高線與單元式鋼龍骨上的標(biāo)高控制點(diǎn)重合時(shí)，單元式鋼龍骨位置符合要求，即可擰緊轉(zhuǎn)接件與主龍骨之間的不銹鋼螺栓，然后將轉(zhuǎn)接件與預(yù)埋件焊接。

②單元式鋼龍骨的吊裝

a.為了保證吊裝速度，節(jié)省場(chǎng)地，利用室外電梯將安裝好鋼插芯和轉(zhuǎn)接件的鋼龍骨轉(zhuǎn)運(yùn)至各樓層，然后在各樓層使用水平推車將鋼龍骨運(yùn)至吊裝洞口；b.把單元式鋼龍骨固定在滑輪繩上就位，然后向上吊裝，當(dāng)單元式鋼龍骨的橫龍骨達(dá)到圖紙要求的標(biāo)高后，吊籃上的工人將單元式鋼龍骨就位，調(diào)整好位置以后插入下層單元式鋼龍骨上方的鋼插芯，伸縮縫位置用定制的20mm厚硬質(zhì)墊塊控制伸縮縫尺寸。c.單元式鋼龍骨下端插入下層鋼龍骨頂部的鋼插芯至伸縮縫位置后，上移吊籃至該層單元式鋼龍骨轉(zhuǎn)接件位置，利用水準(zhǔn)儀調(diào)整單元式鋼龍骨橫龍骨高度至圖紙要求后將槽鋼轉(zhuǎn)接件與預(yù)埋件焊接連接，然后吊籃再下降到底部，將底部的螺栓緊固。最終使單元式鋼龍骨的安裝高度偏差不大于3mm，軸線前后偏差不大于2mm，左右偏差不大于3mm。d.誤差的調(diào)整：?jiǎn)卧戒擙埞堑跹b后，使用經(jīng)緯儀檢查單元式鋼龍骨的安裝垂直度等，如發(fā)現(xiàn)偏差，應(yīng)及時(shí)調(diào)整單元式鋼龍骨的標(biāo)高、垂直度及位置，確保單元式鋼龍骨的安裝質(zhì)量。

④二次防腐處理

單元式鋼龍骨全部滿焊完成后，清理焊渣，并對(duì)焊縫位置及其他可能出現(xiàn)銹蝕部位；進(jìn)行防銹處理，防銹處理的方式為涂刷2遍防銹漆。

3 結(jié)束語(yǔ)

本工法的成功應(yīng)用，將單元式鋼龍骨的加工提前，且加工完成后整體吊裝，加快了施工進(jìn)度，相應(yīng)的縮短了20天的幕墻工程施工工期；鋼構(gòu)件的工廠化加工，將大量的高空焊接工作轉(zhuǎn)入鋼結(jié)構(gòu)加工區(qū)，提高單元式鋼龍骨的施工質(zhì)量也減少了現(xiàn)場(chǎng)的安全隱患，提高了施工現(xiàn)場(chǎng)的安全系數(shù)，且整個(gè)工程施工完畢，施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)一例安全事故發(fā)生。