异形金属板幕墙挂接安装施工工法(含模型图,节点图)

'异形金属板幕墙挂接安装施工工法1前言1.0.1金属板幕墙装饰作为一种极富有冲击力的建筑幕墙形式，已被越来越多的现代大型公共建筑所采用。因金属板材的优良的加工性能，色彩的多样及良好的安全性，能完全适应各种复杂造型的设计，不仅可以任意增加建筑物凹进和凸出的线条，更能加工为各种型式的曲线线条，给建筑师以巨大的发挥空间，因而倍受市场青睐。传统的金属板幕墙体系中，面板四边都需有对应的龙骨钢架，如遇到不规则的造型时，则需要的龙骨用钢量大，需要大量的现场焊接施工，不利于材料的有效利用，且钢龙骨焊接精度难以保证；而多数情况下，金属幕墙面板需要单独安装，在实现双曲或者复杂造型时需二次放线，难以保证其整体性及平整度；此外其面板一般采用室外安装，对于高层及超高层建筑，不仅施工难度大、危险性高，且不利于投入使用、后期更换困难。我司通过实验研究针对异形金属板幕墙分单元预拼装和整体吊装施工工艺、以及其配套施工措施、控制目标和方法，研发了开缝式无横梁半单元金属幕墙系统（专利号：）及背栓式金属板干挂幕墙系统（专利号：CN2），并形成施工工法，通过七彩云南售楼部、张之洞博物馆等工程外立面双曲异形金属板幕墙施工方案的技术研究和实施，解决了异形金属板幕墙施工中的一系列重要技术难题，加快工程进度的同时，而且保证了施工质量、取得较好的经济效益的同时促进了施工技术的提高。2特点2.0.1降低施工成本。金属面板单元系统仅在竖向设置的若干立柱，并在立柱间横向设置两道横梁，金属面板通过板自身支撑系统上挂接组件与横梁挂接，无需随造型设立大量钢骨架，无需大面积钢龙骨焊接作业，无需长时间占用脚手架、吊篮等施工措施，安装机具材料仅为钢丝绳、葫芦、临时支撑吊点等，用料量少价廉，施工成本大大降低。2.0.2提高工效、缩短工期。本工法在安装过程中，充分利用了异形金属幕墙数字化施工技术，将复杂造型分割为小单元，仅随分割线设置竖向钢龙骨安装方便，不需设置造型钢龙骨，大大减少了钢龙骨的加工、安装、焊接过程的工期，分割的小单元板块在加工厂预拼装，现场仅需整体吊装校对，易于安装，提高安装效率，缩短工期。2.0.3施工安全性好，操作难度低。施工过程中竖向龙骨随主体及分割线设置，均为平面操作，20 面板单元系统采用整体吊装，每块板块设置三个独立挂接点，挂接方式简单、易于操作，避免长时间高空作业及零散材料施工高空坠物的安全风险，同时每个小单元相对独立设置，避免与周边板块插接安装，便于后期更换。2.0.4安装精度高。采用异形金属幕墙数字化施工技术，将复杂造型分割为小单元，分割的小单元板块在加工厂预拼装，现场仅需控制挂接点位置坐标，通过挂接系统三维微调，保证了拼接后整体的外观效果。3适用范围3.0.1本工法适用于异形金属板幕墙的施工，尤其对于造型复杂多变的金属板幕墙可大大缩短施工周期、实现外观效果。4工艺原理4.0.1金属面板单元式幕墙系统数字化加工技术：将不规则的幕墙造型分割为小单元，采用自主编制的计算软件对拼装数据及测量数据进行验算，实现数字化下料加工，以及骨架及面板在工厂预拼装，并采用一系列专用工艺以提高拼装效率及拼装精度；4.0.2开缝式无横梁单元金属幕墙挂接安装技术：通过整体吊装，将面板及支撑系统形成的小单元挂接到幕墙骨架上，并辅以微调支撑系统，调节单元的平直度及标高，确保整体外立面的效果；4.0.3数字化空间建模应用技术：按照计算机整体数字化建模-主体结构测量-根据测量数据调整模型-根据造型进行小单元分割-小单元实体模型-龙骨布置图及加工图-面板布置图及加工图的工艺流程对关键的节点进行控制，加以必要的辅助软件做到事前把控，提高拼装精度；4.0.4三维数字化定点放线技术：按照抽取支撑系统坐标-支撑系统安装-抽挂接点坐标-挂接点安装-抽面板坐标-校核面板的工艺流程，采用专用软件及自主开发程序对支撑系统、挂接点及面板的顶点、交点、转折点等进行坐标抽取，再将坐标输入激光全站仪并在主体结构打出各控制点进行测量定位，辅以钢线连接各点形成外轮廓，确保吊装精度。20 5施工工艺5.1施工工艺流程建实体模型分割单元单元式铝板安装施工测量放样施工前准备钢龙骨加工基层支撑系统安装挂接系统安装淋水试验人员、机具准备原材料及工艺性试验提取控制坐标点内层防水板安装验收拆架完工主体结构测量基层龙骨控制点放样挂接系统控制点放样复验控制点、微调安装面板控制点放样铝板加工单元板块预拼装图纸深化5.2操作要点5.2.1图纸深化1图纸深化前，测量员必须配合深化设计人员进行现场复核，检查主体偏差情况，发现问题，及时解决。20 2图纸深化原则是：补充未明确的、加强不足的、优化过于保守的、完善不合理的地方。即在原设计图纸的基础上，充分理解建筑设计意图，结合各子系统、幕墙形式、构造要求、绘制可直接用于构件加工、现场安装的施工图纸。5.2.2建实体模型分割单元。（1）流程：熟悉建筑、结构图-建立主体结构框架实体模型-建立外幕墙轮廓模型-对饰面板进行分割-向内形成挂接点位置模型-形成基层支撑系统模型-与主体模型校对、调整-排版出图。（2）操作说明：1）七彩云南售楼部主体结构为钢结构系统，整体为三段不同圆心的圆弧拼接而成，里面从上往下逐渐收缩呈倒锥形，外饰面为三角锥形铝板（图5.2.2-1）；图5.2.2-1七彩云南售楼部外立面效果图2）根据总包移交的定位点放出轴线网，确定模型定位基准点“O”（图5.2.2-2），参照钢结构单位提供的平立面及杆件图，利用计算机建立主体结构框架实体模型（图5.2.2-3）；20 图5.2.2-2模型定位基准点图5.2.2-3主体结构模型（3）根据效果图、幕墙平面图、立面图、幕墙系统图利用犀牛软件建立外立面模型，导入CAD中形成外轮廓线模（图5.2.2-4），遵循便于加工、便于运输、便于安装的原则，延三角锥谷底相交处分割为独立小单元（图5.2.2-5）；图5.2.2-4整体模型20 图5.2.2-5局部分缝模型（4）根据幕墙系统节点向内形成挂接点、基层支撑系统模型（图5.2.2-6），并与主体结构校核是否冲突，局部微调整后，对每块小单元板编号，排版出图（图5.2.2-7）图5.2.2-6支撑系统模型20 图5.2.2-7板块分区编号图5.2.3施工测量放样（1）在对主体钢结构进行测量前要编制测量计划，首先在现场确定模型定位基准点的位置，结合工程特点对所测量对象进行分区，制定各分区测量方法，然后进行综合统筹，全方位进行测量过程控制。（2）按圆心所在位置将主体结构分为五个区（图5.2.2-7），从主体框架实体模型中抽取五个区交点坐标、在每个分区中按每轴线间3-5个点在每层楼结构标高处抽取测量点，将控制点坐标、放样点坐标等计算数据输入全站仪内存，调用全站仪内置程序自动计算控制点至各放样点的方位角、距离等测量数据，放出各节点具体空间位置，将复测结构反馈设计师，根据结构实际偏差情况调整主体结构框架实体模型。（3）按照抽取支撑系统坐标-支撑系统安装-抽挂接点坐标-挂接点安装-抽面板坐标-校核面板的工艺流程，采用专用软件及自主开发程序对支撑系统、挂接点及面板的顶点、交点、转折点等从幕墙实体模型中分别抽取：连接件控制点、基层龙骨控制点、挂接点控制点、面板控制点等坐标，利用全站仪将各点在空间中放出，用钢线连接形成控制网，为连接件、基层龙骨、面板安装提供依据。5.2.4施工前准备（1）施工前对工程的技术资料、工具、器具、材料、人员、机械、临时设施做好充分的准备。（2）对所用到的原材料进行复验。5.2.5基层支撑系统安装（1）连接件定位、临时固定：利用已引测的控制点，对每一个连接件安装位置进行网格式定位。并在主体结构翼缘板上作好标记，定位确定准确后要进行连接件的临时固定，即对连接件进行点焊，点焊临时固定时要保证连接件不会脱落。（2）支撑系统安装，支撑系统立柱安装工艺流程：检查立柱型号、规格-对号就位-上端穿螺栓固定-三维方向调整-固定；钢立柱安装一般由下而上进行，将带有连接件的第一根立柱按悬垂构件先固定上端，调整后固定下端；第二根立柱将下端对准第一根立柱上端的连接件连接，并保留15-20mm的伸缩缝，然后初步拧紧螺栓，再吊线或对位安装梁上端，依此往上安装（图5.2.5-1/2）。20 图5.2.5-1竖剖节点图5.2.5-2落地节点（3）支撑系统焊接：在支撑系统龙骨整体焊接前，再次复测龙骨标高.分格及进出，及时调整后再通焊固定。在焊接过程中，设专职测量人员，对龙骨的垂直度和标高、水平度进行监测。5.2.6挂接系统安装（1）挂接系统由横向连接支撑系统立柱的方钢及U形铝合金底座组成，铝合金底座通过不锈钢螺栓组与方钢连接，可做平面内的进出调节；铝板单元上设置挂槽挂接与穿过U形挂座的不锈钢螺栓，通过螺母的紧松可实现左右调节；同时挂槽上设置竖向不锈钢螺栓进行标高调节（图5.2.6-1/2）。图5.2.6-1横剖节点图5.2.6-2竖剖节点（2）支撑系统龙骨安装并经检验合格后，即可进行横向钢方通安装准备，除材料准备外还有施工准备即对横梁测量定位与放线。利用已引测的控制点在支撑系统龙骨上已焊接好的牛腿上做标记，，将镀锌方钢延垂直切面放入相邻两立柱之间，采用焊接连接。20 （3）铝合金底座通过不锈钢螺栓组与方钢连接，利用已引测的控制点调节检出后锁死固定。5.2.7内部防水系统安装（1）本系统为开放式设计，系统防水为内部设置镀锌钢板，镀锌钢板安装时上下、左右重合铺设，交接缝处打硅酮密封胶，在牛腿处开缺口并作密封处理。（2）施工时应注意相邻板安装方向，所有螺钉均粘胶后施打，打胶时注意不要污染板面，并对牛腿处仔细检查做二次防水处理。（3）防水系统完成后必须做淋水试验，确认不漏水后方可进行下步施工。5.2.8铝板单元加工(1)铝单板下单：运用数字化空间建模应用技术，按照计算机整体数字化建模-主体结构测量-根据测量数据调整模型-根据造型进行小单元分割-小单元实体模型-面板布置图及加工图的工艺流程绘制整套铝板提料单及加工图提交加工厂。（2）加工图转换：从实体模型中分离处每块小单元板块，采用专用软件进行转换，避免了一般通用的CAD软件转换效率低、正确率不高、精确度不高的弊端（图5.2.8-1）。图5.2.8-1铝板加工示意图20 （3）板材切割：改变传统的手工画线切割，采用转塔式数控机床（图5.2.8-2），将转换后的图纸输入数字终端，实现自动切割确保加工精度、提高工作效率。图5.2.8-2转塔式数控机床（4）铝板穿孔：摒弃传统机械式冲床，采用激光数控机床（图5.2.8-3），配合数字终端的有效利用，精确定位各孔激光切割，避免孔位偏差及大量冲孔造成的板面变形。图5.2.8-3激光数控机床（5）铝板折弯：摒弃了传统弧边采用“锯齿”形处理的效果，20 采用多刀头折弯设备（图5.2.8-4），多次折弯成型，保证板边的直线性、板面的完整性。图5.2.8-4折弯设备（6）厂内预拼装：板块加工完成在尺寸校对、角度复核后，在加工厂设置专用钢架，按照铝板编号图实行1:1预拼试装（图5.2.8-5），及时修正偏差，确保运输到现场的小单元精确度能达到安装要求。20 图5.2.8-5厂内试拼装5.2.9铝板单元挂接（1）铝板单元安装工艺流程：复核U形挂座坐标-抽取面板控制点坐标-测量控制点-形成控制网-铝板单元挂接-三维调节-固定（2）在安装面板前需对上道工序中U形挂座的坐标进行复核，方可进行下道工序施工。（3）在面板安装前需建立面板控制线，首先从实体模型抽取面板控制点坐标，现场用全站仪在空间中打出各点用角钢三脚架上标识，用钢线连接各点形成控制线网。（4）铝板单元在现场存放时应放在专用三脚架上，铝板及架体间垫设硬质橡胶垫块。（5）安装前应检查铝板单元编号、对角线、角度及各细部尺寸，同时对有划伤、撞角的铝板返厂修整。20 （6）铝板单元吊装前需用木板将各边及角部防护，将铝板单元放入专用吊装架用电动葫芦吊至安装部位，将铝板单元背部挂槽插进U形挂座，参照控制线配合手拉葫芦利用调节螺栓调整板块的进出、标高、分格，三维调整后锁紧螺栓（图5.2.9-1）。图5.2.9-1施工完毕效果5.2.10复验、调试（1）完成全部施工工程量后需参照控制线网对面板进行二次复验，检验内容主要包括控制点坐标、面板接缝、面板顶端碰脚、整体曲度等。（2）再次对完成后的幕墙进行淋水试验，同时还需进行雨天检查，两种方式试验后均无渗漏方可验收合格。（3）讲过验收、清理后方可拆除脚手架。5.3劳力组织序号工种人数备注1吊装工32安装工203电焊工54测量工25安全员16架子工6合计3720 6施工机械设备表6.1主要施工机械表机械名称规格型号数量（台）备注托普康全站仪GPT-3002N1电子经纬仪DJD2A1激光垂直仪DZJ21托普康水准仪AT-G61交流电焊机BX-2605手提电锯SF1-3.24砂轮切割机KT-9713打磨机NBJ-46电动葫芦KY-3262手拉葫芦HZ-02727质量要求7.1工程质量控制标准7.1.1施工质量控制：《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205-2001；《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002；《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005；《工程测量规范》GB50026-2007《建筑装饰装修工程施工质量验收规范》GB50210-2001《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-20017.1.2可开启天窗安装过程中质量检验及检验控制：支撑结构安装技术要求和检验方法项目允许偏差（mm）检测工具20 竖缝及墙面垂直度幕墙高度(m)10激光仪或经纬仪＜30＞30，＜6015＞60，＜9020＞9025竖向板材直线度3靠尺、塞尺横向板材水平度＜2000mm2水平仪＞2000mm3同高度相邻两根横向构件高度1钢板尺、塞尺幕墙横向水平度小于3m层高3水平仪大于3m层高5分格框对角线差对角线长小于2000mm33m钢卷尺对角线长大于2000mm3.5横缝直线度2.52m靠尺、钢板尺缝宽度（与设计值比较）±2卡尺两相邻面板之间接缝高低差1.0深度尺焊接外观质量标准项目焊缝种类质量标准气孔横向对接焊缝不允许纵向对接焊缝、主要角焊缝直径<1.0m，不多于3个且间距不小于20mm其他焊缝直径<1.5m，不多于3个且间距不小于20mm咬边受拉构件横向对接焊缝及竖向加劲肋角焊缝（腹板侧受拉区）不允许受拉构件横向对接焊缝及竖向加劲肋角焊缝（腹板侧受拉区）≦0.3纵向对接焊缝，主要角焊缝≦0.5其他焊缝≦1.0焊角尺寸主要角焊缝按设计要求其他角焊缝按设计要求余高对接焊缝焊缝宽≦12≦3.012≦25≦4.020 25≦4/25余高铲磨后表面横向对接焊缝不高于母材0.5不高于母材0.3=50um每平方米金属板的表面质量和检验方法项次项目质量要求检验方法1明显划伤和长度>100mm的轻微划伤不允许观察2长度≤100mm的轻微划伤≤8条用钢尺检查3擦伤总面积≤500mm2用钢尺检查面板安装技术要求和检验方法序号项目允许偏差检查方法1板块的长、宽尺寸≤2000±2.0>2000±2.5钢卷尺2板块对角线≤20003.0>20003.5钢卷尺3板块的平面度误差≤20003.0>20005.02m靠尺、钢板尺7.2质量保证措施7.2.1为保证工程顺利进行应组织一个强有力的项目经理部。组织所有施工人员，学习图纸、规范、规程和施工组织设计，领会设计意图质量要求、操作工艺等，并进行层层交底，发现问题，及时与有关单位协商解决。7.2.2严格执行“过程控制”，树立员工的工程质量意识；制定分项质量目标，将目标层层分解，质量责任到人。7.2.3在施工过程中大力推行“一案三工序”管理措施，即“质量设计方案、监督上工序、保证本工序、服务下工序”。形成一个完整的质量监控循环程序，保证在人力、物力情况下对整个施工过程进行全程的质量监控，达到最佳的效果7.2.4所有计量仪器、测量仪器按规定检验，超过使用期限的须经检测单位后方可使用。20 7.2.5对建设单位移交的测量控制点和高程，要认真复核，并办妥交接手续。7.2.6脚手架应采取有力的措施防止错位、滑动。地面脚手架防止下沉，并及时调整活动支点。7.2.7焊工必须持证上岗，注明焊工的焊接内容的焊工资格证书或岗位证书。施工前进行技术交底、现场考核。7.2.8幕墙所用的龙骨、连接件的材质、规格、安装位置、标高及连接方式应符合设计要求和产品的组合要求，龙骨架组装正确连接牢固，安装位置和整体安装符合图纸和设计要求。7.2.9保证资金正常动作，确保施工资源的正常供应。同时为了更进一步搞好工程质量，引进竞争机制，建立奖罚制度，对施工质量优秀的班组、管理人员给予适当的经济奖励，激励他们在工作中始终把质量放在首位7.3成品保护7.3.1成品堆放控制：应做到分类、分规格，堆放整齐、平直、下垫木；叠层堆放，上、下垫木；水平堆放，上下一致，防止变形损坏；侧向堆放，除垫木外加撑脚，防止倾覆。成品堆放地做好防霉、防污染、防锈蚀措施，成品上不让堆放其它物件。7.3.2、成品运输:做到车厢清洁、干燥，装车高度、宽度、长度符合规定，堆放科学合理；超长构件成品，配置超长架进行运输。装卸车做到轻装轻卸，捆扎牢固，防止运输及装卸散落、损坏。7.3.3、成品保护：7.3.3.1在拆、改装修架子时，注意架子回转要慢，不要碰到饰面上，架子的扣件不得乱扔，以免伤人和砸坏面板。7.3.3.2已完工的部位应设专人看管，遇有危害成品的行为应立即制止，对于造成成品损坏者应给予适当处理。7.3.3.3每一装饰面成活后，均按规定清理干净，进行成品质量保护工作。7.3.3.4严禁在装饰成品上涂写、敲击、刻划。7.3.3.5架子拆除作业时注意防止钢管碰撞，脚手扳轻放。20 8安全措施8.0.1工程负责人必须全面承担施工现场的安全责任，并签定《安全责任书》。8.0.2严格遵守有关劳动安全法规要求，加强施工安全管理和安全教育，严格执行各项安全生产规章制度。8.0.3施工班组必须定期每月接受一次安全教育，提高安全意识，必须坚持防火安全培训活动，坚持焊接、油漆等危险作业进行防火安全技术交底制度，及时消除火灾隐患。8.0.4按规范要求设置防火分区“严禁烟火”明显标志，配备足够数量的消防水桶、防火布、接火器等消防器材，消防立管架设到脚手架作业平台，施工现场一切消防设施、装置未经批准不得擅自移动、破坏。8.0.5严格遵守施工用火审批制度。焊接作业等动火前，要清除附近易燃物，配备看火人员和灭火用具，电焊机外壳、焊钳与把线必须接零接地绝缘良好。8.0.6施工层脚手架必须通过验收合格后方可上架作业。8.0.7不准在工程内、库房内调配油漆、稀料，并应设置消防器材和“严禁烟火”明显标志。8.0.8施工现场和仓库禁止吸烟，需要吸烟者应在指定专设有防火措施的吸烟室。8.0.9凡从事电焊作业的人员必须持特种作业上岗证，实行持证上岗，并应使用面罩或护目镜，配戴相应的劳保用品。8.0.10施工人员应配备安全帽、安全带、工具袋，防止人员及物件的坠落。8.0.11施工现场中各种危险设施、临边部位、洞口都必须设置防护设施和明显的警告标志。8.0.12脚手架必须绑扎牢固，不得超负荷使用，脚手架踏板之间不得有空隙，并要有防滑措施。8.0.13作业中所用的物料，均应堆放平稳，不妨碍通行和装卸。工具应随手放入工具袋；作业中的走道、通道板和登高用具，应随时清扫干净；拆卸下的物件及余料和废料均应及时清理运走，不得任意乱置或向下丢弃。传递物件禁止抛掷。8.0.14作业人员，必须定期进行身体检查，凡患有严重心脏病、高血压、贫血症以及其它不适应高空作业的人，不得从事高空作业。8.0.15非操作或非排除障碍的人，不得攀脚手架、起重臂、绳索和随同吊物上下。20 8.0.16严禁高空抛物。运输吊顶材料时，下方应有专人看护，无关人员不得进入材料运输区。9环保措施9.0.1原材料、半成品堆放场地应平整、干净、牢固、干燥、排水通风良好、无污染。材料的包装袋、包装木箱不得随便遗弃，应统一外运至垃圾处理场。9.0.2在施工过程中对易受污染、破坏的成品、半成品标识“正在施工，注意保护”的标牌。现场的短小钢管余料、废旧油管不得随意丢弃，可回收资源，应充分回收，以节约资源。9.0.3将钢龙骨施工中构件敲打的工作安排在白天进行，夜晚禁止一切发出较大声响的工作。减少夜间施工时间，避免夜间施工时灯光向工地以外的地方照射。夜间电焊施工时要进行遮挡，防止电弧光扰民。9.0.4涂料施工的余料、废旧材料不要随便遗弃，应由环保部门指定的单位回收。以免污染空气。10效益分析10.0.1该工法施工简单科学，施工速度快，可以满足工期紧张的需要。10.0.2设计施工简单，安装精度高。10.0.3造型美观大方，成本造价较低，给整个工程带来亮点。11应用实例11.0.1七彩云南售楼部外立面幕墙工程，主体结构为钢结构系统，整体为三段不同圆心的圆弧拼接而成，里面从上往下逐渐收缩呈倒锥形，外饰面为三角锥形铝板，单块铝板高度4.2米，锥高0.6米，锥底宽度0.9米，总幕墙面积6500平方（图11.0.1-1）。20 图11.0.1-1七彩云南售楼部外立面幕墙工程11.0.2张之洞11.0.3施工情况以上工程采用本工法施工，在施工过程中，形成了一套行之有效的施工工艺，通过对每一步工序的研究、论证，最终解决了施工中的各种问题，确保了幕墙系统的成功安装，顺利完成安装任务。11.0.4工程评价工程采用该工法施工，获得建设单位和监理单位的一致好评，大大的降低施工工期，节约施工成本，提高工程质量，确保施工过程中的安全性，经济效益、社会效益明显。20'