一种复杂结构双层双曲面铝板雕花组合幕墙安装施工方法与流程

1.本发明涉及组合幕墙安装技术领域，具体是一种复杂结构双层双曲面铝板雕花组合幕墙安装施工方法。


背景技术：

2.在大型体育场馆建设的方案设计阶段，为了体现地方人文文化，兼顾地方城市发展规划，区别于同类建筑等因素，通过双层双曲面雕花幕墙设计，将不同类别的幕墙进行组合，同时将同类别幕墙的展现形式进行创造，最终形成了风格迥异的外立面效果，有力的升华了建筑物的内涵，加强了建筑与环境的有机融合，提升了城市发展的形象，促进了居民生活的便捷性。
3.然而，玻璃、铝板、双层双曲面铝板雕花组合式幕墙的构造节点复杂，特别是每片铝板雕花截面大，均为双曲面，材料加工和雕花安装难度大。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术，本发明提出一种复杂结构双层双曲面铝板雕花组合幕墙安装施工方法。
5.本发明提供的一种复杂结构双层双曲面铝板雕花组合幕墙安装施工方法，包括下述步骤：s1、faro扫描已完钢结构：在钢结构沉降完成后，利用faro设备对钢结构进行三维扫描，并逆向建模生成实体钢结构模型，而后在真实的钢结构上进行重新rhino建模设计；s2、深化设计及建模：在安装双层双曲面铝板雕花和玻璃共用的圆管龙骨时，将圆管龙骨的一端与弯扭形箱梁插芯并焊接连接，另一端与弯扭形箱梁通过耳板螺栓连接；在进行双层双曲面铝板雕花的加工及现场安装时，将双层双曲面铝板雕花在高度方向1.5m模数对称均匀分块，高度方向将非标段均放置在端部，先安装标准段，后安装非标段；s3、幕墙龙骨定位放线：采用参数化加工，通过rhino软件对构建半径及长度数据全提取，材料下单及加工一一编号对应，并按照施工计划要求材料到场匹配；通过全站仪在楼层定位关键临时轴网，通过耐候钢板引垂线，并通过换算得出互相之间关系，将空间关系换算为平面关系，以对圆管龙骨进行定位测量和复尺校核；s4、包箱梁铝板龙骨安装：在弯扭形箱梁上定位和焊接200*200方管，将若干40*40方管作为包箱梁铝板龙骨焊接在弯扭形箱梁和200*200方管；s5、玻璃和铝板雕花圆管龙骨安装：进行玻璃和铝板雕花共用的圆管龙骨的安装，先安装套管，再将圆管龙骨的一端通过套芯与弯扭形箱梁连接并焊接固定，另一端通过螺栓、耳板与弯扭形箱梁连接并固定；s6、氟碳喷涂：圆管龙骨的连接处满焊完成后统一做焊缝处防锈防腐以及圆管氟碳喷涂面漆处理；s7、中间层包箱梁铝板安装：进行中间层的包箱梁铝板的安装，为玻璃安装创造条
件；s8、玻璃安装及打胶：玻璃安装前进行横梁的安装，通过横梁安装玻璃；玻璃安装后，在玻璃缝位置填塞泡沫棒，然后清洁并注胶缝；s9、双层双曲面铝板雕花安装：玻璃安装完成后及时进行剩余中间层的包箱梁铝板的施工，结束后先进行幕墙淋水试验，合格后正式进入双层双曲面铝板雕花的安装；s10、最外侧包箱梁铝板安装及打胶：双层双曲面铝板雕花安装完成后，进行最外侧的包箱梁铝板的安装并打胶，最终完成整个双层双曲面铝板雕花组合幕墙安装。
6.优选地，s2中，对于大截面的双层双曲面铝板雕花，将其在宽度方向按7m分段原则进行分块。
7.优选地，s2中，分块后，每块双层双曲面铝板雕花中每层实心铝板雕花直接在工厂完工，然后合片焊连接形成双层铝板雕花，同时所有铝板雕花块单独进行双面弯曲，铝板雕花块之间采用不锈钢套筒螺钉连接。
8.优选地，s5中，所述圆管龙骨采用镀锌钢管制作。
9.优选地，s8中，所述横梁为来铝合金横梁。
10.优选地，s8中，安装玻璃时，玻璃板块的下端压在横梁的垫框上，左右两端通过螺钉用压板将玻璃板块固定在横梁上，安装时向上抬起玻璃板块，使玻璃板块的下端与横框的托板上的橡胶垫平稳接触，再左右调整玻璃板块的位置。
11.相对于现有技术，本发明的有益效果为：1、本发明采用faro激光扫描设备对已完钢结构三维扫描逆向建立rhino幕墙精准表皮模型，通过新建模型获得龙骨的精准坐标，保证现场在弯扭形钢结构箱梁上放线一次到位。
12.2、本发明中通过深化设计，将铝板雕花和玻璃共用的主龙骨两端螺栓连接，调整为一端插芯连接，一端螺栓连接，简化了连接方式，大大降低了圆管龙骨下料和安装的容错率，有利于下料和安装一次到位。
13.3、本发明利用高度方向1.5m模数对称均匀分块、宽度方向按7m分段原则将双层双曲面铝板雕花进行分块，高度方向将非标段均放置在端部，所有雕花块单独进行双面弯曲，雕花块之间采用不锈钢套筒螺钉连接，且先加工每块双层铝板雕花内外铝板雕花片，每片雕花雕刻、弯曲后采用铝合金圆管焊接形成每块雕花铝板，每块铝单板和铝板雕花均在工厂制作，现场安装，解决了在空间曲面菱形洞口难以整体安装的难题。
14.4、本发明中通过合理组织铝板、玻璃、铝板雕花的安装顺序，提高了安装精度和整体性，确保所有的工序能形成流水施工。
附图说明
15.图1是本发明实施例一种复杂结构双层双曲面铝板雕花组合幕墙安装施工方法的流程图。
16.图2是本发明实施例中玻璃的安装示意图。
17.图3是本发明实施例中双层双曲面铝板雕花的安装示意图。
18.图中，1、弯扭形箱梁；2、200*200方管；3、40*40方管；4、圆管龙骨；5、包箱梁铝板；6、玻璃；7、双层双曲面铝板雕花。
具体实施方式
19.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例
20.一种复杂结构双层双曲面铝板雕花组合幕墙安装施工方法，如图1所示，包括下述步骤：s1、faro扫描已完钢结构：一般体育场馆钢结构均为椭圆造型和拱形屋盖，外立面多数设计为复杂造型幕墙，例如为弯扭形钢箱梁设计，类似曲面菱形花瓣骨架结构，双层双曲面组合铝板雕花组合幕墙均在花瓣钢结构上“生根”，定位测量难度大。同时考虑到钢结构和幕墙工程一般为两个单位施工，实际完成的钢结构一般与原钢结构模型存在尺寸、标高、空间定位偏差，因此需要建立最精装的实际完成的钢结构模型，以便于进行幕墙工程后续的龙骨定位和一系列材料下料工作。
21.铝板雕花组合幕墙构造复杂，构造空间极限为40-200mm，并且在有限的构造空间内要完成一系列的安装、加工、焊接等工艺，对龙骨安装位置精度要求较高。
22.因此采用三维扫描技术，在钢结构沉降完成后，利用faro设备对钢结构进行三维扫描，并逆向建模生成实体钢结构模型，而后在真实的钢结构上进行重新rhino建模设计；s2、深化设计及建模：由于双层双曲面铝板雕花组合幕墙设计节点复杂，该种幕墙往往呈现为异形结构，涉及尺寸渐变，弯曲角度不一等情况，需根据rhino精准模型和设计图纸对组合幕墙加工下料、安装方式、安装顺序方面进行分析和研究，找到一种通用式加工和安装做法，以现有项目游泳馆和体育馆为例，其铝板雕花组合幕墙为以下设计概况：a、游泳馆幕墙设计为双层双曲面铝板雕花，每层双曲面雕花铝板为实心纯铝板，厚度为12mm，总计88块曲面菱形洞口雕花，每块雕花长度1.5-22m，宽度0.5
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7.5m，重量0.5-3t,其中玻璃和铝板雕花共用横向圆管龙骨，圆管规格为
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219，两端的弯扭形箱梁与耳板焊接，然后圆管龙骨的两端与耳板螺栓连接；b、体育馆幕墙设计为双层双曲面铝板雕花，每层双曲面雕花为实心纯铝板，标准段截面112*6mm, 花瓣段宽度为130-239mm渐变不等，总计72块曲面菱形洞口雕花，每块雕花长度12m-27m，宽度5-11m，重量1.3-9.5t，其中玻璃和铝板雕花共用横向圆管龙骨，圆管规格为
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219，两端的弯扭形箱梁与耳板焊接，然后圆管龙骨的两端与耳板螺栓连接；由于圆管龙骨与钢结构的弯扭形箱梁之间连接节点较为复杂，同时曲面菱形花瓣钢结构洞口尺寸渐变，圆管下料和安装偏差均会导致圆管龙骨无法正常安装。针对这种情况，深化设计时，将双层双曲面铝板雕花和玻璃共用的圆管龙骨的一端与弯扭形箱梁插芯并焊接连接，另一端与弯扭形箱梁通过耳板螺栓连接，如此简化了连接方式，大大降低圆管龙骨下料和安装的容错率，确保下料和安装一次到位；由于每块双层双曲面铝板雕花的截面不一且为双曲面，整体截面较大、较重，无法整块弯弧和运输，需化整为零，同时体育场馆每个单体一般外圈均设计混凝土结构平台，无法上吊车等重型设备，铝板雕花整块吊装需用长臂大吊车，不经济，因此需要结合材料尺寸、重量、加工设备、运输条件、施工工艺、吊装工况等要求综合考虑及确定吊装方案，可按照以下思路进行双层双曲面铝板雕花的加工及现场安装方案制定：
a、双层双曲面铝板雕花在高度方向1.5m模数对称均匀分块，高度方向将非标段均放置在端部，先安装标准段，后安装非标段。
23.b、由于铝板喷漆用高温窑炉空间一般最大为7m左右，对于大截面双层双曲面铝板雕花，将其在宽度方向按7m分段原则进行分块。
24.c、双层双曲面实心铝雕花分块后，每块双层铝板雕花中每层实心铝板雕花直接在工厂完工，然后合片焊连接形成双层铝板雕花，如此减少了现场铝雕花分层安装时的焊接工作量和施工难度，同时所有铝板雕花块单独进行双面弯曲，雕花块之间采用不锈钢套筒螺钉连接；铝板幕墙分格可结合圆管龙骨位置进行设计，铝单板板缝按照1.5m间距设置，保证线条一致和美观；钢结构实体模型建立后，根据图纸和深化设计方案，绘制出可供放线、下料的rhino幕墙模型。
25.s3、幕墙龙骨定位放线：由于双层双曲面铝板雕花幕墙均在空间弯扭形箱梁上“生根”，弯扭形箱梁为空间结构，箱梁本身角度变化不一，越到顶部部分，角度接近水平，存在众多测量不可见面，传统方式无法快速测量，而组合幕墙对龙骨的安装位置精度要求极高，因此测量难度极大。针对这种情况可从以下2个方面进行应对：a、采用参数化加工，通过rhino软件对构建半径及长度数据全提取，材料下单及加工一一编号对应，并按照施工计划要求材料到场匹配。
26.b、采用地面临时坐标法：通过全站仪在楼层定位关键临时轴网（与实际轴网存在空间换算关系），通过耐候钢板引垂线，并通过换算得出互相之间关系，将空间关系换算为平面关系（辅助主标高），可迅速对圆管龙骨进行定位测量和复尺校核。
27.s4、包箱梁铝板龙骨安装：由于双层双曲面铝板雕花组合幕墙涉及铝板、玻璃、实心铝板雕花三种形式的幕墙，施工前需要结合图纸设计节点对各种形式的幕墙龙骨、幕墙面板进行安装顺序推演，寻找最佳的龙骨和面板安装方案，保证龙骨和面板安装一次到位，减少返工风险。
28.如图2所示，在弯扭形箱梁1上定位和焊接200*200方管2，将若干40*40方管3作为包箱梁铝板龙骨焊接在弯扭形箱梁1和200*200方管2上。
29.s5、玻璃和铝板雕花圆管龙骨安装：如2所示，以200*200方管2为测量基准，辅助进行玻璃和铝板雕花共用的圆管龙骨4的安装，先安装套管，再将利用镀锌钢管制作好的圆管龙骨4通过全站仪测量定位后，一端通过套芯与弯扭形箱梁1连接并焊接固定，另一端通过螺栓、耳板与弯扭形箱梁1连接并固定。
30.s6、氟碳喷涂：圆管龙骨4的连接处满焊完成后统一做焊缝处防锈防腐以及圆管氟碳喷涂面漆处理。
31.s7、中间层包箱梁铝板安装：如图2所示，待圆管龙骨4、包箱梁铝板龙骨安装完成且防腐防锈、面漆施工完成后，进行中间层的包箱梁铝板5的安装，为玻璃安装创造条件，其中，包箱梁铝板5在宽度方向分成单铝板并分块安装。
32.s8、玻璃安装及打胶：如图2所示，玻璃6安装前进行铝合金横梁的安装，安装过程中需检查横梁是否已被破坏，冲口是否按要求冲口，同时所有冲口边是否有变形，是否有毛刺边等，如发现类似情况要将其清理后再进行安装，保证横梁的安装质量。
33.玻璃板块在加工厂加工后需按rhino模型分格图上相应的标号对每块玻璃标记，
玻璃板块的下端压在横梁的垫框上，左右两端通过螺钉用压板将玻璃板块固定在横梁上，安装时向上抬起玻璃板块，使玻璃板块下端与横框的托板上的橡胶垫平稳接触，再左右调整玻璃板块的位置。
34.玻璃6安装后，在玻璃缝位置填塞泡沫棒，然后清洁并注胶缝，过程中采用“两块抹布法”将拟注胶缝在注胶前半小时内清洁干净。
35.s9、双层双曲面铝板雕花安装：玻璃6安装完成后及时进行剩余中间层的包箱梁铝板5的施工，结束后先进行幕墙淋水试验，如图3所示，合格后正式进入双层双曲面铝板雕花7的安装。双层双曲面铝板雕花7的安装注意以下事项：a、整体为从下到上的安装顺序，先安装标准块雕花，再安装两端非标块雕花；b、雕花吊装前需进行圆管龙骨4的间距复尺，现场施工管理人员通过钢板引垂线，根据将rhino模型上雕花空间关系换算为平面关系，可迅速对圆管龙骨4进行定位测量和复尺校核。
36.圆管龙骨4的尺寸无问题后，可采用小型汽车吊进行单块三点式吊装，对于截面较大宽度方向分段的双层双曲面铝板雕花，需在现场进行拼装，确保宽度方向上形成整块吊装。
37.s10、最外侧包箱梁铝板安装及打胶：双层双曲面铝板雕花安装完成后，进行最外侧的包箱梁铝板5的安装并打胶，最终完成整个双层双曲面铝板雕花组合幕墙安装。
38.本实施例根据钢结构曲面菱形空间洞口及双层双曲面铝板雕花组合幕墙的设计特点，通过采用faro激光扫描设备对已完钢结构三维扫描逆向建立rhino精准模型，进而导出幕墙龙骨精准坐标，最后根据坐标利用全站仪在弯扭形箱梁1上进行幕墙龙骨坐标测放。同时根据rhino精准模型和设计图纸对组合幕墙加工下料、安装方式、安装顺序方面进行分析和研究，将铝板雕花和玻璃共用的主龙骨两端螺栓连接，调整为一端“插芯”连接，一端螺栓连接，简化了连接方式，大大降低圆管龙骨下料和安装的容错率，确保下料和安装一次到位。
39.此外，将大截面双层双曲面铝单板宽度方向分块，将大截面双层双曲面实心铝板雕花进行高度、宽度方向分块，解决大截面双曲面铝板、铝板雕花一次性加工和安装难题，同时确保所有铝单板、玻璃、实心雕花工厂加工，现场直接组装和安装，提高了加工和安装的精准性。现场先施工组合幕墙龙骨，然后先施工内侧双曲面铝单板，玻璃，再施工中间铝单板，然后施工双层双曲面铝板雕花，最后施工最外侧双曲面铝单板，这种安装方式能使双层双曲面雕花组合幕墙中各形式的幕墙整体形成流水施工，能有效保证雕花组合幕墙整体的施工进度和质量，确保双层双面铝板雕花组合幕墙安装的一次合格率。
40.以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围。