珊瑚皮外幕墙施工技术

珊瑚皮外幕墙施工技术

中铁建工集团有限公司北京100160

摘要:深圳蛇口邮轮中心工程建设过程中,运用相关理论,采用模拟计算、试验检测、现场测试等方法,对深圳蛇口邮轮中心施工技术进行了综合研究。从工程实际出发,通过施工方案的反复优化论证,制定了科学的施工方法,成功解决了工程施工过程中存在的问题,为工程建设的顺利进行创造了条件。

关键词:珊瑚皮外幕墙;施工工业

1工程概况

深圳蛇口邮轮中心外墙为玻璃幕墙,外加一层五彩珊瑚构架(即珊瑚皮外幕墙),珊瑚皮构架创新设计了双向约束的新型支座,弱化构架自身刚度,释放构架和主体结构之间的相对水平位移和转角变形,减少构架对主体结构的影响。本工程的珊瑚皮外幕墙主要包括钢龙骨、阳极氧化蜂窝铝板两大部分,其中,钢龙骨为矩形管组成的不规则的多边形网格状钢构架,阳极氧化蜂窝铝板总厚度为25mm厚,表面做预滚涂防腐处理。

2珊瑚皮外幕墙施工工艺

2.1方案确定

本工程现场场地狭小,工期紧张,且外幕墙构造形式复杂,对安装精度要求极高。根据现场的条件,及考虑到本工程的特殊性,最终确定采用工厂预制单元体,现场拼装单元体的施工方案。

2.2珊瑚皮外幕墙施工的特点及难点

珊瑚皮外幕墙钢龙骨为矩形管组成的不规则的多边形网格状钢构架,格构件总计由945个单元体组成,格构件内部为钢骨架,外侧为预滚涂饰面铝板。珊瑚皮格构件板块节点复杂,总计2000多个节点均有差异,部分珊瑚皮格构件单元体钢结构超过20T,相距临近玻璃幕墙仅80cm,且本工程临近海边,高度最高处在达到64m,受海风等的影响,使得单元体的定位精度及焊接时的焊缝质量难于控制。加之吊装场地较狭小,施工现场无法一次性吊装。

2.3珊瑚皮外幕墙施工对策

根据珊瑚皮外幕墙施工的上述特点,本工程采取模块式钢结构框架组装、吊装施工技术,将单元体分隔成大小适中的板块,在工厂预制加工完成后,现场吊装拼接成整体。方案制订时重点考虑以下几个方面:

(1)深化设计:根据原设计采用BIM技术进行三维建模,利用SAP2000、ANSYS等计算软件对钢构架进行优化设计,合理划分施工单元板块以满足地面拼装后的高空对接精度。

(2)工厂制作小拼装单元体:按设计深化图进行1:1放样、号料,分段加工制作钢构件,然后进行小单元预拼装以检查加工精度。

(3)现场拼装:现场设置拼装胎架,按划分单元体进行拼装、焊接,采用全站仪进行特征点复核,将数据转入三维模型,进行制作精度检查,及时调整拼装精度和焊接顺序。

(4)现场吊装:现场采用汽车吊进行吊装,利用高精度全站仪进行空间三维坐标定位,确保安装精度。

(5)金属面板安装:在钢构架上安装码件,安装蜂窝铝板。

(6)预滚涂蜂窝铝板安装:在运输、堆放、安装过程中必须重视成品保护,在安装过程中控制要点为拼缝的大小必须严格控制在24mm;打密封胶前固定蜂窝铝板的角码上的自攻螺丝必须经过验收,并形成隐蔽验收记录后方可贴美纹纸后进行打胶,待密封胶胶固化后再撕掉蜂窝铝板表面的保护膜。

3深圳蛇口邮轮中心珊瑚皮外幕墙施工技术应用

3.1设备选型

根据既定方案及现场施工情况,综合考虑珊瑚皮外幕墙结构特点、吊车作业半径等因素,选用2台QY110K型110吨汽车吊及2台TG-500E型50吨汽车吊进行格构件单元体的吊装。两台110吨吊车布置于南侧负责高层区域钢结构吊装,50吊车分布于东西两侧负责低层区域钢结构吊装。

3.2安装单元的确定

3.3工厂预制珊瑚皮钢龙骨单元体的步骤

包括工艺流程的选择、放样、号料、切割、矫正、成型、边缘加工、端部加工、构件的组装、钢构件预拼装。

3.3.1材料要求

(1)钢结构使用的钢材、焊接材料、涂装材料和紧固件等应具有质量证书,必须符合设计要求和现行标准的规定。

(2)进厂的原材料,除必须有生产厂的出厂质量证明书外,并应按合同要求和有关现行标准在甲方、监理的见证下,进行现场见证取样、送样、检验和验收,做好检查记录。并向甲方和监理提供检验报告。

(3)在加工过程中,如发现原材料有缺陷,必须经检查人员、主管技术人员研究处理。

(4)材料代用应由制造单位事先提出附有材料证明书的申请书(技术核定单),向甲方和监理报审后,经设计单位确认后方可代用。

(5)严禁使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条、受潮结块或已熔烧过的焊剂以及生锈的焊丝。用于栓钉焊的栓钉,其表面不得有影响使用的裂纹、条痕、凹痕和毛刺等缺陷。

(6)焊接材料应集中管理,建立专用仓库,库内要干燥,通风良好。

3.3.2作业条件

(1)完成施工详图,并经原设计人员签字认可。

(2)施工组织设计、施工方案、作业指导书等各种技术准备工作已经准备就绪。

(3)各种工艺评定试验及工艺性能试验和材料采购计划已完成。

(4)主要材料已进厂。

(5)各种机械设备调试验收合格。

(6)所有生产工人都进行了施工前培训,取得相应资格的上岗证书。

3.4现场拼装

3.4.1现场地面拼装内容

本工程现场地面拼装内容为:东西两侧外立面珊瑚皮钢骨架拼装。

3.4.2现场拼装总体思路

珊瑚皮钢骨架采用300*300*10钢方通全接成型,同时外形为不规则多边形组成,造成其重量较大、空间定位复杂并且钢结构焊接变形的控制难度大的特点。采用传统幕墙结构单位散装的安装工艺无法满足有效满足工期、安装精度的要求。因此考虑根据结构伸缩缝和吊装尺寸限制将珊瑚皮分成约长16米、宽10米的结构单位,采用地面预拼装高空对接的安装工艺。

拼装场地考虑在邮轮中心东西两侧码头混凝土路面拼装,设置拼装马凳,根据全站仪放样进行地面拼装。拼装机械采用25t汽车吊进行拼装。为了保证构件拼装的精度,防止构件在组装的过程中由于胎架的不均匀沉降而导致拼装的误差,组装场地要求平整、具有足够的承载力。

由于一个拼装单元有9个对接口,同时钢结构在焊接、翻身、吊装过程中都会有应力产生的变形。所以必须在用全站仪精确将每个对接口定位准确的前提下,采用焊接临时加固措施控制变形量,保证珊瑚皮安装精度。

3.5预滚涂蜂窝铝板的施工

3.5.1进场报验

进场的蜂窝铝板每一批需做进场报验,同时通知监理及建设方相关负责人确认蜂窝铝板的颜色、材质、规格符合设计图纸要求。待确认无误后进行蜂窝铝板的安装。

3.6钢横梁的焊接、防锈漆涂装

蜂窝铝板安装前,固定蜂窝铝板角码的钢横梁与珊瑚皮钢构件之间必须满焊,且通过监理单位的验收并形成资料后在焊缝处及时涂装防锈油漆。

4结论及结果分析

吊装施工完成实景图

1)珊瑚皮外幕墙钢构架深化设计中运用BIM信息化技术,确保加工构件准确性;

2)珊瑚皮外幕墙钢构架单元构件采用工厂制作,有利于焊接质量的保证;

3)现场单元体安装,有利于珊瑚皮幕墙构件安装定位,提高了外幕墙安装质量,并且安全高效,绿色节能;

4)经济及社会效益显著,在同类幕墙装饰构架施工中具有推广应用的价值。

参考文献:

[1]周娟.建筑围护结构动态传热模拟方法的研究[D].湖南大学,2012.

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