曲面幕墙施工技术和管理措施

吴信冠

摘要：近年来，在市场上出现了很多的异形建筑，这类型建筑的结构复杂、体系繁杂，传统的施工工艺和技术下存在很大的技术难题，为达到结构施工的基本要求，很多工程中都采用了曲面幕墙施工技术。曲面幕墙技术在工程项目中的应用，为达到施工的质量标准，需采用现代化技术来进行施工模拟与检验，以使得现场的施工作业能够高效、有序开展。基于此，本文以某工程项目为例，探究了在此项目中曲面幕墙施工技术的要点，并指出了施工作业中的管理措施，对同类型项目的实施具有借鉴意义。

关键词：曲面幕墙；施工技术；管理措施

建筑行业在长时间发展的过程中，已经日渐出现了很多的新工艺，新工艺和新技术在工程项目中的应用，提高了项目的建设水平，满足了工程的施工标准。由于当下的一些建筑，存在有一些不规则的造型，利用传统的结构施工技术很难达到良好的施工效果，经由曲面幕墙技术的应用，可形成立面施工，提高结构施工质量。虽然曲面幕墙技术在很多的工程项目中都得到了一定的应用，但因为每个工程项目各有各的结构特点，在开展曲面幕墙施工的过程中，应加强技术管理和质量控制。

1.工程概况

以某商业大楼为例，此大楼总建筑面积为20153m³，为符合现代人的审美需求，在此大楼设计时，设计人员充分采用了现代化的设计理念，形成了简约的造型，符合现代人的审美追求。根据此项目的结构特点，幕墙技术是关键，幕墙系统构成复杂，包含飘带与球体铝板系统、常规玻璃幕墙系统、采光顶系统。

2.曲面幕墙施工的技术难点

2.1设计难点

此项目的结构复杂，为不规则结构，特别是曲面幕墙面板的曲率呈现出不规律的变化特点，导致在开展结构设计的过程中，需解决的设计难题较多。

2.2测量放线的控制

此工程中为椭圆形球体，以其中的最大球体为研究对象，其中包含有29层椭圆圆弧，外围设计的是球体圆弧结构，在这种复杂的结构下，为达到结构施工的有关规定，整个的施工作业进行中，需保障放样精度。一旦在测量放线的过程中缺乏有效的控制，必然会导致所得到的数据结果与实际存在较大的偏差，在后续的结构施工中，参考这些数据进行结构处理时，很难达到理想的施工效果，比如，钢结构无法合拢，需重新测量，不仅耽误工期，也增加了施工成本^[1]。

2.3安装施工难点

结合对此商业大楼的整体结构分析，发现此工程的球体，采用的是整体网架安装方法，网架最大长度、中间宽度分别为24.3mm、900mm，结构高度大且重量大，安装过程中需要注意的要点较多。桁架吊装时要对方位反复调整，以使得空间角度能够符合施工要求，通过对方位的不断调整，还可有效将结构误差保持在正常范围内，即使桁架整体起吊的过程中因为其自身的重量，会引起一定的结构形变与位移，其变形量也处于正常标准内，在开展施工作业时，关键要保障定位的准确性^[2]。

3.曲面幕墙施工技术

3.1曲面幕墙空间三维放样技术

在此工程项目中，由于结构形状的特殊性，利用传统的结构施工技术很难达到质量要求，可通过BIM技术来进行建筑模型的构建，在该模型中集成全部的工程数据和信息，从而在模型中获得关于各个预埋件、幕墙龙骨的正确位置，在获得了精准的位置参数后，确定每个控制点的空间位置，并将这些定位信息输入，也就是说，经由RTS机器人全站仪的配置，可利用其自有的功能，精准定位预埋件、幕墙板块的位置，将所得到的结果用于指导后续的安装工作，全面提高安装精度。在复核环节，依据高度情况在幕墙龙骨立面上布设有多个测点，RTS机器人全站仪能够准确得到各个测点与其对应轴线的水平距离，根据对这些距离的掌握，也就能够检查幕墙龙骨、幕墙板块的位置是否正确。

3.2可调角度斜向爬升吊篮安装技术

在很多的工程项目中，都广泛应用了幕墙技术，但传统的幕墙技术下，因为存在着一定的技术局限性，在实际施工操作时可能会遇到难题。针对这一工程项目，在开展曲面幕墙施工时，可以传统幕墙工艺作为前提，同样使用吊篮，研发出一种可改变吊篮位置的顶杆，在施工操作中，可根据需求对顶杆实施顶出或者拉近吊篮上部悬挂机构与吊篮篮筐之间所悬挂的钢丝绳，也就能够使得吊篮可调角度呈现出斜向爬升的状态，使得吊篮的可调角度能够与建筑的立面弧形状相一致，避免在传统幕墙技术下，多次安装和拆卸吊篮，如图1所示^[3]。

图1吊篮斜向爬升

现场施工作业的进行中，为保障正常的施工作业，需保障吊篮上部悬挂机构安装位置的正确性，这一位置可根据一些已知的条件，经由有关的计算来获得。将塔楼立面最底部楼层结构的边作为坐标原点，获得每个楼层结构边的具体坐标，通过数学函数对塔楼立面的曲线加以模拟和分析，依据对应的数学函数，确定各段线形的竖向切点，最终按照竖向切点的具体位置，来确定吊篮上部悬挂机构的安装位置。

3.3

幕墙板块吊装轨道技术

在此曲面幕墙施工中，幕墙板块吊装轨道技术也是关键的技术，在此技术的应用过程中，需在建筑外侧进行吊装轨道的正确安装，但在风帆格栅的安装环节，需将其采用轨道运输的方式，在运输到该楼层的任何位置时，就可进入正式的安装环节。单独的风帆格栅运输轨道设置，可使得在现场的施工作业进行中，减少人塔式起重机的使用，也就可降低这一方面的施工成本。

4.曲面幕墙的管理措施

4.1技术要点

4.1.1设计细节控制

此工程项目实施中，有关人员进行了曲面铝板样墙安装作业，安装工作结束以后，开展了安装检查，发现其安装质量不佳，在曲面铝板表面存在翘曲变形，为解决施工方面的这些问题，可通过施工工艺的优化来实现，制定更为科学且可行的施工方案。原先的曲面铝板，在加强筋的连接方面采用的是刚性连接，在对施工方案加以调整以后，不再采用刚性连接，而采用柔性连接，这种连接处理下，只要严格遵守了有关的操作规定，就可避免弯弧后定型时导致曲面成型的连贯性不好^[4]。施工现场关于加强筋的安装固定中，需进行顺序调节，在最初的施工过程中，采用的是一端向另一端的顺序，而在方案调整后，采用两端向中间的固定方式，这种固定顺序下，可避免因为铝板内应力的存在而造成一定的变形。

对球体铝板的安装状态加以有效模拟，根据模拟结果，可构建水平调节进出、垂直调整角度、横向滑移铝板的调节方式，经由这三种调节方式的科学应用，可在具体的施工作业进行中，有效实现误差的控制，使得环形钢骨架高度能够与施工要求相一致，确保整体造型。

4.1.2BIM技术空间定位

为在曲面幕墙施工技术的应用中有效发挥BIM技术的优势，有关施工人员需根据对工程信息的掌握情况，建立此工程项目的BIM模型，在建立了该模型以后，从模型中获得铝板面、龙骨放样坐标，配备全站仪，通过全站仪的放样定位结果，指导现场施工人员的安装作业。在曲面幕墙的定位放线与钢结构施工要保持同步性，只有如此，才能够在现场施工作业的进行中，达到良好的结构施工效果。

4.1.3球体安装技术

在此工程项目的实施中，球体安装是关键环节，为达到最佳的安装施工效果，主要需注意以下几个方面：（1）桁架尺寸控制，在安装工作中，需按照结构要求，加强对桁架尺寸的调整和控制，具体的控制工作中，需按照主体结构误差来进行，选择一块平整的场地实施放模，每0.5m取桁架内外2个标高，对内外弧线的标高加以精准审核，确保不存在误差^[5]。（2）桁架预定位，因为在此工程项目中，顶部钢结构施工作业的进行中，是采用定位桩施工方法的，在这一施工方式下，可以避免预埋板施工下球体桁架定位的高度不处于同一纬度的情况，且能够使得施工作业中的结构误差调节更为便捷且高效，确保球体钢结构的最终施工效果。（3）桁架连接，在桁架的安装作业中，连接是关键，只有保障了连接方式的正确性，才能够保障结构的完整性。安装过程中，首先应将桁架与楼顶立柱结构预连接起来，使用钢筋穿过法兰盘螺栓孔的方式实现临时固定处理。在采用塔吊开展施工作业时，采用多点位吊装方案，在这种吊装施工下，桁架能够通过缆风绳在空中调整经线方位角度来进行相应的调整，确保桁架能够与主体结构的预埋件保持可靠连接，在连接处理好以后，通过点焊做好临时固定。对桁架吊点加以调整，并些微调整桁架纬线方位角度，配备全站仪进行钢结构误差的调整，在误差处于正常范围时，实施合拢。部分桁架在放模时往往没有出现任何的偏差，但在后续吊装作业的进行中，随着吊装作业的开展，桁架本身的自重加剧了连接部位的变形。通常情况下，针对经线方向上的形变，可通过主体结构埋件来完成调节，而纬线方向上的形变，则需要在横管安装环节，施加一定的侧向力。

4.2管理要点

4.2.1设计阶段的管理

曲面幕墙的施工作业进行中，施工难度较大，为保障施工作业的顺利开展，在前期的设计阶段，需考虑后续施工过程中可能遇到的各种问题，经由对多方面因素的分析，制定最佳的施工方案。关于曲面幕墙施工技术，我国陆续出台了相应的规范，在设计方案的确定时，需严格遵守设计规范中的各个规定，做好各个细节的优化。设计阶段的管理工作，主要是要依据对工程现场情况的掌握，来把握正确的设计方案，针对有争议点的设计部分，要参考有关的设计规定来进行处理。总之，设计方案的确定中，需按照经济性和技术性分析的结果，选择最为科学的方案，将此方案作为后续施工的参考。

4.2.2施工质量的管理

曲面幕墙施工的复杂度远远超过了一般的施工作业，这就决定了在开展这一环节的施工作业时，质量控制相对困难。为减少曲面幕墙施工中的质量问题，在施工作业中应开展全面的质量监管和控制，分配专门的质量控制人员，及时发现施工过程中的质量问题并及时与有关部门协商，针对质量问题来制定相应的解决措施。首先，在工程企业内部，需根据项目本身的工程量和结构要求、曲面幕墙施工方案，制定最佳的质量管理方法，在整个施工环节，严格执行质量管理工作，针对施工中的一切质量检测，都需要做好有关的数据记录和保存。其次，项目实施时往往有工期限制，为在约定的工期内高质量完成施工作业，在工程企业内部要设立专门的质量监管机构，按照工程施工任务，给曲面幕墙施工分配专门的质量监管人员，由这些质量监管人员来负责全过程的质量监督，检查每一个施工细节是否能够与设计图纸的要求相一致，如果存在不一致的地方，质量监管人员需将问题反馈给专有部门，由该部门督促相关施工人员限期整改。最后，在企业内部形成完善的质量管理制度，落实相关岗位人员的质量管理和控制责任，通过责任的落实确保每个岗位人员都能够切实履行各自的职责。

结束语：

曲面幕墙施工是很多工程项目的施工难点，为保障这一环节的施工质量，工程企业需根据项目的结构特点，加强在曲面幕墙施工中的技术管理和质量控制，推进施工的规范化，确保工程质量目标的实现。

参考文献：

[1]黄建国.大尺寸双曲面幕墙玻璃冷弯施工技术[J].建筑安全,2020,35(4):6.

[2]马青文.大型双曲面隐框玻璃幕墙装饰施工技术[J].中国室内装饰装修天地,2020,000(001):269.

[3]王祥,常琦,郝行,等.正向BIM设计技术在复杂幕墙设计施工中的应用——以青岛万达东方影都大剧院及秀场项目为例[J].华中建筑,2021,39(9):6.

[4]段连军.基于BIM平台的复杂曲面幕墙工程设计探析[J].建材发展导向,2020,18(3):1.

[5]佟克龙.建筑BIM参数化技术在异形曲面幕墙设计与施工中的应用[J].广东土木与建筑,2020,27(2):4.