廣西文化藝術(shù)中心拱形金屬幕墻安裝施工技術(shù)

2017-07-21 01:35:23張馳

中國建筑金屬結(jié)構(gòu) 2017年7期

張馳

張馳

本文結(jié)合廣西文化藝術(shù)中心拱形金屬幕墻緊跟鋼結(jié)構(gòu)施工，以及后續(xù)需進行云篷桁架卸載等特殊情況，為了提高安裝效率，減少各項資源浪費，保證施工工期，對于此造型復(fù)雜且無規(guī)律可循的拱形金屬幕墻采用分段單元式拼裝，搭設(shè)經(jīng)濟性的異型腳手架操作平臺，以及合理性地預(yù)留收口實測壓型鋁板，從施工效率、安全性、安裝精度等方面很好地解決了異型金屬幕墻的安裝難題。

金屬幕墻；金屬幕墻系統(tǒng)構(gòu)成；分段單元式拼裝；異型腳手架；異形壓型鋁板安裝

1.拱形金屬幕墻工程概況

廣西文化藝術(shù)中心項目位于南寧市五象新區(qū)，作為廣西重大文化公共設(shè)施項目和最高級別的藝術(shù)表演中心，是國內(nèi)體量第四大的藝演場館，建成后將大大提升廣西及南寧的文化形象與品位。工程占地面積244.3畝，總建筑面積38萬m2，鋁板幕墻面積約17萬m2。

本項目造型設(shè)計理念是參照廣西地區(qū)典型的詩情畫意般的風(fēng)景特點，將“喀斯特”地貌所形成的山體曲線以一種抽象的方式轉(zhuǎn)化為建筑形態(tài)，賦予建筑一種獨特的外觀。整個建筑形成“山、水、岸”的建筑形態(tài)，藝術(shù)峰巒、文化堤岸，山水岸相得益彰。而拱形金屬幕墻的施工好壞直接決定了“山”的建筑效果能否完美的呈現(xiàn)。

圖1 山、水、岸設(shè)計理念

圖2 整體建筑效果圖

拱形金屬幕墻包括，多功能廳20榀，音樂廳24榀，大劇院32榀，最小跨度約35米，最大跨度約115米，每榀拱側(cè)面采用獨特的異形壓型鋁板作為裝飾面板。

2.拱形金屬幕墻系統(tǒng)組成及材料選用

2.1 壓型鋁板系統(tǒng)

使用A、B兩種標準截面板型，板有效寬度為1000mm，展開寬度1351mm，鋁板材質(zhì)A3005系列，合金狀態(tài)H24，表面炫彩氟碳噴涂。A、B板型唯一的區(qū)別在于凹槽線的間距不同，以實現(xiàn)豐富的立面線條效果。

圖3 A、B板型橫截面示意

圖4 A型、B型標準板效果圖

2.2 拱形金屬幕墻骨架系統(tǒng)

材質(zhì)為Q235B，表面油漆處理（從底面到表面）：環(huán)氧富鋅三道，80um；環(huán)氧云鐵中間漆三道，80um；高固態(tài)聚氨酯面漆，三道，80um；拱形金屬幕墻保溫構(gòu)造系統(tǒng)；兩層1.5mm厚的鍍鋁鋅板，中間夾一層容重不小于48kg/m3的玻璃纖維保溫棉。防水系統(tǒng)，材料選用TPO自粘性防水卷材（熱塑性聚乙烯材料），具有耐紫外線、耐老化、耐霉爛的優(yōu)良性能。

圖5 金屬幕墻構(gòu)造效果圖

2.3 拱形間鋁合金格柵系統(tǒng)

牌號為6061-T6，高精級擠壓型材，壁厚不小于3.0mm，表面炫彩氟碳噴涂。

圖6 鋁合金格柵效果圖

3.拱形金屬幕墻施工方案確定

本拱形金屬幕墻工程，包含多功能廳20榀，音樂廳24榀，大劇院32榀。每個館24m以上和24m以下有所區(qū)別，24m以上是開放式的幕墻系統(tǒng)，屬于純造型金屬幕墻，沒有保溫和防

水要求；24m以下的金屬幕墻系統(tǒng)與拱形間的玻璃幕墻系統(tǒng)共同組成了拱形區(qū)域的幕墻系統(tǒng)，不僅有裝飾造型要求，還有保溫、防水等建筑使用功能的要求。根據(jù)現(xiàn)場施工進度，拱形鋼結(jié)構(gòu)卸載之后，在19.35m～24.00m標高范圍，存在鋼結(jié)構(gòu)云篷桁架的再次卸載，將會對24m以下主體鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個二次沉降，對于拱形金屬幕墻的安裝是極其不利的。經(jīng)過技術(shù)性的縝密考慮，決定先施工24米以上的拱形金屬幕墻，搭設(shè)階梯爬梯組合式異型腳手架作為施工平臺；24米以下搭設(shè)三排落地式腳手架作為操作平臺。

4.拱形金屬幕墻各工序施工工法

4.1 測量

根據(jù)總包提供的測量基準點，在每一榀拱頂部隔3～4米確定一個測量控制點，由于采用分段單元式拼裝，只要保證弧頂支托的坐標點與模型里面的點位坐標一致（在允許誤差范圍內(nèi)），整個建筑山體曲線也就確定了，這是山體曲線造型的關(guān)鍵步驟。

圖7 拱形頂部測量控制點布置圖

4.2 金屬幕墻骨架分段單元式拼裝

本工程前期做了大量的技術(shù)準備工作。首先在鋼結(jié)構(gòu)施工實體模型的基礎(chǔ)上建立了金屬幕墻骨架施工模型，其次根據(jù)模型導(dǎo)出三個館76榀拱，152個立面的檁條布置圖，每榀拱的檁條布置都是不規(guī)則且無規(guī)律可循，現(xiàn)場根據(jù)每個立面的檁條布置圖，采用地面分段單元式拼裝的方法，再用塔吊進行吊裝，分段跨度控制在25～30m，保證在吊裝過程中骨架不產(chǎn)生過大變形。分段單元式拼裝大大提高了骨架系統(tǒng)的安裝精度，極大地提高了施工效率。

圖8 金屬幕墻骨架與鋼結(jié)構(gòu)連接示意

圖9 分段單元式拼裝胎架

圖10 分段單元式幕墻龍骨地面拼裝

圖11 使用塔吊進行分段單元式骨架吊裝

4.3 施工技術(shù)措施

24米以上采用階梯爬梯組合式腳手架，24米以下采用三排落地式腳手架，以滿足測量、骨架安裝、保溫構(gòu)造層、TPO防水以及幻彩壓型鋁板安裝等全過程施工的要求。

24米以上腳手架平臺通過與拱形鋼結(jié)構(gòu)間的插縫桿件作為著力點，腳手管與圓管可靠抱接，形成整體受力，增強了架體的穩(wěn)定性。避免從混凝土屋面直接搭設(shè)滿堂腳手架作為施工平臺，大大降低了施工成本。

通過同濟大學(xué)3D3S軟件，建立模型進行力學(xué)計算，應(yīng)力比分布在0.0～0.1間，完全滿足安全使用的要求

圖12 桿件應(yīng)力比分布圖

圖13 階梯爬梯組合式腳手架示意圖

圖14 24m以上階梯爬梯組合式腳手架渲染效果示意

圖15 異型腳手架搭設(shè)實景圖

圖16 階梯爬梯組合腳手架搭設(shè)近景圖片

4.4 保溫防水構(gòu)造系統(tǒng)安裝

先安裝內(nèi)層鍍鋁鋅鋼板，再進行保溫棉的安裝，最后進行外層鍍鋁鋅板的安裝，保證外層鍍鋁鋅板的平整度符合規(guī)范要求，再進行TPO防水卷材的鋪設(shè)。

圖17 鍍鋁鋅板現(xiàn)場定尺切割照片

圖18 保溫棉和外層鍍鋁鋅板安裝實景照片

圖19 外層鍍鋁鋅板安裝完成實景照片

圖20 TPO防水卷材鋪設(shè)

4.5 幻彩壓型鋁板安裝

理論上該幻彩壓型鋁板應(yīng)嚴格從一側(cè)往另一側(cè)施工，前一塊板壓住后一塊板，但如采用此種安裝方法，由于每榀跨度較大，即使劃分誤差控制線，使安裝誤差在每個區(qū)內(nèi)消化，依然會存在累計誤差，而此種壓型鋁板水平方向和垂直方向適應(yīng)誤差的能力都非常弱，累計的誤差勢必導(dǎo)致壓型鋁板最終與骨架不能完美匹配。經(jīng)過縝密的技術(shù)考慮，每個立面根據(jù)跨度的大小，均勻預(yù)留1～3塊實測板，待理論板塊安裝完畢后，量出預(yù)留板塊的有效寬度，在工廠重新折彎加工。

24m以上壓型鋁板安裝時，取每個面起頭坐標控制點4個，施工方向為從兩側(cè)往中間，預(yù)留1～3塊收口實測板，單獨壓型，其余板塊均按三維模型下料加工，這種方法最大限度利用了模型，保證95%以上的板塊都可按模型下料，大大提高了加工進度，同樣也保證了工期，另一方面也便捷地解決了該幻彩壓型鋁板適應(yīng)誤差能力弱的問題。