高空大懸挑圓弧形組合單元式鋁板檐口幕墻裝配施工技術

孟安文

（甘肅第四建設集團有限責任公司，甘肅 蘭州 730000）

隨著社會經濟的快速發展，大懸挑圓形鋁板檐口被廣泛應用于劇院、體育場、禮堂等公共建筑的屋面或外立面裝飾。因其結構造型復雜，安裝過程中需要高空作業，在大懸挑檐口下還需搭設滿堂腳手架操作平臺，高空安裝型鋼龍骨及鋁板，具有一定的危險性和施工難度等問題。

為解決這一難題，采用在工廠預制組合單元式鋁板檐口，現場吊裝焊接安裝的裝配施工技術。公司施工的榆中縣市民公園和場館建設及道路新建工程項目——榆中大劇院外幕墻工程，建筑層數為地下1層，地上4層，總建筑面積為22 952 m2，主體為框剪結構，直徑為106 m的圓形建筑物，周長332.84 m，屋面鋁板檐口懸挑高度為24.6 m，懸挑寬度6.8 m。該工程屋面大圓形懸挑鋁板檐口幕墻施工過程中，通過組建項目課題組進行技術攻關，結合現場實際情況精心研究策劃。利用BIM技術將屋面大圓形鋁板檐口幕墻按外弧長劃分為若干個相同的組合單元，每個組合單元由型鋼骨架及鋁板面板組成，型鋼骨架及鋁板面板均采用工廠化預制加工并組裝形成組合單元式鋁板檐口，再一次性吊裝安裝完成鋁板檐口幕墻的施工技術，解決傳統施工過程中遇到的眾多難題。

1 施工工藝原理

根據設計圖紙、BIM模型及現場實際，確定屋面大圓圓心、屋面大圓最大半徑、屋面鋼桁架標高。利用BIM技術預先排版建模，將屋面大圓鋁板檐口幕墻根據現場特點劃分為62個相同的圓弧形組合單元式鋁板檐口（鷹嘴型），深化單元式鋁板檐口型鋼骨架、單元式鋁板檐口鋁板排塊圖。定制加工鷹嘴型鋁板檐口型鋼骨架加工臺模，在臺模上焊接組裝單元式鋁板檐口型鋼龍骨骨架，根據鋁板排塊圖由廠家定制加工。成品鋁板小塊進場后，按照深化設計的排塊圖及分塊編號依次與單元式鋁板檐口型鋼骨架進行對應安裝鋁板飾面，并檢查板面平整度、相鄰鋁板板縫均勻控制在15 mm，用不銹鋼螺絲將鋁板安裝固定在鋼龍骨上，鋁板飾面安裝完成后進行嵌縫、打膠、板面清潔。最后，依次進行組合單元式鋁板檐口的吊裝固定，并對相鄰單元式鋁板檐口間的縫隙進行嵌縫、打膠、清潔，直至完成全部大圓形鋁板檐口幕墻。

2 施工工藝及操作要點

2.1 施工準備

熟悉施工圖紙和技術資料，進行圖紙會審、前期策劃，編制施工專項方案；對施工組進行安全技術交底。

復核現場主體圓形結構及屋面懸挑部位鋼結構，確定屋面大圓圓心、屋面懸挑部位最大半徑、屋面鋼桁架鋼梁和檁條標高。

施工現場提前搭設型鋼骨架加工棚，盡量減小對環境的影響及噪聲控制。現場單獨設立材料庫房，以防止鋼構件銹蝕等。

2.2 組合單元式鋁板檐口劃分

根據設計圖紙、BIM模型將高空屋面大懸挑圓形檐口鋁板幕墻按外弧長劃分為相同的62個組合單元式鋁板檐，組合單元式鋁板檐BIM模型如圖1所示。

圖1 組合單元式鋁板檐BIM模型

由于鋁板檐口懸挑長度長，造型復雜，每個組合單元式鋁板檐口分為頂面、底面兩段組合單元組成，每個組合單元式鋁板檐口由型鋼龍骨骨架及鋁板面板組成。

2.3 測量定位放線

依據建筑物屋面圓形控制線，確定每一個組合單元式鋁板檐口在建筑屋面鋼結構構架上的精準位置。在主體結構外墻上彈出62條垂直線并做好標記，在最外側屋面挑檐鋼檁條上用鋼絲線吊62條垂直線，從屋面挑檐外弧到主體結構女兒墻頂部順圓心方向拉62條水平鋼絲線，放出62個組合單元式鋁板檐口的分布線，作為安裝組合單元式鋁板檐口時的控制線。測量放線時應注意控制分配誤差，不使誤差積累，減少誤差的產生。

2.4 深化單元式鋁板檐口型鋼龍骨骨架

根據設計圖紙、劃分的單元式鋁板檐口，深化設計單元式型鋼龍骨骨架排版圖。型鋼龍骨骨架四周采用主龍骨100 mm×100 mm×4 mm熱鍍鋅鋼方管，次龍骨采用50 mm×50 mm×3 mm熱鍍鋅鋼方管。主次龍骨連接方式均為焊接。

吊點設計：每個單組合單元式鋁板檐口型鋼骨架設計四個吊點，吊點設置在組合單元式鋁板檐口的兩邊跨龍骨位置處，兩側各設2個吊點，采用50 mm×50 mm方管焊接吊環，用于裝配吊裝。

2.5 深化單元式鋁板檐口鋁板分塊圖

依據深化設計的單元式鋁板檐口型鋼龍骨骨架，進行單元式鋁板檐口鋁板排塊設計，繪制排塊圖。繪制鋁板小塊分塊加工圖，并編號；參照效果圖，經設計單位、建設單位、監理單位及鋁板生產廠家共同確認鋁板排塊圖。

經過對單元式鋁板檐口面板進行深化設計，每個組合單元式鋁板檐口由27塊小塊鋁板組成，其中立面及底面15塊，頂面平板12塊。

2.6 鋁板訂貨批量加工生產

根據單元式鋁板檐口的排塊圖、鋁板分塊加工圖和組合單元式鋁板檐口的型鋼龍骨排版圖進行鋁板下料并對應編號，現場復核鋁板加工材料計劃單，復核無誤后由專業廠家批量加工生產。

鋁板工廠加工必須符合相關設計要求及質量標準。鋁板生產通過對平板經過裁剪、折邊、彎弧、焊接、打磨等工序，把鋁單板加工成施工所需的形狀和尺寸，再進行噴涂漆面。噴涂前對半成品進行脫脂、水洗、鈍化、烘干。噴涂根據設計對漆面的要求一般有三噴一烤、兩噴兩烤等，表面采用進口或國產優質氟碳漆（氟樹脂含量≥70%）。

2.7 制作單元式鋁板檐口型鋼龍骨加工臺模

根據單元式鋁板檐口型鋼龍骨骨架排版圖、鋼龍骨骨架外形、特點，設計鷹嘴型鋁板檐口型鋼骨架的異形臺模，確保型鋼龍骨骨架完成尺寸標準、統一，提高型鋼骨架的精度和施工速度。

異形臺模采用50*50*3熱鍍鋅鋼方管焊接制作，臺模外形與單元式鋁板檐口型鋼龍骨骨架外形基本一致，臺模是在預留了型鋼龍骨尺寸后精準確定的加工平臺，臺模必須保證整體橫向水平，豎向垂直，并在臺模上標注了各個橫向龍骨、豎向龍骨的焊接位置及尺寸，較大地提高了加工速度和加工的精度。

2.8 單元式鋁板檐口型鋼龍骨骨架批量加工

臺模焊接制作完成后，再次復核臺模尺寸，確保臺模預留尺寸與型鋼龍骨尺寸對應一致，以免產生加工誤差。型鋼龍骨批量下料后在臺模上焊接制作加工單元式鋁板檐口的型鋼龍骨骨架。龍骨加工焊縫必須四面全部滿焊，焊接完成后進行相應打磨，涂刷防腐防銹漆面。加工完成后的型鋼龍骨骨架構件應進行覆蓋，避免雨水侵蝕、生銹等。

2.9 單元式鋁板檐口鋁板安裝

進場鋁板安裝應按板塊分配圖上板號安置就位，明膠縫部位安裝角碼組裝好，并檢查相鄰兩塊板角碼是否錯開，鋁板與鋁板之間的縫隙一般為12 mm。試裝檢查其水平度、垂直度，然后用不銹鋼螺栓試固定在主副龍骨上，調整鋁板板縫橫豎縫隙均勻，再固定牢固，形成單元式鋁板檐口半成品如下圖2所示。

圖2 單元式鋁板檐口半成品

2.10 組合單元式鋁板檐口幕墻的打膠

將鋁板保護膜折邊部分撕開，按90°轉角折邊處貼上美紋紙，美紋紙在四角膠縫處應折90°轉角，整個板塊美紋紙要橫平豎直一次到位，用力抹平，避免美紋紙折皺。板縫先用橡膠條等彈性材料封堵，再注硅酮密封膠。注膠時應按直線走，從上到下，從左到右，一次打完。撕去美紋紙成外向45°傾斜拉扯，應把撕掉的美紋紙集中處理，避免環境污染。注膠完成后24h內應避免雨淋、觸摸等，防止膠縫破壞污染板面。撕去鋁板保護膜，用中性清潔劑清潔鋁板。

2.11 組合單元式鋁板檐口的吊裝

將單元式鋁板檐口在地面擺正與頂部安裝角度對應，采用16 t汽車吊停靠在合適位置，在預留的吊點處用吊帶綁扎牢固，做好起吊準備。制作工具式鋼吊籃，掛鉤固定在屋面鋼檁條上，焊接安裝人員在工具式吊籃內起吊至屋面檐口安裝就近位置處，工人在安全繩上系好安全帶，做好安裝施工準備。

將成品單元式鋁板檐口緩慢起吊至安裝位置處，調整好角度、平整度、垂直度等，依據控制線確定安裝位置，角度無誤后將單元式鋁板檐口的型鋼主龍骨與屋檐懸挑鋼檁條焊接固定骨架，再將單元式鋁板檐口主龍骨與屋檁條交接點處全部焊接牢固后吊帶松綁。單元式鋁板檐口先吊裝底部單元式鋁板檐口，再吊裝頂部單元式鋁板檐口，單元式鋁板檐口吊裝完成效果如下圖3所示。

圖3 單元式鋁板檐口吊裝完成效果

2.12 相鄰組合單元式鋁板檐口間板縫的打膠密封

安裝完成多個組合單元式鋁板檐口，對相鄰單元式鋁板檐口間板縫用橡膠條等彈性材料封堵，再注硅酮密封膠，注膠方式同3.10條。注膠完成后進行板面清潔處理，全部組合單元式鋁板檐口幕墻完成效果如下圖4所示。

圖4 組合單元式鋁板檐口幕墻完成效果

3 施工技術特點

3.1 施工速度快、施工周期短

本施工技術通過裝配式施工方法，將大懸挑圓弧形鋁板檐口幕墻劃分為若干個相同的組合單元式鋁板檐口幕墻，并采用工廠化預制加工組合單元式鋁板檐口，一次性吊裝施工完成鋁板檐口幕墻的施工技術，極大地提高了施工速度，縮短了施工周期。

3.2 工程質量易控制、施工精度高

單元式鋁板檐口的型鋼龍骨骨架加工根據型鋼龍骨骨架外形、特點，采用定制單元式可加工鷹嘴型鋁板檐口型鋼骨架的異形臺模，提高了型鋼骨架的加工速度和加工精準度。同時在地面或工廠化預制組裝單元式鋁板檐口成品避免了高空施工質量控制難、精準度差。鋁板面板根據組合單元式鋁板檐口鋁板排版圖預先工廠加工生產，加工速度快，加工周期短，成型鋁板色澤均勻，鋁板板面質量精細程度高，鋁板安裝平整度較好。

3.3 經濟效益好、安全隱患低

采用組合單元式鋁板檐口裝配施工技術，與傳統做法相比避免了搭設腳手架措施費用等，勞動強度低、用工少、成型質量好、安全隱患低。

同時避免了腳手架上高處作業危險性大、施工速度慢、精度低的弊端。

3.4 施工占地小為建筑物室外施工提供便利

通過此施工技術，避免了腳手架搭設，減少了施工現場臨時占地，為建筑物周邊施工創造了施工作業面，較大地縮短了整體項目工期。

4 結束語

高空大懸挑圓弧形組合單元式鋁板檐口幕墻裝配施工技術安全隱患低、施工速度快、板面平整、板縫均勻、成型質量好、精度高；與傳統做法相比避免了搭設腳手架，降低了施工成本，縮短了工期。且現場垃圾少、噪聲小，同時減少環境污染，起到節能環保作用，在實際應用中取得了顯著的經濟效益、社會效益和環保效益。該施工技術先進，為今后的同類工程施工積累了豐富的經驗。