弧形鋁板幕墻多維坐標(biāo)定位施工技術(shù)

1、弧形鋁板幕墻多維坐標(biāo)定位施工技術(shù)李衛(wèi)東 張靈 施海勇金豐環(huán)球裝飾工程（天津）有限公司摘 要 本工程為外幕墻裝修工程，罩棚側(cè)面最高約42米，整個(gè)外幕墻造型如同丹頂鶴的“翅膀”，給人輕巧明快的感覺。因此工程造型獨(dú)特，立體弧度漸變感強(qiáng)，施工放線及現(xiàn)場(chǎng)定位是本工程的一大難點(diǎn)。為了能精確的完成本工程的測(cè)量放線，根據(jù)幕墻施工定位坐標(biāo)圖紙，結(jié)合土建的放線點(diǎn)位，輔以城南測(cè)繪所提供的水準(zhǔn)測(cè)量成果，進(jìn)行幕墻定位的施工坐標(biāo)與測(cè)量坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在以往的工程施工中，往往采用轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行計(jì)算轉(zhuǎn)換，這種繁瑣的公式計(jì)算，包括距離計(jì)算、角度計(jì)算，工作量大，且很容易出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤或計(jì)算精度達(dá)不到施工要求的問題。為了提高數(shù)據(jù)精度，對(duì)

2、所有建構(gòu)筑物進(jìn)行更為詳細(xì)、準(zhǔn)確的計(jì)算復(fù)核，從而更適合控制點(diǎn)較多、更為復(fù)雜的體育場(chǎng)工程，本工程采用CAD法進(jìn)行轉(zhuǎn)換坐標(biāo)定位。關(guān)鍵詞 體育中心 弧形鋁板 幕墻 CAD 施工技術(shù)1、工程概況鹽城體育中心項(xiàng)目位于江蘇省鹽城市城南新區(qū)，體育場(chǎng)工程包括主體育場(chǎng)和位于主體育場(chǎng)西側(cè)的熱身場(chǎng)及第一檢錄處和南側(cè)大平臺(tái)下的能源中心?？磁_(tái)外輪廓為近橢圓形，南北長(zhǎng)約258.80米，東西寬約222.80米，看臺(tái)下布置了與賽事密切相關(guān)的各類房間和觀眾服務(wù)用房。因此工程造型獨(dú)特，立體弧度變化感強(qiáng)，施工放線及現(xiàn)場(chǎng)定位是本工程的一大難點(diǎn)。為了能精確的完成本工程的測(cè)量放線，本工程采用了弧形鋁板幕墻CAD坐標(biāo)轉(zhuǎn)換定位施工技術(shù)，極大地

3、降低了施工難度，縮短了施工工期。圖1 效果圖 圖2 效果圖2、工藝原理整個(gè)工程施工原則為：采用全站儀放線，結(jié)合土建平面圖紙和施工放線的測(cè)量控制點(diǎn)，以整個(gè)體育場(chǎng)中心為土建坐標(biāo)和幕墻坐標(biāo)的聯(lián)系點(diǎn)，先根據(jù)土建坐標(biāo)校核幕墻坐標(biāo)（兩者坐標(biāo)系不同，旋轉(zhuǎn)角度相差7.978°），無誤后根據(jù)幕墻坐標(biāo)點(diǎn)位，采用在電腦上CAD三維坐標(biāo)直接讀取法，精確每個(gè)點(diǎn)的精度，每個(gè)羽毛以點(diǎn)繪網(wǎng)，最終控制住整個(gè)羽毛的弧度走向。在幕墻點(diǎn)位放線過程中，選取每個(gè)羽毛的23個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行與土建點(diǎn)位的再次核對(duì)，確保精確。施工過程中因整個(gè)體育場(chǎng)外幕墻為腳手架一圈全部搭設(shè)，根據(jù)搭設(shè)先后順序，整個(gè)的十片羽毛最終可以同時(shí)進(jìn)行施工。橫豎鋼龍骨

4、施工過程中，因豎向熱鍍鋅100*50*4方管需要根據(jù)弧度造型預(yù)先拉彎彎弧，在滿足圖紙弧度條件下，配合面板弧度的安裝，最終才能體現(xiàn)羽毛的伸展變化特性。3、工藝流程及操作要點(diǎn)3.1工藝流程全站儀測(cè)量放線固定控制點(diǎn)羽毛三維點(diǎn)位復(fù)核熱鍍鋅100*50*4立柱安裝熱鍍鋅80*40*4橫梁安裝熱鍍鋅40*40*4方管安裝（壓型鋼板龍骨）自檢龍骨驗(yàn)收0.5mm厚壓型鋼板安裝鋪設(shè)無紡布、巖棉、鋼絲網(wǎng)自檢隱蔽驗(yàn)收2mm批水面板安裝打密封膠隱蔽驗(yàn)收3mm面板安裝自檢驗(yàn)收3.2操作要點(diǎn)3.2.1測(cè)量放線根據(jù)軸線點(diǎn)位圖上軸線與正北N方向的夾角為7.778度，而幕墻的整體定位圖紙上Y軸方向?yàn)樨Q直正方向，為了使得旋轉(zhuǎn)后軸

5、線點(diǎn)位圖能與幕墻整體定位圖紙的X、Y軸重合，此旋轉(zhuǎn)角度為7.778度+0.201度（軸線點(diǎn)位圖上的豎線與豎直方向的夾角度數(shù)）=7.978度。根據(jù)羽毛板塊16的控制點(diǎn)與軸線的關(guān)系，我們把此6個(gè)控制點(diǎn)放到軸線點(diǎn)坐標(biāo)的平面圖紙中，經(jīng)CAD直接測(cè)量得6個(gè)羽毛板塊的控制點(diǎn)1（X:516122.167,Y:3687963.205）,控制點(diǎn)64（X:516012.381,Y:3688021.201）,控制點(diǎn)88（X:515992.067,3688067.661）,控制點(diǎn)112(X:515989.623,Y:3688118.753),控制點(diǎn)136（X：516004.633，Y:3688165.911）,控制點(diǎn)

6、200（X:516085.296,Y:3688226.369）接著根據(jù)中心O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)平面圖7.978度，并把中心O點(diǎn)設(shè)成坐標(biāo)原點(diǎn)，再次測(cè)量此6個(gè)羽毛板塊的控制點(diǎn)，采用CAD測(cè)量法測(cè)出施工坐標(biāo)與幕墻圖紙吻合，復(fù)核正確。高度坐標(biāo)根據(jù)建筑1米線標(biāo)高進(jìn)行放線。至此，6個(gè)羽毛板塊的基礎(chǔ)控制點(diǎn)已經(jīng)完成，羽毛板塊上的其余坐標(biāo)根據(jù)既定控制點(diǎn)坐標(biāo)放線。最后根據(jù)幕墻羽毛板塊定位圖紙，用全站儀打點(diǎn)，勾勒出羽毛完成面的輪廓控制點(diǎn)。圖3 體育場(chǎng)平面圖圖4 體育場(chǎng)東立面圖圖5 體育場(chǎng)西立面圖圖6 羽毛三維圖3.2.2鋼龍骨安裝羽毛豎向鋼龍骨安裝采用熱鍍鋅100*50*4方管（6米長(zhǎng)），熱鍍鋅90*40*4鋼套芯，熱鍍鋅L9

7、0*56*6650鋼制轉(zhuǎn)接件（長(zhǎng)度650mm不等）。原熱鍍鋅250*120*8檁條安裝完成后(見圖7)，鋼制轉(zhuǎn)接件L90*56*6（長(zhǎng)度從250mm到650mm不等）焊接在檁條平面上（見圖7），采用不銹鋼M12*100螺栓（采用雙平墊一彈簧墊一螺母）與熱鍍鋅100*50*4方管螺接，熱鍍鋅80*40*4鋼橫梁一端采用不銹鋼M6*70螺栓（采用雙平墊一彈簧墊一螺母）與熱鍍鋅L63*460角碼螺接，熱鍍鋅L63*460角碼與熱鍍鋅100*50*4豎龍骨焊接。另一端熱鍍鋅80*40*4鋼橫梁與豎向熱鍍鋅100*50*4鋼龍骨直接焊接。此部位是整個(gè)施工難點(diǎn)之一，因整個(gè)龍骨面的弧度走向直接影響面板安裝完

8、成后的質(zhì)量，所以在豎向龍骨安裝過程中，每個(gè)小軸線豎向龍骨長(zhǎng)度約33米，在這段長(zhǎng)度上，直線段共16米，取頭尾兩個(gè)三維點(diǎn)位定位，上部弧形部位12米（因弧形部位上下兩個(gè)三維點(diǎn)的X、Y、Z三個(gè)數(shù)值均不相同，造成弧形部位的豎向熱鍍鋅100×50×4鋼龍骨的50mm面與面板的平面不平行，整個(gè)弧形龍骨呈扭曲狀態(tài)），采用4個(gè)三維點(diǎn)位進(jìn)行定位，最上部6米為直線部位，兩個(gè)三維點(diǎn)定位。所以每個(gè)豎向龍骨共采用6個(gè)三維點(diǎn)位進(jìn)行控制，滿足圖紙要求的定位方式，能達(dá)到最終的成型效果。圖7 熱鍍鋅250×120×8檁條安裝完成圖8 熱鍍鋅轉(zhuǎn)接件L90×56×6焊接在檁

9、條平面3.2.3壓型鋼板龍骨安裝在施工鋁單板鋼龍骨的同時(shí)，進(jìn)行壓型鋼板龍骨的施工。壓型鋼板鋼龍骨熱鍍鋅40×40×4方管根據(jù)施工圖紙直接焊接在熱鍍鋅250×120×8主檁條方管上，長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際上下主檁條的距離進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)量取斷料，每根熱鍍鋅40×40×4方管的橫向間距根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)共84個(gè)軸線之間的間距均分，橫向間距大致與鋁板的長(zhǎng)度方向相同，約2.2米（每塊壓型鋼板背面有3根熱鍍鋅40×40×4方管龍骨）。3.2.4壓型鋼板安裝壓型鋼板龍骨驗(yàn)收完畢后，進(jìn)行壓型鋼板的安裝，采用0.5mm厚壓型鋼板圍繞體育場(chǎng)進(jìn)行環(huán)形鋪設(shè)，相鄰壓

10、型鋼板搭接長(zhǎng)度為150mm。采用M5×25鍍白鋅自攻自鉆鉆尾螺釘將壓型鋼板固定在熱鍍鋅40×40×4方管上（從體育場(chǎng)內(nèi)側(cè)位置固定），每塊壓型鋼板的每個(gè)波谷均固定螺釘。圖9 壓型鋼板安裝3.2.5無紡布、巖棉、鋼絲網(wǎng)安裝壓型鋼板安裝完成后，進(jìn)行無紡布的安裝，無紡布平鋪在壓型鋼板上，安裝50mm厚的巖棉（1200mm×600mm）,外側(cè)再采用鋼絲網(wǎng)進(jìn)行覆蓋固定。整個(gè)無紡布、巖棉、鋼絲網(wǎng)安裝完成后，采用冷鍍鋅18#鐵絲在上下相鄰主檁條之間（巖棉的外側(cè)）拉水平兩道進(jìn)行固定整體，并在相交的每根豎向壓型鋼板的龍骨熱鍍鋅40×40×4上采用冷鍍鋅1

11、8#鐵絲穿過巖棉收緊固定。圖10 無紡布、巖棉、鋼絲網(wǎng)安裝 圖11 頂部節(jié)點(diǎn)3.2.6批水鋁單板加工及安裝(1)安裝前的工作。在安裝前的準(zhǔn)備階段，把現(xiàn)場(chǎng)的鋁單板按編號(hào)運(yùn)輸?shù)骄徒钠鸬跷恢?，堆放?guī)則整齊。保護(hù)好板面的干凈整潔，防止污染或人為的故意劃痕。(2)鋁單板從地面運(yùn)輸?shù)桨惭b位置時(shí)，注意起吊位置的下方是否有人或有貴重儀器等。在吊裝過程中，應(yīng)設(shè)專人看管，禁止有人在下面活動(dòng)走動(dòng)?？吹酱祟惽闆r發(fā)生，看管人員應(yīng)制止約束，確保安全。(3)在鋁單板運(yùn)輸至腳手架上開始安裝的過程中，應(yīng)先調(diào)整板塊的位置與龍骨順序一致，然后再撕去鋁單板上的保護(hù)膜，進(jìn)行安裝。(4)在安裝鋁單板前，班組長(zhǎng)做好各安裝人員的交底工作，

12、確保安裝的時(shí)必須戴好安全帽，系好帽帶和系好安全帶，腳穿防滑膠鞋，在保證工人各項(xiàng)安全的前提下，才能開始施工。(5)遇到30mm的縫隙，必須按照規(guī)定采用沉頭螺釘安裝鋁單板。(6)批水鋁單板安裝時(shí)，注意折邊的位置，東區(qū)1號(hào)5號(hào)羽毛的批水鋁板均折底邊和右邊，安裝時(shí)注意疊放位置，所有的螺釘必須全部安裝到龍骨骨架上，每顆螺釘?shù)拈g距不大于350mm，對(duì)于豎向龍骨，采用加長(zhǎng)的螺釘M4.8×45自攻自鉆進(jìn)行安裝。（西區(qū)1號(hào)5號(hào)羽毛折底邊和右邊，安裝時(shí)從下往上第17塊板是左側(cè)板的豎向右邊在右側(cè)版豎向左邊之上，其余從下往上16塊板是相反安裝）圖12 2mm批水鋁單板安裝側(cè)面(7)所有板塊安裝完成后，進(jìn)入打

13、膠程序。在打膠前，用碎布頭擦干凈打膠縫的位置，清理出灰塵等污物。后用高性能密封膠進(jìn)行密封，每道縫打完后，應(yīng)采用專用工具刮縫，確保高性能密封膠與上下兩側(cè)鋁板的填充密實(shí)，嚴(yán)禁漏打和存在縫隙的位置。另螺釘部位用高性能密封膠密封時(shí)，應(yīng)把螺帽位置全部蓋住，打的膠縫應(yīng)統(tǒng)一，整齊美觀。(8)注膠時(shí)，周圍環(huán)境的濕度及溫度等氣候條件要符合耐侯膠的施工條件，方可進(jìn)行施工。過低的溫度，將影響耐候膠的固化質(zhì)量。因此應(yīng)避免在溫度較低的夜間、早晨和傍晚進(jìn)行注膠，需要選擇中午（11:00至15:00）的時(shí)間進(jìn)行。(9)打完膠后，應(yīng)先進(jìn)行自檢，檢查是否存在漏打部位，若存在，進(jìn)行局部修補(bǔ)。自檢完成修繕完成后，報(bào)甲方進(jìn)行驗(yàn)收。驗(yàn)

14、收通過后，再進(jìn)入下一道安裝程序。圖13 2mm批水鋁單板安裝頂面3.2.7面板安裝(1)根據(jù)留縫的位置，在鋁單板現(xiàn)場(chǎng)安裝角碼時(shí)，需要區(qū)分角碼的安裝位置，角碼的子健安裝在板塊的左側(cè)邊和下側(cè)邊，母健安裝在板塊的上側(cè)邊和右側(cè)邊。注意：母健的長(zhǎng)度為80mm，子健的長(zhǎng)度為40mm，每組角碼位置之間的間隔不能超過350mm。注：角碼子母健與鋁單板的縫隙處需要注結(jié)構(gòu)膠（在注膠前應(yīng)先清理干凈注膠的表面）。見下圖30mm縫隙和2mm縫隙節(jié)點(diǎn)圖。圖14 3mm鋁單板安裝圖15 30mm縫隙節(jié)點(diǎn)圖圖16 20mm縫隙節(jié)點(diǎn)圖 (2)在安裝頂部弧形板位置時(shí)，因腳手架搭設(shè)無法到位，及內(nèi)層2mm批水鋁板安裝完成后，形成一個(gè)

15、統(tǒng)一的光滑的完成面，人無法站立，從羽毛第16塊板以上（由下往上數(shù)）均采用“蜘蛛人”式懸掛施工安裝面板。3.2.8面板安裝完成清理驗(yàn)收?qǐng)D17 幕墻完成效果4、組織和安全4.1 操作工必須經(jīng)過培訓(xùn)和安全教育方可上崗，并進(jìn)行安全技術(shù)交底，有關(guān)人員必須持證上崗；4.2 腳手架搭設(shè)應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)范要求，不得隨意拆除腳手架；4.3 高空作業(yè)時(shí)，須配戴勞保用品；4.4 臨時(shí)用電的架設(shè)應(yīng)滿足施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范（JGJ46）的有關(guān)規(guī)定；4.5 在電焊作業(yè)時(shí)，必須設(shè)置接火斗；各種防火工具配備齊全，并定期檢查。5、效益分析5.1 提高了計(jì)算精度，確保每片羽毛上的鋁板都能完全符合設(shè)計(jì)要求。在以往的工程施工中，

16、往往采用轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行計(jì)算轉(zhuǎn)換，這種繁瑣的公式計(jì)算，包括距離計(jì)算、角度計(jì)算，工作量大，且很容易出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤或計(jì)算精度達(dá)不到施工要求的問題。采用弧形鋁板幕墻CAD坐標(biāo)轉(zhuǎn)換定位施工技術(shù)提高了計(jì)算精度，確保每片羽毛上的鋁板都能完全符合設(shè)計(jì)要求。5.2極大地降低了施工難度，縮短了施工工期。6、成本分析提高了計(jì)算精度，確保每片羽毛上的鋁板都能完全符合設(shè)計(jì)要求，極大地降低了施工難度，縮短了施工工期。就鹽城體育中心體育場(chǎng)幕墻項(xiàng)目采用此種工藝與常規(guī)分析后，對(duì)照見下表：經(jīng)濟(jì)效益對(duì)照表消耗常規(guī)做法（轉(zhuǎn)換公式計(jì)算）CAD坐標(biāo)轉(zhuǎn)換定位法節(jié)省率精確度80%99%19工期300天260天15.4成本9500萬8800萬7.957、結(jié)束語通