鋼格柵技術在體育館外裝飾建設工程的應用

楊棟峰

(晉中市保障性住房開發(fā)建設有限責任公司，山西 晉中 030600)

莫比烏斯帶具有兩個面即雙側曲面，一個正面，一個反面，被廣泛地應用到了建筑、藝術、工業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)生出獨特新穎的造型及美輪美奐的視覺效果。莫比烏斯帶鋼格柵外裝飾工業(yè)化程度高，便于形成標準化建筑體系，立體效果美觀大方，線條簡潔、綜合效果明顯，具有良好的市場推廣與應用前景，同時鋼格柵施工速度快、工期短、環(huán)保節(jié)能效果好，工程施工主要為焊接易保證工程質(zhì)量，維修費用低，表面易清理，抗風壓、耐久性好。

1 體育館鋼格柵外裝飾工程施工

1.1 工程概況

體育館項目，建筑平面為橢圓形，長半軸約為36m，短半軸約為26m，建筑高度11.5m，建筑面積約3400m2，結構形式為框架結構，主要功能為體育訓練以及配套用房等，是本市體育公園內(nèi)標志性建筑之一。外裝飾構造為不規(guī)則曲線形莫比烏斯帶鋼格柵裝飾，格柵系統(tǒng)采用直徑203mm、159mm鋼圓管，格柵立桿底端通過焊接空心球與埋件連接，格柵上部距頂端2.2m處通過203mm鋼圓管沿曲線線條平滑連接。

1.2 組織與管理

本工程為山西省全國二青會手球場館，是本市的重點工程。本項目我單位作為代建單位，由建設單位牽頭，施工單位、設計單位、監(jiān)理單位共同組織技術人員成立研究小組對裝飾性鋼格柵外立面，即莫比烏斯帶鋼格柵的實施進行全面、系統(tǒng)的研究，保證了工程質(zhì)量。

1.3 主要控制內(nèi)容

本工程主要控制桿件下料、節(jié)點加工尺寸偏差；桿件與地面角度、飄帶部分精準定位；小單元胎膜架上拼制、滑動支座現(xiàn)場焊接，保證格柵曲率弧度；大噸位鋼構件吊裝、焊接順序的質(zhì)量控制。

2 施工工藝及方法

2.1 施工順序

深化設計確定節(jié)點坐標→放線定位→桿件加工→焊接吊裝→氟碳漆噴涂→驗收

2.2 技術方案

2.2.1 深化設計確定節(jié)點坐標

采用泰科拉軟件 CAD 及 BIM 技術，提前進行圖紙深化設計如圖1。

圖1 BIM模型圖

2.2.2 格柵柱腳與柱頂?shù)亩ㄎ环椒?/p>

柱腳定位：用GPS定位儀將每根管件的坐標點測設到格柵基礎上，再用全站儀進行復測。柱腳定位加工如圖2、圖3。桿件高度15.6m為懸空，用GPS定位儀將上部柱腳坐標垂直引下，小單元制作(每三根為一個單元)，每個門口處，飄帶處為一個單元，在吊裝時在柱頂掛線，線墜與下引點對準。為保證柱頂定位桿件傾斜角度正確，在胎膜架上必須找好角度，采取預拼、試吊改進胎膜。

圖2 柱腳定位加工圖(1)

圖3 柱腳定位加工圖(2)

2.2.3 鋼格柵桿件尺寸放樣

依據(jù)設計圖紙上標注的尺寸及構件加工制造工藝要求的標準尺寸用CAD畫出三維模型，再用泰科拉軟件將桿件拆分成加工圖，送往相應的車間下料制造。對于復雜節(jié)點的構件和加工人員溝通清楚，避免加工出錯。現(xiàn)場胎膜選用5mm厚的鋼板，在鋼板上根據(jù)圖紙設計的角度劃出整體線型尺寸，將14號工字鋼焊接在控制點處制作胎架。

2.2.4 格柵立柱與地面的安裝角度控制

將在胎膜上制作好小單元用吊車吊至格柵基礎預埋件部位，上部用吊車吊住，在水平鋼管部位用倒鏈與主體部分拉住，吊裝時把拼裝管件的柱腳、柱頂坐標用GPS定位儀引至工作面，全站儀調(diào)整立柱與地面的角度，正確后先與柱腳半球點焊住再次用儀器檢查，然后將管件與柱腳半球滿焊。

滑動支座處精心焊接，根據(jù)支座加工圖制作好滑動支座，在胎膜架上將飄帶部分單元拼制管件與滑動支座焊接，用兩臺25t吊車整體抬起吊裝就位，全站儀檢查。

2.3 鋼管曲線煨弧方法

不同曲率大直徑的鋼管曲線煨弧采用專業(yè)冷彎機，該設備由主電機、減速器、滾輪、油泵電機、齒輪油泵、溢流閥、電磁換向閥、工作油缸、頂輪及油箱等部件組成。

把鋼管放在冷彎機上，與減速器帶動的滾輪接觸后，將壓緊手柄進給鎖緊，啟動電機油泵組，由電動油泵輸出的高壓油經(jīng)溢流閥(可調(diào)整所需壓力)，進入聚成塊到電液閥，有電液閥和點動開關(點進、點退)控制油缸工作，工作油缸推進，將鋼管與三個支撐滾輪壓緊并未發(fā)生彎曲變形時開始計算，油缸再推進的長度進程為每次 10mm-15mm，開主電機正轉或反轉，由主電機帶動鋼管工作，反復操作，達到加工標準為止。

2.4 格柵水平管節(jié)點的焊接施工順序

首先為保證水平管連接平順，利用專業(yè)軟件拆分構件詳圖保證雙曲彎管、曲面、相貫線特殊節(jié)點加工制作精確。其次將圖紙設計水平管每拼的角度位置放樣到胎膜架，水平管與相貫短管點焊，在胎膜架上必須保證每拼小單元水平管位置準確。然后拼制小單元每天吊裝5-7拼，水平管部位局部出現(xiàn)偏差用倒鏈調(diào)整，每拼水平管之間全部先點焊，隔一水平管滿焊一個，待拼制小單元全部安裝完成后，再返回將水平管之間全部滿焊。最后圓管構件的環(huán)縫，先在坡口內(nèi)側采用氣保焊打底、埋弧焊填充蓋面，然后外側清根并在外側埋弧焊蓋面焊接完。

3 鋼格柵涂裝施工

3.1 噴涂施工方法及要求

按涂裝工藝的要求，對構件進行邊緣加工，去除毛刺、焊渣、焊接飛濺物及污垢等。噴涂應按順序進行，先噴底漆，使底層完全干燥后方可進行中間漆的噴涂施工，做到每道工序嚴格受控。

3.2 關鍵點技術控制

(1)桿件呈雙方向傾斜難度大(前后、左右均傾斜)保證桿件間間距一致，弧度正確。(2)雙曲彎管、錐管、曲面、相貫線特殊節(jié)點是加工制作的難點。(3)門口跨度大重量重，桿件不對稱，涉及鋼拉桿、滑動支座是安裝的難點。(4)飄帶部分曲率變化大，復雜多變，跨度達36m重量 34.6t吊裝施工難度大。

3.3 工程整體效果

本工程鋼格柵外裝飾與原主館建筑主體、外部其他構配件及公園綠化體系形成一體。充分應用節(jié)材、節(jié)地、節(jié)能的生產(chǎn)及建造方式，使用耐久性強、易于回收再利用的材料；利用工廠化規(guī)模生產(chǎn)，減少現(xiàn)場作業(yè)量，提高材料使用率及勞動生產(chǎn)率，同時便于保養(yǎng)維修更新，無論從設計到施工都將體育館外飾面的新時代的建筑形式體現(xiàn)的富有生機與活力。

4 結 語

目前隨著各種體育賽事、大眾體育的不斷興起，全民掀起體育熱潮，場館需求日益火爆，我單位代建的本市體育館副館項目，在外裝飾采用鋼格柵裝飾構件實現(xiàn)了施工速度快，工期短、效果好，保證了工程質(zhì)量，同時鋼格柵表面易清理，抗風壓、耐久性好，后期維修費用大大降低。場館外裝飾美觀大方氣勢宏大，為今后體育場館建設具有良好推廣與應用前景。