深圳市三鑫幕墙工程有限公司上海分公司 201114
摘要：本文结合上海图书馆东馆项目幕墙工程，对大跨度玻璃幕墙、精致钢型材幕墙，彩釉玻璃的设计及施工重难点做了详细的介绍，对今后类似工程的研究和应用提供了重要的参考价值。
关键词：大跨度；精致钢型材；彩釉玻璃；加工；施工控制
一、工程概况
上海图书馆东馆位于上海浦东新区花木城市副中心，。项目总用地面积39600平方米，总建筑面积110550 平方米。地上建筑共有七层，建筑高度 50.0米。主要幕墙系统为，框架式玻璃幕墙系统，
本项目设计参数：
基本风压：0.55kN/m2
雪荷载取值：0.20kN/m2
地震设防烈度：7度；
地震动峰值加速度：0.10g
地面粗糙度：B类
二、工程重难点与解决措施
本项目主楼及裙楼的大面位置均为框架式玻璃幕墙系统。玻璃配置为6+2.28SGP+6+16Ar+5+2.28SGP+5超白钢化双夹胶Low-E中空彩釉玻璃。彩釉图案为逼真石材纹理效果，采用了先进的3d打印的技术。幕墙立柱跨度6.2m~17.2m，横梁跨度4.2m。所有龙骨均采用了精制钢型材结构。
2.1 精致钢型材
2.1.1重难点分析：
本项目由于幕墙龙骨跨度大，且因系统结构逐层变化特点，立面折线位置立柱截面为不规则四边形造型。因此，设计时选用精致钢型材作为幕墙横竖龙骨，来满足整体系统构造及外观上的要求。
精致钢型材，是本项目大面幕墙系统结构受力的关键所在。其每个加工环节的质量控制、以及现场安装精度控制，是本项目的核心重点，直接影响到这个项目的生命和效果。
2.1.2解决方案：
1、加工工艺的质量控制
a、原材料的选材与切割：使用的碳钢钢材不低于国家标准Q235B。下料切割尺寸公差符合自动半自动切割小于± 1.0MM，垂直度不大于钢板厚度的5%，且不大于± 1.5MM标准规范。
b、钢构件的组装：针对本项目平行四边形异形截面的异形钢构件，定制特殊工装夹板，夹板孔位倾斜面根据钢构件倾斜角度进行切割，保证工装夹板与钢板的高精度契合度。
c、钢构件的焊接：采用双边同步焊接设备和THQ50-6气体保护焊实心焊丝，，其断焊长度30-50MM焊缝不大于设计焊缝的2/3，断焊分布均匀，保证有足够的强度和刚度。确保每条焊缝品质。
d、钢构件的校直精度及质量控制：校直工序在专业矫正机平台上进行，通过火焰矫正法配备辅助工装设施及超高压手动泵进行辅助校直。复核满足要求后，保持工装设备对构件的夹持，待灼烧部位冷却后，在进行一次复核，确保钢构件最终平整度满足要求。
e、焊缝的打磨：采用全自动喷丸除锈机进行喷丸除锈，构件的磨擦面经处理后再喷丸并加以保护，磨擦面应规定要求制作，并做抗滑移系数试验，以确保磨擦系数达到要求，经处理的磨擦面不得有飞边，毛刺、焊疤或污损等，喷丸除锈等级应在Sa2.5 级以上，抛丸后粗糙度不大于Ra12.5级，清洁度不小于Sa2级，为下道工序提供有利条件。
f、腻子粉填平：采用汽车级腻子粉，修补填平焊缝凹槽、划痕等位置。腻子粉与固化剂搅拌均匀使用，配合比例为100：2至5（重量计），温度、湿度控制在23℃±2℃，50%±5%范围内。干燥10-15分钟后采用240目砂纸手工打磨，以保证喷漆表面的平整。
g、油漆喷涂：采用环氧富锌底漆，环氧云铁中间漆，常温氟碳面漆三道油漆工序。其中环氧富锌底漆，干膜厚度不小于80μm；环氧云铁中间漆，干膜厚度不小于100μm；常温氟碳面漆，干膜厚度不小于40μm。油漆喷涂完成后的涂层需经7天以上常温自然干燥的成熟反应才达到使用要求。
2、施工工艺的质量控制
a、标准立面单元钢架吊装：利用屋面的双轨吊进行吊装，内侧轨道吊运钢架，外侧轨道架设吊篮。轨道工字钢尺寸、架设高度严格根据结构计算选取，确保满足施工要求。钢架由地面直接起吊，受裙楼影响部位预先利用汽车吊或塔吊转运至裙楼屋面。
b、斜面单元钢架吊装：斜面单元钢架无法利用屋面轨道进行吊装，将采用汽车吊进行吊装，注意钢架的绑扎吊点布置，保证钢架倾斜上升（与斜面平行）。斜面倾斜角度较大（67°），考虑架设吊篮施工。施工吊篮利用屋面外侧轨道挂设，内侧轨道拉设导向钢索轨道，然后在折线位置楼层架设工装支臂挂设转向滑轮，保证斜立面吊篮利用钢丝绳轨道牵引吊篮进行幕墙施工。吊篮在移动至安装位置过程中利用和斜面幕墙平行的钢丝绳牵引，始终能够与幕墙面保持400mm的水平间距，从而满足斜立面幕墙的施工安装要求。
c、大窗大跨度单元钢架吊装：大跨度（17米）超大单元钢架无法利用屋面轨道进行吊装，且大钢架安装高度高（40米以上）、重量重（16吨），拟定选用大吨位500吨的汽车吊配合进行吊装。
d、单元钢架测量定位：由于主体结构变形引起的偏差对折线部位的安装会造成影响，在安装前对主体结构进行三维激光扫描，将扫描的三维坐标数据生成实体模型导入犀牛软件精确指导幕墙系统进行安装。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于主体结构偏差太大的位置做出补救方案后再实施安装。
e、单元钢架安装顺序组织：经过对主体结构特点的慎重分析和研究，决定主楼采取由下至上逐层安装的组织方案，保证幕墙安装引起的结构变形的平衡性，避免单个立面独立安装时结构变形的不稳定因素及不利影响。在每层钢架龙骨安装时，采取对称安装，即①相对称的两个立面龙骨同步施工；②单个立面里钢架采取由中间向两侧依次安装。
2.2 玻璃的施工质量控制
2.2.1重难点分析：
1、本项目玻璃尺寸较大（标准尺寸4200*1550mm、4200*775mm），玻璃各项参数（合片、组框）易产生加工误差，如何保证玻璃原材料及加工的质量至关重要。
2、本项目主楼大面多采用了较复杂的3D打印彩釉玻璃，如何保证彩釉玻璃的打印质量至关重要。
3、本项目主楼大面折线部位大量采用三角形玻璃，三角形玻璃锐角如何处理减少自爆至关重要。
2.2.2解决方案：
1、加工工艺的质量控制
a、提高玻璃材料的验收的检验标准：
玻璃平整度检测国家标准：《GB 15763.2 2005 建筑用安全玻璃 第2部分 钢化玻璃 》5.4条规定：平面玻璃弯曲度，波形时不应超过0.2%（即0.6/300mm）。
本项目执行标准：针对本项目4.2m玻璃的大尺寸情况，波形时不应超过0.017%（即0.05/300mm），优于国标12倍。
b、玻璃合片（夹层）质量控制：玻璃合片在恒温、恒湿、正压、10万级洁净的合片室内进行操作，在sgp夹层拼接技术上，确保视觉无缺陷，拼接缝在2米以外肉眼达到不可视。
c、玻璃原片检测控制：派遣专职人员驻专业玻璃厂，从玻璃原片的生产到最终成品的每个环节（即原片-打孔-磨边-夹胶-彩釉-钢化-（low-e）-合片），都进行平整度检测工作。
d、玻璃加工（组框）质量控制：玻璃加工主要工序为粘接铝合金副框，此工序须在专业的无尘注胶房内完成。
1）注胶前做好胶的各项试验检测，确保胶的性能满足技术要求；
2）结构胶房内控制打胶环境，控制打胶时间、控制养护时间；
3）利用游标卡尺进行注胶后的尺寸复核，确保玻璃边框偏差控制在±1mm内。
e、玻璃3D彩釉打印质量控制：
1）选择配套进口的打印设备（打印机，油墨，调色软件）。将与拥有进口高精加工设备的玻璃厂家通力配合，投入专业的调色软件、高精进口的3D打印设备，确保玻璃3D彩釉打印的质量和精度；
2）选用进口的陶瓷油墨，确保色泽逼真、性能更佳；
3）严格控制打印室的温度，湿度，灰尘度，保证良好的打印环境，消除环境误差。
f、三角形玻璃锐角处理：本项目折线位置局部三角形玻璃锐角角度小（＜30°），玻璃钢化困难，易自爆，成品率底；为此我司拟定将＜30°的三角形玻璃锐角采用钝化处理，降低自爆率，提高成品率。
2、施工工艺的质量控制
a、大尺寸玻璃的包装及运输：拟定采用包裹防护缠绕膜，采用单片玻璃单独装箱，并在空隙位置垫放防撞泡沫，装木箱运输。
b、大尺寸玻璃的安装：利用可翻转吸盘配合进行超大玻璃安装就位。
1）标准立面玻璃就位安装：我司拟定在屋面架设双层轨道，内侧轨道挂设电动葫芦吊运大尺寸玻璃，外侧轨道挂设吊篮进行玻璃的就位安装。考虑玻璃吊装过程非常危险，吊篮预先在上层楼面就位，保证施工安全。
2）标准斜面玻璃就位安装：拟定采用在楼层上利用折叠升降车在楼顶主钢梁上安装可移动式工装吊点，挂设电动葫芦进行玻璃的吊装，玻璃由地面直接垂直起吊至安装位置。施工吊篮利用屋面外侧轨道挂设，内侧轨道拉设导向钢索轨道，然后在折线位置楼层架设工装支臂挂设转向滑轮，保证斜立面吊篮利用钢丝绳轨道牵引吊篮进行幕墙施工。吊篮在移动至安装位置过程中利用和斜面幕墙平行的钢丝绳牵引，始终能够与幕墙面保持400mm的水平间距，从而满足斜立面幕墙的施工安装要求。
3）大窗斜面玻璃就位安装：拟定利用室外高空车在楼层顶部主钢梁上设置可移动吊点挂设电动葫芦吊运大尺寸玻璃。大窗斜面玻璃的安装主要利用屋面轨道架设的吊篮进行安装，吊篮就位方案同标准斜面。
通过对大跨度板块设计和安装的分析，在保证经济效益的前提下，减小了施工难度，大大的提升了大跨度板块施工的质量和效率。
三、结论
上海图书馆东馆外幕墙工程建筑设计方案造型独特，这是一个精心设计的各种不拘一格的空间集合，为城市所服务。项目建设和创新设计传承了城市文化，演绎城市人文经典，同时开创城市的美好未来！本项目幕墙采用了多项新技术，在方案设计、施工方案各阶段，业主方组织了多次专家论证并最终获得一致好评。该项目对今后类似工程的研究和应用提供了重要的参考价值。
参考文献
[1]《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205-2001 ??????中国建筑工业出版社
[3]《钢结构工程质量检验评定标准》 GB50221－95 ????? ?中国建筑工业出版社
[3]《建筑钢结构焊接规程》 JGJ81－91 ????? ??中国建筑工业出版社
论文作者:徐志成
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年2期
论文发表时间:2019/6/13
标签：玻璃论文; 幕墙论文; 吊篮论文; 钢架论文; 轨道论文; 彩釉论文; 斜面论文; 《建筑学研究前沿》2019年2期论文;