双曲面玻璃幕墙施工工法

双曲面玻璃幕墙施工工法

东亚装饰股份有限公司，潘海鸿

1 前言

随着现代化建筑物的不断发展，其外在造型也越来越丰富、新颖和复杂化，例弧形双曲面建筑等,这种建筑往往通过幕墙形式表现出来。由于弧形壳体建筑物测量定位、龙骨加工及安装、面板安装，远比一般的矩形、圆形等简单几何图形要复杂得多，且与一般的框架结构不同的是，该建筑的弧形主体结构先完成，而后做外面的弧形玻璃幕墙，这给测量定位、龙骨加工安装、面板安装等施工带来了很大的难度，对现场安装工作者而言，较为辣手。放线的精准度、龙骨加工和安装的偏差、面板安装的偏差，在施工中都是控制的要点，是保证幕墙外观效果的必要措施。

我公司在世园会睡莲博物馆弧形玻璃幕墙工程施工过程中，采用犀牛建模、CAD绘图软件辅助设计，将现场放线、玻璃及型材加工制作等工序统一进行建模，根据犀牛建模定位尺寸，进行测量放样放线，统一工厂制作与现场安装的标准，改进质量验收手段，保证了弧形玻璃幕墙的施工质量，并通过归纳、总结，形成了本工法。

2 工法特点

2.0.1 本工程双曲面玻璃定位及安装采用以外弦定圆弧。构件制作加工及安装无需确定圆心即可进行。

2.0.2 竖龙骨、横梁及扣盖整体拉弯加工，保证了安装密闭性及弧度的准确性。

2.0.3 立柱、横梁采用可调节角铝支座，通过可调节的角铝支座消除安装板块时造成的施工误差，同时满足双曲面板块在连续曲面空间的变化，施工速度快、精度高，提高了效率，节省了工期。

2.0.4 弧形玻璃面板工厂化定型制作加工，粘玻璃副框在加工厂组装，现场进行挂装。这样能够保证装饰材料尺寸精确，饰面感官效果好，同时还保证施工现场的安全和整洁。

2.0.5每个单元板块都可以方便地拆卸，维护和更换。

2.0.6技术含量高、质量容易保证，并能产生明显的经济效益。

3 适用范围

本工法适用弧形壳体建筑幕墙工程，对其他复杂造型幕墙有参考作用。

4 工艺原理

4.0.1首先进行现场测量（主要测量弧长、弦高、弦长）；根据幕墙设计施工图以及现场实测，采用计算机辅助设计软件AutoCAD对幕墙立柱、横龙骨在计算机上按1：1尺寸建模，模拟定位然后进行现场测量，把计算机定位点转换到现场定位。水平放线具体操作如下图4.0.1所示：

1 根据幕墙施工图以及现场实测尺寸调整幕墙分格尺寸。

2 幕墙分格确定后在计算机模拟图中确定分格点。

3 在模拟图形中以的D点为坐标原点，弦长AB为X轴，弦高CD 为Y轴，建立直角坐标系。

4 根据幕墙分格点、圆心两点连线与线段AB交点d6(0,d6)，点D6、d6两点确定幕墙立柱中心轴线; 现场测量放线时，无需定位圆心位置，仅通过A、B、D、Xn、Yn、Ln等点的确定即可确定幕墙立柱位置。

4.0.2纵向放线具体操作：

1根据幕墙施工图以及现场实测尺寸调整幕墙分格尺寸；

2幕墙纵向分格确定后在计算机模拟图中确定分格点；

3在模拟图形中以的A点为坐标原点，AX为X轴，Y为Y轴，建立直角坐标系；

4根据幕墙纵向垂直分格Hy点，水平Lx与弧形竖龙骨相交点为横龙骨前端截面中心点，通过此点垂直弧形竖龙骨为横龙骨安装位置；现场测量放线时，无需定位圆心位置，仅通过A、Lx、Hy等点的确定即可确定幕墙横龙骨位置。

4.0.3弧形玻璃与竖龙骨、横梁、扣盖的加工制作可参照此法进行拉弯加工，与现场测量放线保持一致性。

5 工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程

现场基层验收处理→计算机模拟设计定位→测量放线→预埋件处理→连接角码安装→竖向龙骨制作安装→横梁制作安装→结构玻璃板块制作安装→注结构胶（隐框）→弧形玻璃装配安装→打耐候密封胶→清洁检查→竣工验收。

5.2操作要点

5.2.1计算机模拟定位。根据幕墙施工图以及现场实测尺寸，建立CAD模型，确定各构件的位置及定位参数。

5.2.2现场测量放线。根据计算机模拟定位结果，将计算机定位点转为现场定位具体步骤如下：

1拉测弦长线A-B，弦高线C-D；

2以D点为基准点，沿DB方向实测X7，沿DC方向实测Y7；

3再以实测点X7、Y7为基点分别拉平行线；两虚线交点即为点D7；

4 OD7连线与X轴的交点为E7点，CE7距离为L7，可通过CAD在计算机上量出，现场根据D7、E7两点可确定幕墙立柱中心轴线。

5同理，依次确定立柱安装定位点Dn（Xn,Yn），En（Ln，0），从

而确定各立柱定位轴线。

5.2.3 预埋件处理。构件安装前应将幕墙预埋件清理干净，并对幕墙预埋件数量、位置、防腐处理情况进行全数检查，对不符合要求的预埋件及时进行处理。

5.2.4 立柱、玻璃、横梁加工制作。

1 构件的放样、加工依据设计图纸及计算机模拟定位结果由工厂加工制作。

2弧形玻璃面板工厂化定型制作加工，保证了玻璃幕墙弧面顺滑。

3弧形竖龙骨、横梁拉弯制作。竖龙骨、横梁和扣盖采用内部灌沙并同时拉弯的方法进行加工，可保证加工后的竖龙骨、横梁、扣盖表面平滑，弧度准确，膜无划伤；玻璃副框弯弧采用统一半径背靠背捆绑同时拉弯的方式进行加工，容易固定，半径统一，且弧度一致。

5.2.5 立柱的安装。将竖龙骨下端插芯固定，上端采用刚性连接件与主体预埋件连接。立柱与预埋件之间加设橡胶防腐垫片。

5.2.6 横梁的安装。横梁安装必须在土建湿作业完成及竖框安装后进行。从下至上安装。当安装完一层高度时，应进行检查，调整、校正、固定，使其符合质量要求。横梁梁端与竖框连接处应加弹性橡胶垫，以适应和消除横向温度变形的要求。

5.2.7 弧形玻璃的安装。

1弧形玻璃安装前到加工厂采用弧形构件检查板（采用大芯板按照玻璃设计及放样尺寸1:1切割制作）对玻璃进行校对检查，检查玻璃加工尺寸是否符合要求，合格后再进行副框粘接。

2弧形玻璃粘接前将粘接面擦拭干净, 注胶要求在无尘环境中进行, 养护环境要求温度为23±5℃，相对湿度为70%±5%。

3弧形玻璃在安装前，要清洁玻璃，四边的铝框也要清除污物，以

保证嵌缝耐候胶可靠粘结。

4弧形隐框幕墙玻璃下部要设两个金属托条，长度不小于100㎜，托条不应凸出玻璃外表面。

5.2.8 压块固定安装。将压块压在横竖龙骨上通过不锈钢螺栓固定。

5.2.9 打密封胶。玻璃定位后及时四周镶嵌密封胶条或打密封胶，并保持平整。密封橡胶条和密封胶应按规定型号选用。

6 材料与设备

6.1 材料

6.1.1 玻璃采用中空玻璃，其主要质量控制标准见表 6.1.1-1，6.1.1-2，其性能指标应符合《平板玻璃》GB11614 要求。

表6.1.1-1 玻璃板块尺寸偏差（单位：mm）

表6.1.1-2 玻璃厚度偏差及厚薄差（单位：mm）

6.1.2 铝合金型材壁厚度、尺寸允许偏差、角度允许偏差、平面间隙、弯曲度、扭宁度等必须符合《铝合金建筑型材》GB/T523

7.1 国家标准第三部分基材中高精级型材的质量规定。

6.1.3 密封材料。应采用耐候玻璃密封胶，其性能指标应符合《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776、《硅酮建筑密封胶》GB/T14683、《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882规定要求。

6.2 机具设备

施工机具主要包括：单头锯、电锤、交流焊机、冲击钻、手提式韦氏硬度计、直流氩弧焊机、铝材切割机、双头锯、铝材切割机、吸盘、卷尺、激光水平垂直仪、水准仪、激光测距仪等。

7质量控制

7.1 规范与标准

7.1.1《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ 102

7.1.2 《建筑工程施工质量验收统一标准》 GB50300

7.1.3 《玻璃幕墙工程质量验收标准》 JGJ/139

7.1.4 《建筑装饰装修工程质量验收规范》 GB 50210

7.1.5《铝合金结构工程施工质量验收规范》 GB50576

7.1.6《硅酮建筑密封胶》 GB14683

7.1.7《建筑用硅酮结构密封胶》 GB16776

7.1.8《玻璃幕墙》 GB/T21086

7.1.9.《铝合金建筑型材》 GB5237

7.1.10.《建筑用安全玻璃》 GB15763

7.2 质量控制措施

7.2.1对于玻璃幕墙，必须有结构设计计算书；幕墙图纸经原设计单位确认、图纸办审查合格后方可施工，要保证结构的安全。

7.2.2 严把材料质量关，特别是结构胶，各种材料无合格证及检验报告不予验收。

7.2.3 预埋件的安装必须严格按照设计要求及验收规范制作、预埋。必须保证位置正确，规格型号符合设计要求。

1.后置定型化学螺栓,要经全面检查验收.必须做现场抗拉拔试验.

2.连接件的焊接，应做全面检查，埋件钢板与连接角钢三面围焊,焊脚高度大于6mm，要保证焊缝长度和高度。

3.连接角钢、预埋钢板和后置钢板的防腐处理，要全数检查不得遗漏。

4.放线是否正确要验收，基准线由主体施工单位提供。

7.2.4 对进场的弧形玻璃、拉弯竖龙骨、横梁，要严格按照图纸设计要求及下料单，采用专用工具检查其尺寸、弧度等，保证材料的加工质量。

7.2.5注意控制密封胶的使用环境，严禁下雨天露天施工耐候硅酮密封胶。耐候硅酮密封胶注胶前，注胶部位必须做好净化工作，应先将铝框、玻璃或缝隙上的尘埃、油渍、松散物和其他脏物清除干净，注胶后应嵌填密实、表面平整，加强养护，防止手摸、水冲等。

7.2.6成品堆放，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。

7.2.7成品保护。

1.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。

2.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。

3.严禁在装饰成品上涂写、敲击、刻划。

4.架子拆除作业时注意防止钢管碰撞，脚手扳轻放。

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 施工负责人必须对职工进行安全生产教育，增强法制观念和提高职工和安全生产思想意识及自我保护能力，自学遵守安全纪律、安全生产制度，服从安全生产管理。

8.0.3 所有的施工及管理人员必须严格遵守安全生产纪律，正确穿、戴和使用好劳动防护用品。

8.0.4 特殊工种的操作人员必须按规定经有关部门培训，考核合格后持有效证件上岗作业。起重吊装人员遵守十不吊规定，严禁不懂电气、机械的人员擅自操作使用电器、机械设备。

8.0.5 施工用电要符合国家现行标准《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46的有关规定。

8.0.6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。

8.0.7工作结束，切断电源，检查操作地点，确认无引起火灾危险，方可离开。

8.0.8 氧气、乙炔、油漆等易爆、易燃物品，应妥善保管，严禁在明火附近作业，严禁吸烟。

8.0.9施工层脚手架必须通过验收合格后方可上架作业。

8.0.10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。

8.0.11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 保证施工噪声符合《建筑施工场界噪声限制》（GB12523）的要求，昼间不大于62分贝，夜间不大于55分贝。

9.0.2 幕墙构件加工应在工厂完成，减少现场拼装、焊接、降低噪音及光污染。

9.0.3 现场材料应分类统一堆放，标识清楚，废弃垃圾应集中堆放、处理。

9.0.4施工完成后，评估施工对环境的影响，制定纠正和预防措施，促进环保体系的健全和提高。

10 效益分析

10.1 经济效益分析

以青岛世园会博物馆弧形玻璃幕墙为例，采用CAD辅助测量放样与工厂定型化加工一条龙的方式同与安装方法相比，可缩短工期约20%。还可减少后期因安装精度误差较大造成的返工、维修费用，对工程成本控制十分重要。

10.2 社会和环保效益

采用本工法，施工方便，提高了劳动生产率，保证了弧形玻璃幕墙安装的准确性，使得幕墙曲面造型达到设计效果，提高了公司的社会信誉。

11 工程实例

11.1世园会睡莲博物馆幕墙工程

11.1.1 工程概况。青岛世界园艺博览会睡莲博物馆位于青岛市李沧区天水路，是2014年青岛世界园艺博览会草纲区主场馆之一，由青岛世园发展有限公司投资建设，由青岛腾远设计事务所有限公司设

计，结构为框架-剪力墙结构，幕墙为弧形隐框框架式彩釉玻璃幕墙。

11.1.2 施工情况。本工程幕墙是由玻璃和铝板构成，整个工程为双曲玻璃幕墙，如何控制好建筑的造型，实现建筑师的预想，是工程的关键。为确保项目的安全性能和使用性能，在设计中根据本工程项目的实际情况进行整体设计，综合考虑技术指标。

11.1.3 应用效果。采用该工法施工，工程进展顺利，幕墙安装观感质量较好，造型美观，达到了设计要求，得到了建设单位的好评。