大懸挑屋面雙曲面鋁板幕墻裝飾工程施工技術研究

劉 平 敖顯平 金 錚

近年來，伴隨建筑行業的飛速發展，建筑幕墻裝飾及施工處理等相關技術得到了極大的創新，施工效果也明顯提升[1-2]。傳統的雙曲面鋁板幕墻裝飾結構一般為單層級的，雖然可以實現預期的處理目標，但是施工的環節十分復雜，且自身缺乏針對性與穩定性，一旦遭遇復雜的施工環境，極容易出現搭接錯位、裝飾不穩定等情況，形成不可控制的建筑問題[3]。不僅如此，大懸挑屋面對于后期幕墻建設的穩定性有一定的要求，但幕墻裝飾工程常常受到外部環境及特定因素的影響，施工處理的效率及質量也會直線下降[4]。為此本文提出對大懸挑屋面雙曲面鋁板幕墻裝飾工程施工技術的設計與驗證研究。

大懸挑屋面雙曲面鋁板幕墻裝飾工程是一項具有挑戰性的建筑裝飾工程，其特點是在高空環境中應用大型雙曲面鋁板幕墻，營造出獨特而現代化的建筑外觀與氛圍。該工程不僅要求精湛的施工技術，還需要高水平的設計能力和嚴格的項目管理。

1 工程概況

對該項目大懸挑屋面雙曲面鋁板幕墻裝飾情況進行研究，該工程的屋面采用混凝土+鋼筋+預埋件+鋼架+鋁板的組合型形式，屋面整體呈回字型，且內置的雙曲面異形結構可以對屋面起到較強的支撐作用。屋面東西68.45 m，南北35.3 m，曲面最大高差0.85 m，最大懸挑長度4.35 m，施工高度15.15 m；鋼架用鋼量60 t，表面共計2981 塊鋁合金板，鋁板表面面積1538 m2。除此之外，在內置的范圍內，還設置了一定的剪力墻，懸挑結構設置為復合型的承接形式，為確保建筑后期建設的穩定性，采用200 mm×550/300 mm 變截面梁，梁面的外側還需要設定500 mm 長100 mm厚的鋁板幕墻承壓懸挑板，具體如圖1 所示。

圖1 鋁板幕墻承壓懸挑板設置圖示（來源：作者自繪）

2 設計大懸挑屋面雙曲面鋁板幕墻裝飾技術

2.1 彈線定位

懸挑屋面雙曲面鋁板幕墻的建設與裝飾環節均是較為繁瑣且復雜的，在實際處理的過程中需要較強的針對性和穩定性。所以，在工程建設初期，要先進行彈線定位處理，奠定基礎的施工建設環境。在建筑物的中心位置設置定位的軸線，按照施工規則從上往下對該建設的區域作出定位。這部分主要利用水準儀尋找該位置的平衡向節點，過程中需要加強對定位偏差的控制，一般為0.32 ～0.35 mm 之間為合理標準。

完成軸線的設置與定位后，接下來，還需要在外側設置防護結構，與內置結構形成等效的支撐狀態，施工位置下方搭設的單排安全防護欄桿，為進一步確保當前施工的安全程度，設置立桿的規格為Φ52 mm×3.6 mm 鋼管，每個圍欄樁的間距設置為1300 mm，高度1.6 m，設置完成之后進行等距離焊接，增加其牢固性。至此，完成對該工程彈線定位的處理，實現基礎性數據及信息的采集匯總，接下來，進行下一階段的施工處理。

2.2 主干骨架多點位安裝

主干骨架多點位安裝是指在大懸挑屋面雙曲面鋁板幕墻裝飾工程中，將主干骨架分成若干個較小的段落，并通過多個連接點將其固定到建筑結構上，這種安裝方式能夠提升結構穩定性、適應復雜曲面、分散荷載以及簡化施工工序，為幕墻系統的安全、可靠和優美提供了保障。

主干骨架是鋁板幕墻的主要支撐，設定其高度為3.5 m，縱向的延伸距離為1.2 m，寬度為0.35 m，厚度為0.25 m。

此時結合當前采集匯總的數據和信息，進行預埋標高數值的計算，具體如式（1）所示：

式中：G為預埋標高數值；α為縱向標注距離；u表為轉換比；d為鋁板高度；γ為重疊范圍；γ為單向距離；m為限制范圍。

接下來，進行垂直豎向預埋角度的計算：

地區交通運輸和公路密切關聯，在各地區經濟中公路是其發展基礎，所以說區域中經濟的發展會受到公路質量的直接影響。因此需全面控制好道路施工，選擇相應的施工技術，嚴格做好材料的配比工作并掌握好壓實程度，選擇恰當的溫度處理材料，在完成施工后防護及控制好路面外觀，做好防水工作，更好地為地區經濟發展服務。

式中：K為垂直豎向預埋角度；n為縱向高度；η為覆蓋范圍；π為承壓位置；d為主骨架起點和重點之間的水平間隔。

接下來，基于上述基礎數值及信息的測算，進行主觀骨架結構的設計，具體如下圖2 所示。

圖2 鋁板幕墻主干骨架設計圖示（來源：作者自繪）

根據圖2 完成對鋁板幕墻主干骨架的設計與實踐分析。為了進一步保障后期鋁板幕墻搭接的穩定與安全，還需要在多點位主干骨架外側設置等距離的防護圍欄，使用鋼錨板加膨脹螺栓進行搭接與關聯，以此來增強當前的主觀骨架內置承載力，完成對鋁板幕墻主干骨架的構建與設計。

2.3 單元鋼桁架與單元鋁板搭接

結合當前幕墻裝飾工程的需求及標準，進行單元鋼桁架與單元鋁板的定向搭接與關聯。采用塔吊將鋼材運至屋面的指定位置，按照要求逐一設定在對應的位置上，針對大懸挑屋面的幕墻建設調整與要求，調整單元單片鋼桁架的接入位置，依照設定的施工順序，進行拼裝組接處理，形成基礎的搭接結構，具體拼裝結構如圖3所示。根據圖3，完成對單元鋼桁架拼裝結構的設計與分析。

圖3 單元鋼桁架拼裝結構圖示（來源：作者自繪）

將組裝拼接好的單元鋼桁架進行位置調整，并單元鋁板作關聯搭接，單元鋁單板搭接延伸距離的計算見式（3）：

式中：P為單元鋁單板搭接延伸距離；υ為檐口單元范圍；β為安裝位置延伸距離；i為鋁板數量；ω為檐口單元構件長度；y為重疊范圍。

根據上述設定，實現對單元鋁單板搭接延伸距離的計算與分析。接下來，綜合當前的延伸方向，進行單元桁架梁上的搭接，此時，單元鋁板與梁上結構呈垂直狀態，垂直的高度為2.5 m，設置15 榀，每榀為3521 kg，反復核定檐口的單元軸線，以此來標定出具體的延伸區域，最終實現對單元鋼桁架與單元鋁板的搭接處理。

2.4 鋁板幕墻裝飾支撐支座設置及雙曲面鋁板安裝

標定出幕墻裝飾支撐的具體位置，并對支撐的點位誤差進行控制，這樣做的目的是最大程度避免幕墻裝飾工程的施工難度，消除連接件搭接偏差的同時，提升整體的建筑施工質量及效率。設置建筑鋁板幕墻支座的水平高度。并對基礎性的裝飾施工指標及參數進行設定，如表1 所示。根據表1 可，完成對鋁板幕墻裝飾支撐支座指標參數的設置與實踐應用。以此為基礎，對鋁板幕墻裝飾支撐支座的水平高度及設置位置進行合理地調度和調整，適度拉扯，將幕墻安裝誤差降至最低。然后需要進行雙曲面鋁板的安裝。先對鋁板板塊進行合理性地檢查驗收，確保其處于穩定狀態之后，將單元性的鋁板板塊按照順序逐一安裝在幕墻的內部支撐結構之中，使用螺栓壓塊或者鉆頭進行幕墻結構的加固處理，避免在施工的過程中出現鋁板下沉、斷裂、錯位等問題，提高鋁板安裝的安全性。

表1 鋁板幕墻裝飾支撐支座指標參數設置表

2.5 焊縫注膠固定及驗收，實現雙曲面鋁板幕墻裝飾

綜合當前的施工要求及幕墻裝飾工程的建設進度，對安裝好的鋁板進行焊縫注膠固定并同時驗收，實現雙曲面鋁板幕墻裝飾。

鋁板在安裝完成后，需要采用焊接的方式進行二次加固，同時利用注膠的手段增加板塊的穩定性與關聯度。對板塊進行調整，確保其在橫向、豎向以及垂直狀態下保持穩定，膠封水平處理后，檢查整體的結構是否保持平整，將鋁板的4 個角鋁作焊接固定，使其間距保持在220 ～240 mm 之間為最佳，并以此為基礎對工程進行驗收核查。采用穿插的形式對每一個環節驗收，并得出最終的測試數據及信息。對過程中得出的數值進行匯總整合，形成完整的施工信息，以待后續的使用和解析。

3 實例分析結果分析

結合上述的測定，利用獲取的數據以及信息，可以對最終的測試結果比照研究。

在該幕墻中隨即選定5 個單元鋁板板塊作為測試的目標，綜合當前的施工裝飾情況計算出鋁板板塊的高低差，即：

式中：F為鋁板板塊的高低差；、分別為預設搭接范圍和實測搭接范圍；z為重復范圍；o為鋁板間距；ι為支撐區域。

根據上述測定，完成對測試結果的分析如表2 所示。根據表2 數據，完成對測試結果的分析，即針對選定的5 個鋁板板塊位置，測定估算出當前幕墻內置結構中的鋁板板塊的高低差均被較好地控制在0.2 mm 以下，說明此種幕墻裝飾工程施工技術的處理效果更佳，施工的關聯度較為緊密，穩定性和堅固性較高，幕墻中鋁板板塊的搭接誤差可控，具有實際的應用價值。

表2 測試結果對比分析表

4 結語

與傳統的雙曲面鋁板幕墻裝飾施工形式相比，此次所設計的施工結構相對更穩定與更安全，在不同的施工建設背景下，可以進一步強化當前的施工建設體系，在可控的區域之內，擴大當前的施工處理范圍，不斷優化整體的設計與形式，以此來確保最終的施工建設水平，延長工程使用壽命，降低損壞率，更好地保證施工環境的安全。