復雜曲面菱形玻璃幕墻施工技術

葉 建，譚江蜀，游 宇，吳孟春，劉 猛

（1.中建三局集團有限公司，湖北 武漢 430064；2.武漢江河幕墻系統工程有限公司，湖北 武漢 430009）

隨著建筑業的飛速發展，國民對建筑功能性、多樣性需求日益增長，各類結構迥異、造型復雜的建筑形式逐漸展示在大眾眼前，因此，對外部幕墻施工技術要求也隨之提升。菱形玻璃幕墻作為減小光污染、滿足新穎多變建筑需求的新型幕墻系統，在建筑行業中應用逐漸普及[1]。

1 工程概況

如圖1、圖2 所示，武漢恒隆廣場工程位于口區京漢大道，毗鄰商務發展軸。項目由1 棟超高層甲級辦公樓，3 棟商務公寓以及1 個購物中心構成。其中購物中心高50m，地上共6 層，建筑設計概念源自中國傳統手工藝術品“如意結”。本工程裙樓呈鯨魚型，整個外立面曲線復雜，各種幕墻系統相互不規則相交，其中菱形玻璃幕墻以“鯨魚”頭部最具代表性。

圖1 武漢恒隆廣場效果圖

圖2 鯨魚頭部效果圖

本工程鯨魚頭部幕墻采用菱形玻璃幕墻系統（圖3），面材采用6+6mm 厚彩釉超白中空玻璃；每個大菱形格內套9 塊小菱形板塊，每個小菱形板塊為一種玻璃類型；根據彩釉組合形式不同共分為5 種類型，標準菱形板塊尺寸為1 242mm×3 391mm，其中受力構件為Q235 鋼龍骨和鋁合金龍骨（6063-T6）。

圖3 菱形玻璃幕墻節點三維示意圖

2 菱形玻璃幕墻系統重難點分析

1）本工程鯨魚頭部呈不規則曲面，且因菱形玻璃幕墻系統自身形狀特性，為測量放線帶來較大困難，需通過BIM 技術進行形體分析，再進行現場基準點復核，采用整體測量、局部把控的測量技術，并在測量時考慮結構壓縮量、水平位移偏差等結構偏差趨勢。

2）鯨魚頭部菱形玻璃幕墻系統造型復雜，玻璃板塊尺寸不易控制，龍骨拼角多，加工精度難保證，現場龍骨安裝放線定位難度高，需采用三維模型進行模擬放線，確定方案后采用全站儀打點放線保證精度，同時需廠家采用數控加工、多角度切割機進行鋁龍骨加工，從而保證現場精確度。

3）鯨魚頭菱形玻璃幕墻以圓弧形式連貫南北立面，從上至下呈14°外傾角形式，最高點距離地面49m，后部包裹整個室內廳堂，是一個通透大空間，上下跨度超過20m，因室內使用需求各異，對玻璃通透性要求不同，整個區域呈全背板、半背板、無背板形式分布，不同區域玻璃彩釉圖案不同，1 064 塊玻璃均具有唯一性。

3 施工關鍵技術及工藝

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程如圖4 所示。

圖4 施工工藝流程圖

3.2 施工工藝

3.2.1 測量放樣

1）熟悉圖紙、資料，復核軸線及點位，確定菱形玻璃幕墻埋件安裝標高。采用rhino+grasshopper 軟件結合進行三維建模，通過三維模型的坐標控制點預先進行模擬放線，確定方案后現場用全站儀打點放線以保證測量放線精度（圖5）。

圖5 三維建模模擬放線

2）測設出的控制點，射入鋼針，用紅漆標示，測設出的水平控制點，應設置在永久性結構上，并標注標高[2]。

3）所有測量數據必須經過復核，確保誤差在允許范圍內。

3.2.2 結構、預埋件檢查

1）預埋件左右、上下偏差檢查，由測量人員將支座定位線彈在結構上，再檢查預埋件中心線與支座的定位線是否一致，通過十字定位線，檢查出左右、上下偏差[3]。

2）結構進出核查，依據外控網拉垂直鋼線，以及橫向線作為控制線。

3.2.3 梯形多排腳手架搭設

根據本工程鯨魚頭部向外傾斜菱形玻璃幕墻特點，經過分析發現梯形多排腳手架適用于該位置。梯形多排腳手架如圖6 所示。

圖6 梯形多排腳手架示意圖

立桿縱距為1m，橫距為1m，步距為1.8m，該多排梯形滿堂架需與已經安裝完成的外側鋼結構橫梁、立柱拉結，如無臨邊鋼結構或結構柱，需在室內搭設多排架與室內結構柱拉結，以充分保證架體安全性和穩定性。

3.2.4 鋼支座及主鋼龍骨安裝（圖7）

圖7 主鋼龍骨安裝示意圖

1）主鋼龍骨安裝之前，需將鋼轉接件根據定位線焊接在埋件上。

2）主鋼龍骨采用五金件螺栓與支座連接起來，支座與立柱接觸處加設隔離墊[4]，當隔離墊面積大于連接部位面積時，可以達到減小噪音的效果。

3）主鋼龍骨的安裝依據斜向鋼直線以及橫向魚絲線進行調節安裝，直至各尺寸符合要求，軸向偏差控制在±1mm 范圍內，主鋼龍骨之間分格尺寸控制在±1mm[5]。

4）下層主鋼龍骨布置及安裝就位后，在進行更上層主鋼龍骨安裝時，主鋼龍骨連接處需安裝鋼套芯，隨后，在兩主鋼龍骨連接處用密封膠進行密封，寬度20mm，從而達到防水效果。

3.2.5 次鋼龍骨安裝（圖8）

圖8 次鋼龍骨安裝示意圖

1）在次鋼龍骨進行焊接安裝前，需提前將連接鋁合金立柱的轉接件焊接在立柱上。焊接完畢后，用繩子綁扎好之后吊出樓層，再借用預先在主鋼龍骨上打好的十字墨線進行定位，點焊使次鋼龍骨與主鋼龍骨連接。

2）次鋼龍骨的安裝依據斜向鋼直線進行焊接，次鋼龍骨之間分格尺寸控制在±1mm，否則會影響鋁合金立柱的安裝。

3.2.6 鋁合金立柱安裝

1）鋼龍骨安裝完成后進行鋁合金立柱安裝，立柱與鋼轉接件之間墊放防腐墊片，防止電化學腐蝕，然后通過螺釘進行固定。

2）為防止鋁合金立柱熱脹冷縮產生噪音，需對鋁合金立柱間進行熱處理，立柱尺寸應比分格尺寸短4～4.5mm，立柱兩端安裝2mm 防噪聲隔離片或進行打膠處理。

3）橫梁安裝過程中，兩端的高低應控制在±1mm 范圍內，同一面標高偏差不大于3mm。

3.2.7 層間防火、封堵、背板及防水板安裝

鋁合金立柱安裝完成后，進行層間防火、封堵、背板及防水板安裝，將鍍鋅鋼板、保溫巖棉、鋁背板等位置進行固定，將背板固定在鋁合金立柱上，層間封堵完成后，層間位置的背板處需進行密封打膠。

3.2.8 玻璃面板安裝（圖9）

圖9 玻璃面板安裝

1）待背板安裝后，進行菱形玻璃板塊安裝，將帶副框的菱形玻璃板塊通過電動吸盤使玻璃對準位置徐徐靠近，推入到立柱槽口內，進行螺釘連接。

2）玻璃板塊在安裝調整過程中，相鄰兩板塊高低差控制在＜1mm，縫寬控制在±1mm。

3）玻璃板塊安裝應依據編號安裝，注意內外片關系，防止顏色變異。

3.2.9 斜線鋁板、打膠及鋁合金扣蓋安裝

1）玻璃板塊安裝后，檢查平整度，合格后進行斜向彎折鋁板安裝，然后進行打膠和鋁合金扣蓋安裝。

2）打膠應注意：充分清潔板材間間隙，厚度為縫寬度的1/2，打膠需保證均勻，連續飽滿刮膠必須平滑，貼膠帶紙牢固密實，轉角及接頭處連接順暢且緊貼板邊，打膠后，及時清理污染板面的膠。

3.2.10 檢測、清洗，安裝完畢

1）幕墻安裝完畢后，進行幕墻檢測。

2）幕墻檢測完畢后，進行現場清理，拆除腳手架等清理工作。

4 結語

本工程目前已經順利完成包括菱形玻璃幕墻系統在內的所有幕墻工程，本文所總結的“鯨魚”頭部菱形玻璃幕墻系統的特點、施工流程、施工工藝、梯形腳手架搭設、BIM 技術建模等主要工程經驗，可供類似復雜曲面菱形玻璃幕墻工程施工參考借鑒。