倾斜曲面玻璃幕墙施工技术在钢结构工程施工中的应用

摘要：玻璃幕墙在钢结构建筑施工过程中，因工期短、玻璃易碎及结构造型奇特等施工困难。本文结合兰州万达城旅游集散中心工程施工针对倾斜曲面玻璃幕墙施工工艺及应用进行了详细的介绍，对钢结构超大倾斜、曲面玻璃幕墙施工，其具有施工简单、高效、操作方便等优点，为相似工程提供了参考经验，具有相对较好的推广价值。

关键词：龙骨定位;龙骨安装;倾斜玻璃定位;曲面玻璃定位;玻璃安装施工

引言

随着城市建设的不断发展，建筑的外形也越来越新奇、复杂和多样化，一般地钢筋混凝土结构已经很难满足现在的建筑的新颖造型。钢结构幕墙因其易塑形、施工快、工期短、安全性高等特点正在一步步的取代传统的钢筋混凝土工艺施工，为城市建设作出了不小的贡献。目前钢结构幕墙施工工艺已经成熟，倾斜曲面玻璃幕墙施工仍是相对薄弱的地方，为保证施工的高效性，及其安全性和解决因施工不便而造成的高额成本。针对不同部位超大倾斜曲面玻璃幕墙施工选择适合的施工方法。

一、工程概况

旅游集散中心项目位于甘肃省兰州市七里河区崔家大滩、七里河区南滨河路南侧万达城，总用地面积9455.9㎡，其总建筑面积为4181.24㎡，建筑层数为地上3层，地下1层，房屋平面尺寸长度为51.70m、等效宽度为38.50m，房屋高度为15.20m，框架结构。二层及其以上为钢结构工程，外立面为幕墙工程，其效果图如图一、图二。

幕墙施工分为铝板幕墙和玻璃幕墙、其区域划分如图三。

东玻璃一区、东玻璃二区、南玻璃一区、南玻璃二区、西玻璃一区、西玻璃二区为玻璃幕墙。一区为超大倾斜玻璃，二区为超大曲面玻璃。

二、旅游集散中心玻幕墙定位安装的重点难点分析

（一）因玻璃幕墙大部分位于侧面和斜屋面位置，测量放线时玻璃幕墙施工的难点之一

①本工程建筑物外侧幕墙面积较大、场地狭小，故对测量工作带来一定影响。尤其是极坐标方法以短边放长边会将误差放大，无法保证玻璃安装的正常尺寸。

②本工程玻璃幕墙施工的载体是钢结构，因钢结构构件截面狭小，给人员操作带来不便，故对现场测量放线、龙骨定位等工作造成困难，且对放线施工人员的技术要求大，以至于现场无法正常施工放线。

③因玻璃幕墙是超大版型，各种收边材料为异性，每块收口材料几何尺寸均不相同需特别引起重视，预留尺寸稍有不适，将造成现场施工的二次返工，影响工期进度。

④幕墻玻璃为变量、且玻璃易碎性，尺寸稍有不适，就会造成整块玻璃无法安装，测量放线的精度对玻璃的安装存在着很大的影响。

（二）倾斜曲面玻璃幕墙的玻璃安装是幕墙施工的难点之二。

①倾斜曲面玻璃幕墙的玻璃安装对型钢龙骨安装精度的要求高，固定玻璃夹具的进出、高度及方向、隔热基座的安装几乎没有调节量。

②倾斜曲面玻璃幕墙的安装部位涉及众多收边收口，此部位本身加工以及交口控制都比较困难，短时间内无法加工出相关构件，无法保证业主要求的施工工期。

③一区玻璃幕墙为倾斜玻璃幕墙，其倾斜的特点为垂直方向，上部凸出、下部收缩（如图四），倾斜角度为104°，尺寸22.238m×11.036m的超大双层玻璃。外侧需要吊装玻璃，内侧因上部向外倾斜，都无法搭设操作平台，给玻璃安装造成极大的困难，且玻璃太大不易加工、运输及吊装。二区玻璃幕墙为39.713m×10.803m的异型曲面玻璃幕墙，其展开效果（如图五），曲面弧度大，玻璃造型奇特，构件、玻璃的生产加工，吊装及安装都需要大量的时间，因此无法按时完成业主要求的工期节点。

④玻璃幕墙上部铝板内装都已经开始施工，多工种交叉作业，幕墙上部无法固定倒链等提升设备;若采用吊车，因玻璃的易碎性，吊装时易晃动且易受风等因素影响，对吊装产生极大的影响，因此影响现场施工进度，无法保证按时完成业主要求的节点工期。

三、对施工过程中的重点难点的应对措施

（一）测量放线施工

本工程由于上述重点难点分析及异型较多，故无法采用传统的楼板作为标高、基准线的传递。为保证施工测量放线的准确性，在首尾轴线确认无误的前提下，利用玻璃幕墙公差，在施工场地外设立参照基准轴线以及屋顶钢结构处设立参照基准标高线，经反复核对无误后，确立为辅助基准线，以此来控制测量放线的精度从而达到施工作业的高质量。

依据业主单位提供的基准点，考虑到温差对测量仪器的影响，以及地面不平整等因素造成的测量误差，现场在使用全站仪测量放线时，反复对其进行复核，并测算各点、线之间的几何关系，以及相互之间的几何尺寸，通过点的精度来提高玻璃幕墙的施工精度。

项目成立专业施工团队，根据业主提供的施工蓝图，采用Non-Uniform Rational B-Spline三维建模软件将图纸深化成三维立体图形（如图六所示）。并根据立体图形计算出每根钢龙骨的空间定位坐标。利用已施工的钢结构主体采用全站仪确定空间点的方式将每一根钢龙骨精确定位。

在确保安装各收边尺寸以及外观质量的前提下，在施工过程中出现的各种累计误差尽量在大块玻璃幕墙内消化处理。

（二）玻璃幕墙钢龙骨定位安装

钢龙骨等构件均安排在工厂进行标准化生产加工成品、半成品，然后运至施工现场。

现场钢龙骨安装分为两组;一组进行钢龙骨的初步定点，以及竖向钢骨底部临时支座的制作安装;临时支座采用化学锚栓与混凝土结构连接，在通过钢构件焊接而成（如图七、图八）。通过吊车将现场的成品龙骨构件初步焊接至龙骨定位点处，通过测量仪器进行精准复测，调整钢龙骨位置垂直度达到设计要求。

二组进行竖向钢龙骨的加焊，补充底部与混凝土结构的连接结构，水平龙骨的焊接，割除钢龙骨的临时支撑，对钢龙骨有局部不平整的补原子灰找平，补喷防火漆、防锈漆。钢龙骨顶部与钢结构的连接通过焊接的方式连接（如图九），为防止钢结构不均匀沉降对对幕墙结构造成影响，底部通过活连接的方式与钢筋混凝土结构连接（如图十、图十一）。

（三）幕墙工程玻璃的安装

1）玻璃加工

幕墙施工的玻璃为超大双层玻璃，因现场工期短，时间紧，且施工段为倾斜、异型曲面部位，超大双层玻璃的加工和施工的時间都不充足。为保证2019年9月30日的工期节点，降低加工与安装的难度，经与设计、业主沟通协商同意后，采用半隐框玻璃幕墙施工技术（竖明横隐），在保证外观质量的同时，将超大双层玻璃通过Non-Uniform Rational B-Spline三维建模软件深化为大块双层玻璃，生成玻璃规格尺寸下料单，由工厂进行标准化生产加工成品（幕墙玻璃成品如图十二）。

2）玻璃定位

根据玻璃幕墙深化图纸对现场的玻璃位置进行定位，在竖向龙骨上安装不锈钢玻璃夹具（图十三），安装通长铝合金隔热基座（图十四）。

3）玻璃安装

因玻璃幕墙为倾斜、曲面结构，无法搭设满堂架，现场采用曲臂式高空作业车（图十五）做为玻璃安装时的操作平台，吊车直接吊装时，需要对玻璃的位置进行微调极大的增加了吊装的难度，为保证其安全性，在吊车吊钩与玻璃之间增加倒链（图十六），既满足了吊装的要求，也能在安装过程中通过收拉倒链对玻璃的安装进行微调定位，在保证其安装质量的同时，也保证了安全施工。

在吊装过程中，因玻璃的特殊性质不能采用金属部件直接捆绑吊装，且因结构造型奇特，采用小型玻璃吸盘器无法满足要求，在保证施工工期与质量和安全的同时考虑经济采用高强度帆布绳带（图十七）对玻璃进行绑扎固定，绑扎固定形式和吊装如（图十八）。

待玻璃吊装至合适的位置，操作员驾驶曲臂车向玻璃上册靠拢，一名玻璃安装人员手扶玻璃，防止玻璃来回晃动，同时第二辆曲臂车向玻璃下侧靠拢，另一名安装人员首手推底部玻璃至安装位置，因玻璃比较厚重，紧靠曲臂车上的安装人员无法使玻璃到达合适的位置，因此需在建筑物内侧设置两名工人，同时拉玻璃底部预留的两条帆布绳带，向内侧牵引如（图十九、二十）。

待玻璃调整至合适的位置，由曲臂车上的安装人员给不锈钢玻璃夹具上垫氯丁橡胶块，防止玻璃直接接触。采用铝合金压块临时固定（图二十一），并拆除用来吊装的帆布绳带。按照深化图纸的玻璃编号对现场进行安装，安装应遵循先大后小、先整体后局部的原则。在大片区域玻璃都安装完成后，采用编排好的异型玻璃进行收边收口;以上玻璃安装工作完成后，将临时铝合金压块替换成铝合金压条通长（图二十二），并进行铝合金装饰后盖的施工（图二十三）。

4）打胶、收边

待以上工序完成后，对玻璃明隐框进行打密封胶处理，打胶时，用在玻璃贴美纹纸的方法来保证打胶的效果以及玻璃的防污染。在完成打胶工作后，铝板造型收边。

四、结语

倾斜曲面玻璃幕墙施工前，应对技术与经济进行综合的评价，依据现场的实际情况以及业主的相关要求确定安装施工方案。倾斜曲面玻璃幕墙施工技术从经济上、技术上、环境、业主的要求及意见等方面统筹考虑比较合适，其施工工艺的发展更加的成熟，施工质量易保证，同时提高了施工效率和施工的安全性。结合本工程现场施工实践验证了倾斜曲面玻璃幕墙施工技术的可行性和高效可操作性，为今后类似工程提供了宝贵的施工经验。

参考文献：

[1]易伟.外倾斜玻璃幕墙玻璃吊装施工技术，工程技术研究，2019（4）：55-57

[2]李景刚.双曲面隐框玻璃幕墙施工工艺创新，建筑技术开发，2017（6）：9-11

[3]资奖根.浅谈钢结构点支撑玻璃幕墙施工过程中的技术要点，建筑与装饰，2017（13）：59

[4]梁熠哲.浅谈半隐框玻璃幕墙在现代建筑中的应用，建筑与装饰，2018（8）：15-16

作者简介：

马清，男，技术员，中建二局一公司陕西分公司兰州市万达城旅游集散中心项目技术员。