既有建筑高空外檐裝飾架的修復

張建全

上海建工一建集團有限公司 上海 200120

大型體育場館建造之初由于裝飾材料的局限，建筑外檐和外裝飾往往采用粉刷裝飾層。粉刷裝飾層經過多年的風雨侵蝕，難免出現老化、開裂等問題?；诖笮腕w育場館多存在檐口高，裝飾面積大，建筑外形不規整的特點，對于場館高空位置的建筑裝飾修復施工，傳統做法是先搭外架，再進行人工測量和圖紙設計，最后進行修復施工，施工工期較長。

為解決這一問題，以既有建筑外檐裝飾架為主要研究對象，探索使用無人機與三維掃描數字技術相結合的方式，突破空間局限，將測量數據收集和設計階段提前，并生成模型，輔助完成裝飾架外裝飾設計，縮短整個修復全過程的周期，高效完成裝飾架鋼構件修復加固及裝飾蜂窩鋁板安裝工作[1-2]。

1 工程概況

徐家匯體育公園上海體育館改建本著維持原建筑面積、原建筑層數、原建筑屋面高度不變的原則，對其內部使用功能及外立面等進行改建。改建前上海體育館大斜柱屋檐處原粉刷裝飾層出現開裂，部分鋼架出現腐蝕、生銹現象，為防止粉刷裝飾層脫落，保證體育館的安全運營，需將體育館32根大斜柱外檐架表面原粉刷層拆除后，用2道安全網進行包裹封閉。

外檐架位于場館頂部外立面，周邊一圈共32個三角翼部位，為鋼框架支撐結構體系。內側原鋼結構經檢測后按設計圖紙進行切割并局部進行加固；所有原鋼構件全部進行除銹、防銹、防火處理；飾面采用45 mm厚氟碳噴涂蜂窩鋁板，在原鋼構架上進行包敷，包敷鋁單板面積約3 900 m2（圖1）。

圖1 屋檐大刀片現狀

2 施工難點

1）修復構件分散且數量多，時間緊迫：外檐架沿場館檐口環繞布置，數量多達32個，間距約20 m。由于項目整體施工進度非常緊湊，外立面拆除改造須嚴格按照項目總體施工進度計劃進行各項施工。

2）高空作業運輸不利，施工難度大：構件高度起伏不同，大刀片外檐架位于45～75 m高度，經過與設計院的積極溝通，最終確定采取無人機搭載三維掃描設備的方式提前對大刀片外檐架進行尺寸掃描?，F場搭設外腳手架進行原裝飾面拆除，同步進行飾面蜂窩鋁板加工，裝飾架部分拆除加固完成，立即進行蜂窩鋁板等修復材料的進場及施工[3-7]。

3 裝飾架修復設計

3.1 裝飾鋁板設計

經過現場無人機搭載三維掃描設備試驗后，發現掃描出來的三維模型尺寸不精準，無法作為加工模型，后經反復討論及試驗，最終采用了無人機搭載三維掃描設備結合地面三維掃描設備的形式，導出的模型尺寸較為精準，可以作為加工圖尺寸使用（圖2）。

圖2 大刀片三維掃描模型

3.2 鋼構架拆除設計

水泥粉刷層拆除后，通過對鋼結構進行排摸檢查，發現位于底部的鋼構件及焊縫的銹蝕情況均較其余部位嚴重，需要重新對此處構件進行拆除修復，加強與主結構的連接。鋼構架加固方案優化：本次施工為切割體育館裝飾翼1至裝飾翼32，經過設計單位檢測后，確定先切割裝飾翼1至裝飾翼6，切割的裝飾翼離地高度最低為40.7 m，最高為70.2 m，裝飾翼寬1.6 m，高11.0 m，向內延伸4.5 m，裝飾翼呈“七”字形固定在內部鋼結構梁上（圖3、圖4）。因鋼構架內部腐蝕程度不同，根據圖紙可有2種加固方式，銹蝕嚴重的部位采用切割替換的做法，銹蝕較輕的部位采用補強的方法。

圖3 切割鋼構架示意

圖4 鋼構架底部桿件復原示意

4 關鍵施工技術

4.1 原水泥粉刷層拆除

根據現場鋼構架水泥粉刷層部位實際情況（圖5），裝飾面積較大，使用石材切割機切開水泥粉刷層，在鋼構架內側及屋頂平臺上用木模板加裝圍擋，做好水泥粉刷層塊狀物防墜落措施。

圖5 鋼構架粉刷層實景

4.2 鋼構架切割與加固

鋼構架的切割遵循先切除表面鋼筋網，再切割內部橫向副鋼構架，最后切割豎向主鋼構架的順序進行（圖6）。

圖6 鋼構架切割實景

鋼構架切割采用等離子切割機，切割局部桿件時與主體結構節點板連接處保留長度≥50 mm，確保拆除時不對主體結構造成損傷，不在結構上鉆孔。切割過程中應嚴格按照等離子切割機說明書中的要求進行操作，且操作人員應穿戴好相應的勞動防護用品。所有補強和替換的鋼構架采用和原鋼構架相同的規格，材質為Q235B。切割局部需要替換的桿件時，與主體結構節點板連接處保留長度≥50 mm。補強時在銹蝕較輕的鋼構架表面焊接1條同材質的角鋼（Q235B），以起到加固的作用。采用手工電焊，焊條為J422型，焊縫質量等級為二級。動火作業應保證“一點、一證、一器、一監護”到位，高空作業應配好接火斗。

4.3 鋼構件防腐、防銹

根據設計圖紙要求對原鋼構架進行防腐處理，采用聚氨酯面漆噴涂鋼構架。聚氨酯面漆屬于溶劑型油漆，對施工保養條件要求較高。溫度相對高時，成膜效果比較好；環境濕度要求不大于85%，以保證成膜效果。若低溫、濕度過大，長時間不能成膜，則容易出現氣泡，所以不宜施工。冬季因溫度較低的原因，將延長刷第2遍漆的時間，保證前一遍涂刷的漆能得到更好的養護。

4.4 蜂窩鋁板安裝

鋁板安裝前首先對照圖紙與現場測量復核下料。按圖紙要求，利用主體鋼構架緊固鐵件與龍骨連接，鋼連接件與原有鋼構架焊接，然后再用螺栓（不銹鋼）與豎向龍骨連接。

1）墊板安裝：龍骨與連接件的安裝直接影響到蜂窩鋁板與結構主體連接牢固和安全的程度。安裝時將緊固鐵件在縱橫兩方向中心線進行對正，初擰螺栓，校正緊固件位置后，再擰緊螺栓。緊固件安裝時，也是先對正縱橫中心線后，再進行電焊焊接，焊縫長度、高度及電焊條的質量均滿足圖紙要求。

2）蜂窩鋁板安裝：將蜂窩鋁板貼向龍骨，其自重由水平止滑扣承擔；在對應的螺釘孔上裝上安裝扣和螺釘，調整板的位置，緊固上邊的安裝扣，直至確保所有的板在同一平面。

3）打膠：根據蜂窩鋁板板塊間隙，選用合適的泡沫桿填充間隙，在縫隙兩邊貼紙膠帶打膠，直至打出的膠面平整光滑。

5 結語

結合對既有建筑外檐口裝飾架修復施工的傳統方法的理解與整合，在緊迫的工期中運用三維掃描技術等數字化新技術解決既有建筑構件尺寸測量，優化現場工序交接的問題，同時有效縮短施工工期，提高設計基準程度，最大限度地確保修復工程滿足進度及質量要求，達到預期效果。