高空大懸挑圓弧形組合單元式鋁板檐口幕墻裝配施工技術(shù)

孟安文

（甘肅第四建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大懸挑圓形鋁板檐口被廣泛應(yīng)用于劇院、體育場(chǎng)、禮堂等公共建筑的屋面或外立面裝飾。因其結(jié)構(gòu)造型復(fù)雜，安裝過(guò)程中需要高空作業(yè)，在大懸挑檐口下還需搭設(shè)滿堂腳手架操作平臺(tái)，高空安裝型鋼龍骨及鋁板，具有一定的危險(xiǎn)性和施工難度等問(wèn)題。

為解決這一難題，采用在工廠預(yù)制組合單元式鋁板檐口，現(xiàn)場(chǎng)吊裝焊接安裝的裝配施工技術(shù)。公司施工的榆中縣市民公園和場(chǎng)館建設(shè)及道路新建工程項(xiàng)目——榆中大劇院外幕墻工程，建筑層數(shù)為地下1層，地上4層，總建筑面積為22 952 m2，主體為框剪結(jié)構(gòu)，直徑為106 m的圓形建筑物，周長(zhǎng)332.84 m，屋面鋁板檐口懸挑高度為24.6 m，懸挑寬度6.8 m。該工程屋面大圓形懸挑鋁板檐口幕墻施工過(guò)程中，通過(guò)組建項(xiàng)目課題組進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況精心研究策劃。利用BIM技術(shù)將屋面大圓形鋁板檐口幕墻按外弧長(zhǎng)劃分為若干個(gè)相同的組合單元，每個(gè)組合單元由型鋼骨架及鋁板面板組成，型鋼骨架及鋁板面板均采用工廠化預(yù)制加工并組裝形成組合單元式鋁板檐口，再一次性吊裝安裝完成鋁板檐口幕墻的施工技術(shù)，解決傳統(tǒng)施工過(guò)程中遇到的眾多難題。

1 施工工藝原理

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、BIM模型及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，確定屋面大圓圓心、屋面大圓最大半徑、屋面鋼桁架標(biāo)高。利用BIM技術(shù)預(yù)先排版建模，將屋面大圓鋁板檐口幕墻根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)劃分為62個(gè)相同的圓弧形組合單元式鋁板檐口（鷹嘴型），深化單元式鋁板檐口型鋼骨架、單元式鋁板檐口鋁板排塊圖。定制加工鷹嘴型鋁板檐口型鋼骨架加工臺(tái)模，在臺(tái)模上焊接組裝單元式鋁板檐口型鋼龍骨骨架，根據(jù)鋁板排塊圖由廠家定制加工。成品鋁板小塊進(jìn)場(chǎng)后，按照深化設(shè)計(jì)的排塊圖及分塊編號(hào)依次與單元式鋁板檐口型鋼骨架進(jìn)行對(duì)應(yīng)安裝鋁板飾面，并檢查板面平整度、相鄰鋁板板縫均勻控制在15 mm，用不銹鋼螺絲將鋁板安裝固定在鋼龍骨上，鋁板飾面安裝完成后進(jìn)行嵌縫、打膠、板面清潔。最后，依次進(jìn)行組合單元式鋁板檐口的吊裝固定，并對(duì)相鄰單元式鋁板檐口間的縫隙進(jìn)行嵌縫、打膠、清潔，直至完成全部大圓形鋁板檐口幕墻。

2 施工工藝及操作要點(diǎn)

2.1 施工準(zhǔn)備

熟悉施工圖紙和技術(shù)資料，進(jìn)行圖紙會(huì)審、前期策劃，編制施工專(zhuān)項(xiàng)方案；對(duì)施工組進(jìn)行安全技術(shù)交底。

復(fù)核現(xiàn)場(chǎng)主體圓形結(jié)構(gòu)及屋面懸挑部位鋼結(jié)構(gòu)，確定屋面大圓圓心、屋面懸挑部位最大半徑、屋面鋼桁架鋼梁和檁條標(biāo)高。

施工現(xiàn)場(chǎng)提前搭設(shè)型鋼骨架加工棚，盡量減小對(duì)環(huán)境的影響及噪聲控制?，F(xiàn)場(chǎng)單獨(dú)設(shè)立材料庫(kù)房，以防止鋼構(gòu)件銹蝕等。

2.2 組合單元式鋁板檐口劃分

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、BIM模型將高空屋面大懸挑圓形檐口鋁板幕墻按外弧長(zhǎng)劃分為相同的62個(gè)組合單元式鋁板檐，組合單元式鋁板檐BIM模型如圖1所示。

圖1 組合單元式鋁板檐BIM模型

由于鋁板檐口懸挑長(zhǎng)度長(zhǎng)，造型復(fù)雜，每個(gè)組合單元式鋁板檐口分為頂面、底面兩段組合單元組成，每個(gè)組合單元式鋁板檐口由型鋼龍骨骨架及鋁板面板組成。

2.3 測(cè)量定位放線

依據(jù)建筑物屋面圓形控制線，確定每一個(gè)組合單元式鋁板檐口在建筑屋面鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)架上的精準(zhǔn)位置。在主體結(jié)構(gòu)外墻上彈出62條垂直線并做好標(biāo)記，在最外側(cè)屋面挑檐鋼檁條上用鋼絲線吊62條垂直線，從屋面挑檐外弧到主體結(jié)構(gòu)女兒墻頂部順圓心方向拉62條水平鋼絲線，放出62個(gè)組合單元式鋁板檐口的分布線，作為安裝組合單元式鋁板檐口時(shí)的控制線。測(cè)量放線時(shí)應(yīng)注意控制分配誤差，不使誤差積累，減少誤差的產(chǎn)生。

2.4 深化單元式鋁板檐口型鋼龍骨骨架

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、劃分的單元式鋁板檐口，深化設(shè)計(jì)單元式型鋼龍骨骨架排版圖。型鋼龍骨骨架四周采用主龍骨100 mm×100 mm×4 mm熱鍍鋅鋼方管，次龍骨采用50 mm×50 mm×3 mm熱鍍鋅鋼方管。主次龍骨連接方式均為焊接。

吊點(diǎn)設(shè)計(jì)：每個(gè)單組合單元式鋁板檐口型鋼骨架設(shè)計(jì)四個(gè)吊點(diǎn)，吊點(diǎn)設(shè)置在組合單元式鋁板檐口的兩邊跨龍骨位置處，兩側(cè)各設(shè)2個(gè)吊點(diǎn)，采用50 mm×50 mm方管焊接吊環(huán)，用于裝配吊裝。

2.5 深化單元式鋁板檐口鋁板分塊圖

依據(jù)深化設(shè)計(jì)的單元式鋁板檐口型鋼龍骨骨架，進(jìn)行單元式鋁板檐口鋁板排塊設(shè)計(jì)，繪制排塊圖。繪制鋁板小塊分塊加工圖，并編號(hào)；參照效果圖，經(jīng)設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位、監(jiān)理單位及鋁板生產(chǎn)廠家共同確認(rèn)鋁板排塊圖。

經(jīng)過(guò)對(duì)單元式鋁板檐口面板進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，每個(gè)組合單元式鋁板檐口由27塊小塊鋁板組成，其中立面及底面15塊，頂面平板12塊。

2.6 鋁板訂貨批量加工生產(chǎn)

根據(jù)單元式鋁板檐口的排塊圖、鋁板分塊加工圖和組合單元式鋁板檐口的型鋼龍骨排版圖進(jìn)行鋁板下料并對(duì)應(yīng)編號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核鋁板加工材料計(jì)劃單，復(fù)核無(wú)誤后由專(zhuān)業(yè)廠家批量加工生產(chǎn)。

鋁板工廠加工必須符合相關(guān)設(shè)計(jì)要求及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。鋁板生產(chǎn)通過(guò)對(duì)平板經(jīng)過(guò)裁剪、折邊、彎弧、焊接、打磨等工序，把鋁單板加工成施工所需的形狀和尺寸，再進(jìn)行噴涂漆面。噴涂前對(duì)半成品進(jìn)行脫脂、水洗、鈍化、烘干。噴涂根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)漆面的要求一般有三噴一烤、兩噴兩烤等，表面采用進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)氟碳漆（氟樹(shù)脂含量≥70%）。

2.7 制作單元式鋁板檐口型鋼龍骨加工臺(tái)模

根據(jù)單元式鋁板檐口型鋼龍骨骨架排版圖、鋼龍骨骨架外形、特點(diǎn)，設(shè)計(jì)鷹嘴型鋁板檐口型鋼骨架的異形臺(tái)模，確保型鋼龍骨骨架完成尺寸標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一，提高型鋼骨架的精度和施工速度。

異形臺(tái)模采用50*50*3熱鍍鋅鋼方管焊接制作，臺(tái)模外形與單元式鋁板檐口型鋼龍骨骨架外形基本一致，臺(tái)模是在預(yù)留了型鋼龍骨尺寸后精準(zhǔn)確定的加工平臺(tái)，臺(tái)模必須保證整體橫向水平，豎向垂直，并在臺(tái)模上標(biāo)注了各個(gè)橫向龍骨、豎向龍骨的焊接位置及尺寸，較大地提高了加工速度和加工的精度。

2.8 單元式鋁板檐口型鋼龍骨骨架批量加工

臺(tái)模焊接制作完成后，再次復(fù)核臺(tái)模尺寸，確保臺(tái)模預(yù)留尺寸與型鋼龍骨尺寸對(duì)應(yīng)一致，以免產(chǎn)生加工誤差。型鋼龍骨批量下料后在臺(tái)模上焊接制作加工單元式鋁板檐口的型鋼龍骨骨架。龍骨加工焊縫必須四面全部滿焊，焊接完成后進(jìn)行相應(yīng)打磨，涂刷防腐防銹漆面。加工完成后的型鋼龍骨骨架構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行覆蓋，避免雨水侵蝕、生銹等。

2.9 單元式鋁板檐口鋁板安裝

進(jìn)場(chǎng)鋁板安裝應(yīng)按板塊分配圖上板號(hào)安置就位，明膠縫部位安裝角碼組裝好，并檢查相鄰兩塊板角碼是否錯(cuò)開(kāi)，鋁板與鋁板之間的縫隙一般為12 mm。試裝檢查其水平度、垂直度，然后用不銹鋼螺栓試固定在主副龍骨上，調(diào)整鋁板板縫橫豎縫隙均勻，再固定牢固，形成單元式鋁板檐口半成品如下圖2所示。

圖2 單元式鋁板檐口半成品

2.10 組合單元式鋁板檐口幕墻的打膠

將鋁板保護(hù)膜折邊部分撕開(kāi)，按90°轉(zhuǎn)角折邊處貼上美紋紙，美紋紙?jiān)谒慕悄z縫處應(yīng)折90°轉(zhuǎn)角，整個(gè)板塊美紋紙要橫平豎直一次到位，用力抹平，避免美紋紙折皺。板縫先用橡膠條等彈性材料封堵，再注硅酮密封膠。注膠時(shí)應(yīng)按直線走，從上到下，從左到右，一次打完。撕去美紋紙成外向45°傾斜拉扯，應(yīng)把撕掉的美紋紙集中處理，避免環(huán)境污染。注膠完成后24h內(nèi)應(yīng)避免雨淋、觸摸等，防止膠縫破壞污染板面。撕去鋁板保護(hù)膜，用中性清潔劑清潔鋁板。

2.11 組合單元式鋁板檐口的吊裝

將單元式鋁板檐口在地面擺正與頂部安裝角度對(duì)應(yīng)，采用16 t汽車(chē)吊?？吭诤线m位置，在預(yù)留的吊點(diǎn)處用吊帶綁扎牢固，做好起吊準(zhǔn)備。制作工具式鋼吊籃，掛鉤固定在屋面鋼檁條上，焊接安裝人員在工具式吊籃內(nèi)起吊至屋面檐口安裝就近位置處，工人在安全繩上系好安全帶，做好安裝施工準(zhǔn)備。

將成品單元式鋁板檐口緩慢起吊至安裝位置處，調(diào)整好角度、平整度、垂直度等，依據(jù)控制線確定安裝位置，角度無(wú)誤后將單元式鋁板檐口的型鋼主龍骨與屋檐懸挑鋼檁條焊接固定骨架，再將單元式鋁板檐口主龍骨與屋檁條交接點(diǎn)處全部焊接牢固后吊帶松綁。單元式鋁板檐口先吊裝底部單元式鋁板檐口，再吊裝頂部單元式鋁板檐口，單元式鋁板檐口吊裝完成效果如下圖3所示。

圖3 單元式鋁板檐口吊裝完成效果

2.12 相鄰組合單元式鋁板檐口間板縫的打膠密封

安裝完成多個(gè)組合單元式鋁板檐口，對(duì)相鄰單元式鋁板檐口間板縫用橡膠條等彈性材料封堵，再注硅酮密封膠，注膠方式同3.10條。注膠完成后進(jìn)行板面清潔處理，全部組合單元式鋁板檐口幕墻完成效果如下圖4所示。

圖4 組合單元式鋁板檐口幕墻完成效果

3 施工技術(shù)特點(diǎn)

3.1 施工速度快、施工周期短

本施工技術(shù)通過(guò)裝配式施工方法，將大懸挑圓弧形鋁板檐口幕墻劃分為若干個(gè)相同的組合單元式鋁板檐口幕墻，并采用工廠化預(yù)制加工組合單元式鋁板檐口，一次性吊裝施工完成鋁板檐口幕墻的施工技術(shù)，極大地提高了施工速度，縮短了施工周期。

3.2 工程質(zhì)量易控制、施工精度高

單元式鋁板檐口的型鋼龍骨骨架加工根據(jù)型鋼龍骨骨架外形、特點(diǎn)，采用定制單元式可加工鷹嘴型鋁板檐口型鋼骨架的異形臺(tái)模，提高了型鋼骨架的加工速度和加工精準(zhǔn)度。同時(shí)在地面或工廠化預(yù)制組裝單元式鋁板檐口成品避免了高空施工質(zhì)量控制難、精準(zhǔn)度差。鋁板面板根據(jù)組合單元式鋁板檐口鋁板排版圖預(yù)先工廠加工生產(chǎn)，加工速度快，加工周期短，成型鋁板色澤均勻，鋁板板面質(zhì)量精細(xì)程度高，鋁板安裝平整度較好。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益好、安全隱患低

采用組合單元式鋁板檐口裝配施工技術(shù)，與傳統(tǒng)做法相比避免了搭設(shè)腳手架措施費(fèi)用等，勞動(dòng)強(qiáng)度低、用工少、成型質(zhì)量好、安全隱患低。

同時(shí)避免了腳手架上高處作業(yè)危險(xiǎn)性大、施工速度慢、精度低的弊端。

3.4 施工占地小為建筑物室外施工提供便利

通過(guò)此施工技術(shù)，避免了腳手架搭設(shè)，減少了施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)占地，為建筑物周邊施工創(chuàng)造了施工作業(yè)面，較大地縮短了整體項(xiàng)目工期。

4 結(jié)束語(yǔ)

高空大懸挑圓弧形組合單元式鋁板檐口幕墻裝配施工技術(shù)安全隱患低、施工速度快、板面平整、板縫均勻、成型質(zhì)量好、精度高；與傳統(tǒng)做法相比避免了搭設(shè)腳手架，降低了施工成本，縮短了工期。且現(xiàn)場(chǎng)垃圾少、噪聲小，同時(shí)減少環(huán)境污染，起到節(jié)能環(huán)保作用，在實(shí)際應(yīng)用中取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)保效益。該施工技術(shù)先進(jìn)，為今后的同類(lèi)工程施工積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。