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大型異形玻璃幕墻的施工方法
RSS 打印 復制鏈接 發布時間:2019-03-01 17:07:26

 [摘 要]:隨著科技技術的發展,越來越多的大型幕墻中采用異形玻璃,異形玻璃造型獨特,有豐富的藝術渲染力,但其設計、制作、施工較普通玻璃更為復雜,本文以南京萬達茂精神堡壘幕墻施工為例,對大型異形玻璃幕墻施工進行介紹,從施工工藝流程、施工節點等幾方面進行闡述。系統掌握此類幕墻的施工重點、難點

[關鍵詞]:異形玻璃、 鋼結構單元拼裝、吊裝、定位安裝、方案的選擇

1.概述

南京萬達茂精神堡壘幕墻位于南京市棲霞區仙林大道與守敬路交匯處,精神堡壘幕墻高18.9m,占地面積為4m²,精神堡壘造型獨特,象征著萬達集團持之以恒,勇攀高峰的精神,幕墻鋼結構分布在四個正方形基座上,主結構為120*120*5鍍鋅方管,支撐結構由80*80*4鍍鋅方管,80*60*4鍍鋅管及60*60*4方管組成,外層面板由8+1.52PVB+8mm夾膠玻璃和鋁型材豎向裝飾條組成。面板玻璃均為異形玻璃且不易安裝,且為單體建筑,具有一定的施工難度。

2系統介紹

(1)玻璃幕墻系統
1)分布:位于建筑各立面三角形造型。
2)主材:面板采用8mm+1.52PVB+8mm鋼化夾膠玻璃;玻璃幕墻依附于幕墻龍骨上;幕墻主龍骨采用120*120*5mm鍍鋅鋼方管;支撐骨架采用60*60*4mm鍍鋅方管,80*60*4mm厚鍍鋅方管及60*60*4mm鍍鋅方管;鋼材表面處理為熱鍍鋅處理。
(2)鋁板線條系統
1)分布:位于建筑裙樓各立面。
2)主材:面板采用1.5mm厚鋁板裝飾線條,室外面表面處理均為氟碳噴涂;截面尺寸為50mm*100mm.

3工程特點

1、整個幕墻的支撐系統是基于每個“三角形鋼格構”單元的整合,每個線條形成堅固的獨立單元,懸掛于組成幕墻斜撐桁架的方管鋼結構之上,結構的總體位移被累積在每個“三角形鋼格構”的邊緣,并最終被方管鋼結構承受。
2、安全防護難度較大,由于構件的傾斜就位、吊裝等懸空作業狀況,需要設置與構件安裝相適應的特殊的安全防護措施。
3、測量定位難度較大,由于結構的高度,安裝誤差等因素的影響,對于測量控制點的準確布置和龍骨安裝測量校正均有一定難度。

4施工工藝及流程

(1)測量放線
測量放線作為定位安裝的一種手段,是保證幕墻安裝后位置精確、橫平豎直關鍵工序,我司根據總包單位移交的軸線、標高進行必要的復核,確定相關軸線是否適用,由于本工程幕墻位于2m*2m方格內,且總包單位設有預留埋件,僅需復核標高、軸線及埋件位置即可,對測量的數據及時記錄,一旦偏差較大,及時上報總包單位。
(2)骨架的拼裝焊接 
1)主要鋼構骨架統計
序號 部位 材料規格 線密度 最大長度 重量
1 精神堡壘 120*120*5 18.1kg/m 6.9m 124.89kg
2 精神堡壘 80*80*4 9.96kg/m 3.16m 31.47kg
3 精神堡壘 80*60*4 8.22kg/m 2.97m 24.41kg
4 精神堡壘 60*60*4 7.02 kg/m 2.82m 19.8kg
2)骨架分布:
序號 部位 重量 位置
1 單元1 1.05噸 -0.2m-6m
2 單元2 1.1噸 6-12m
3 單元3 1.17噸 12m-18.9m


鋼骨架三維效果圖
(3)焊接相應要求
根據圖紙分別焊接相應單元鋼構件,注意焊接時的施工質量控制,由于本工程焊縫均為三級焊縫,焊接過程中定位焊焊縫的焊接應避免在焊縫的起始、結束和拐角處施焊,弧坑應填滿,嚴禁在焊接區以外的母材上引弧和熄弧。 定位焊焊縫有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷時,必須清除后重新焊接。焊接完成后及時進行防腐除銹,刷紅丹兩道、銀粉漆一道。同時為保證拼接安裝質量,焊接過程中注意鋼骨架垂直度的控制,特別是多個桿件交匯于同一點時,會產生較高的焊接殘余應力,避免此節點多次焊接導致應力集中等情況,不宜采用連續施焊的情況,建議采用對邊焊的方法,減少骨架的變形。
焊接完成后復核骨架尺寸,進行預拼裝,方便骨架的調整及修改;
(4)拼裝吊裝
1)安裝順序
吊裝采用分段吊裝的方法,安裝順序先安裝單元1,再安裝單元2,最后安裝單元3固定,為了避免誤差,要提高安裝精度,并及時利用套芯的調整余地和結合部位的間隙消除誤差。

首先將在加工區域焊接完成的鋼結構單元運至現場,根據幕墻完成面,現場搭設落地式腳手架,由于安裝順序從下往上安裝,每安裝1層鋼結構單元,腳手架相應升高1層,由于落地式腳手架無法與鋼結構骨架進行加固處理,需要0-6m的高度在腳手架外側再搭設一雙排腳手架,并與施工腳手架相連接進行加固處理,防止腳手架的傾覆。在搭設腳手架的過程中,應注意對骨架的保護,同時避免交叉施工。

現場搭設的腳手架

鋼結構單元的吊裝,最大吊裝重量為1.17噸,最大提升高度為25米,現場采用1臺35噸汽車吊,鋼結構單元的拼裝主要控制安裝時的精度,上下立柱間的垂直度偏差需要控制,誤差累計會影響后續玻璃的安裝工作,在現場施工時,拼裝定位后吊線測量控制誤差,固定牢固后再進行下一單元的吊裝拼裝。現場施工時保證上下垂直度偏差小于10mm,相鄰上下單元之間的垂直度偏差控制在5mm以內;
鋼結構骨架拼裝完成后報監理、甲方驗收,驗收合格后進入下一道工序的施工
(5)玻璃的固定安裝
1)玻璃的吊裝方案的選擇
方案一:采用汽車吊進行安裝,綁扎固定玻璃時注意邊角,玻璃需要采用包角,同時避免在吊裝過程中的碰撞。導致玻璃不必要的損壞,安裝過程中專人指揮,并綁扎安全繩作為牽引固定。此吊裝方案使用汽車吊進行安裝,較為便利。但需要避開腳手架及幕墻鋼結構等阻礙。
方案二,利用卷揚機進行安裝,利用幕墻鋼結構骨架作為支撐點受力,用鋼管作為支撐,一端固定在幕墻鋼結構骨架上方,另外一端固定于室外腳手架上,形成一個統一的 ,防止傾覆,卷揚機一頭固定于鋁板骨架上用鋼筋箍住,防止偏位。如下圖所示

方案二示意圖
針對上述兩種方案進行比較分析,我司綜合考慮認為第一種方案,更符合現場施工實際,由于采用第二種方案時,玻璃自下向上安裝,玻璃需要提前運至腳手架內側,腳手架應預留通道,由于玻璃完成面距離鋼結構較近,玻璃板塊較大玻璃不好搬運,無法調整。因此我司考慮采用第一種方案進行施工。安裝過程中防止玻璃墜落在每步均設置人員,負責牽引托舉玻璃。

 


玻璃分格圖

但是現場由于玻璃均為異形三角形玻璃,且玻璃分格較大,玻璃自重較重,最大玻璃分格尺寸為寬度1984*高度5850,最大玻璃的重量=2.5*1.984*5.85*0.5*0.0175=0.254噸=254kg,現場安裝時采用35噸汽車吊進行吊裝,腳手架與骨架間距離只有40cm空隙,玻璃需要垂直吊入空隙位置,現場施工過程中需要考慮吊裝的中心位置,保證起吊時玻璃可以垂直升降。
吊裝前應找出相應玻璃的重心,重心是在重力場中,物體處于任何方位時所有各組成支點的重力的合力都通過的那一點。規則而密度均勻物體的重心就是它的幾何中心。找出中心有利于保證玻璃吊裝時可以垂直升降,
計算吊裝的重心位置
均質物體的重心心坐標公式如下:


重心坐標的公式


查表法在工程手冊中,可以查出常用的基本幾何形體的形心位置計算公式。
    
圖、三角形重心計算公式
由于玻璃均為異形玻璃且為三角形玻璃,根據圖示的重心計算公式,找出了三角形的重心點,
一般情況下吊機吊裝時,起重物重心點上作用著兩個力。一個是豎直向上的吊機起重力,它通過吊鉤、吊帶(如鋼絲繩等)作用在起重物的重心點上,即通過4根吊帶提供的垂直方向的分離,另一個是鉛垂向下的起重物重力。兩個力大小相等、方向相反,作用在同一條鉛垂線上,起重物重心點上受力平衡,起重物就會被吊鉤以水平狀態吊起。見下圖。

圖、水平狀態起吊的的方法
如圖所示,為使重物垂直吊裝,必須保證吊鉤起重力和起重物重力保持同一位置即可,即采用的綁扎吊裝方法過程中,吊帶產生的力分解在Y軸方向的合力通過重心點,保證吊裝時垂直升降,由于吊裝過程中玻璃時水平放置的,所以吊裝過程中應考慮玻璃從水平方向到垂直方向傾斜狀態過程中易產生的傾斜角度,如下圖所示

          圖玻璃吊裝過程中的分析
由工程實際分析可知,吊裝過程中,玻璃從水平位置向垂直狀態變化過程中,其重心點不斷變化,一直下移,直至達到垂直位置后,起重物重心點才與計算狀態下重心點重合。

根據以上情況分析,在吊裝過程中應保證玻璃的實際重心點沿經過計算重心點的鉛垂方向運動(上圖圖中虛線),盡量保證玻璃在水平方向無偏移,所以在現場施工過程中采用下圖所示的方案進行吊裝

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