李 瑩，劉淑敏，張 倩，徐 娟

(中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

0 引言

搪瓷鋼板是一種將無機(jī)玻璃質(zhì)材料通過熔融凝于基體鋼板，并與基體鋼板牢固結(jié)合在一起的新型復(fù)合材料，其性能取決于鋼種和生產(chǎn)工藝。目前，已有許多學(xué)者對其性能進(jìn)行了研究。例如，張宜等[1]對熱軋?zhí)麓射摪暹M(jìn)行了研究，分析了搪瓷燒制工藝對210MPa搪瓷鋼微觀組織特征和力學(xué)性能的影響規(guī)律；谷春陽等[2]對熱軋高強(qiáng)雙面搪瓷鋼板的組織與性能進(jìn)行了研究；鄭紹成等[3]介紹了高耐候復(fù)合搪瓷鋼板的工藝等。搪瓷鋼板作為一種性能優(yōu)越的新型復(fù)合材料，因色彩突出、高耐用性、安全環(huán)保、成本低等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用十分廣泛，尤其是在內(nèi)外建筑裝飾[4-6]、隧道[7-9]、地鐵[10]等方面。然而，目前對搪瓷鋼板安裝工藝方面的系統(tǒng)研究與介紹則較少。

富陽北支江水上運(yùn)動中心搪瓷鋼板幕墻形式以框架式鋁板為主，主要位于屋面檐口、包邊和壓頂位置，面板厚1.5mm。骨架采用鋼龍骨，有空間角度，加工和放樣難度較大，工作量也大。檐口處采用金屬材質(zhì)裝飾，為不規(guī)則造型，對結(jié)構(gòu)精度、幕墻材料、安裝工藝要求較高，施工安裝困難。以富陽北支江水上運(yùn)動中心幕墻工程為依托，對主次鋼結(jié)構(gòu)搪瓷鋼板屋面系統(tǒng)、側(cè)面搪瓷鋼板安裝，以及搪瓷鋼板幕墻施工及面板安裝等進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1 工程概況

富陽北支江水上運(yùn)動中心項(xiàng)目位于杭州市富陽區(qū)北支江南岸富陽區(qū)東洲街道華墅沙村，樺木線以東、后江線以南，用地面積為80 757m2，總投資約為5.74億元，建筑總面積為64 092.736m2，采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)(后注漿)，上部結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，其中大跨度部分采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)。該運(yùn)動中心幕墻面積總計約40 000m2， 幕墻最高約22.8m，檐口鋁板幕墻高度>23m，高度超高，施工危險性、難度大。幕墻工程平面分區(qū)如圖1所示。

圖1 幕墻工程平面分區(qū)

2 工程重難點(diǎn)分析

1)板塊高度大，材料運(yùn)輸不方便，現(xiàn)場施工單位交叉作業(yè)，同時為保證安全施工需在腳手架上施工作業(yè)，給材料運(yùn)輸帶來很大困難。另外，材料垂直安裝也存在危險性，需在安裝范圍內(nèi)做好圍欄，避免人員發(fā)生任何安全問題，并嚴(yán)格檢查吊裝繩索的連接并做好安全保護(hù)工作。

2)檐口鋁板幕墻施工因面板寬度、質(zhì)量大且骨架不易固定等，對施工措施及施工技術(shù)提出更高要求。施工前應(yīng)對現(xiàn)有平臺措施進(jìn)行相應(yīng)整改，達(dá)到要求后根據(jù)現(xiàn)場放線，依照放線數(shù)據(jù)建模下單；對現(xiàn)場施工誤差控制要求嚴(yán)格，骨架安裝焊接量大，采取防火措施并配備好相應(yīng)的防范器具等；在面板安裝過程中，人員安全及材料就位等均為工程重點(diǎn)、難點(diǎn)及危險點(diǎn)。

3 搪瓷鋼板屋面系統(tǒng)安裝方案

3.1 系統(tǒng)概況

搪瓷鋼板屋面系統(tǒng)是由鋼管組成的空間鋼管框架。鏤空格柵造型，采用1.5mm厚搪瓷鋼板飾面，檐口為搪瓷鋼板包邊。主要支撐結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)拼裝、定位、焊接工程量大。搪瓷鋼板次龍骨固定在主體鋼桁架上，需支座連接。由于體形復(fù)雜，主體鋼桁架與搪瓷鋼板龍骨不平行、不垂直，高差不同，水平投影也不同，因此，固定單元的支撐骨架連接支座顯得尤其重要。搪瓷鋼板屋面系統(tǒng)外觀如圖2所示。

圖2 搪瓷鋼板屋面系統(tǒng)外觀示意

3.2 系統(tǒng)安裝

搪瓷鋼板屋面系統(tǒng)按工廠加工、現(xiàn)場拼裝、最大限度地減少高空操作的原則進(jìn)行安裝。采用4臺30t履帶式起重機(jī)直接吊裝，從主體鋼結(jié)構(gòu)上弦桿上固定鋼管吊架，工人可站立上面進(jìn)行板塊固定和就位操作。

3.2.1預(yù)留縫位置鋼管吊架設(shè)置

1)吊架搭設(shè)

采用φ48×3.5標(biāo)準(zhǔn)鋼管腳手架搭設(shè)。鋼管吊架寬1 400mm，長度按預(yù)留縫長度。吊架固定在主體鋼結(jié)構(gòu)菱形鋼桁架上弦桿上，吊架操作面應(yīng)位于主體鋼結(jié)構(gòu)頂面向下1 200mm處，上面鋪設(shè)18mm厚木夾板。

2)鋼管吊架計算

預(yù)留收口位置的吊頂鋁板需通過設(shè)置的吊架進(jìn)行安裝?？紤]2.0kN/m2活荷載及吊架自重，鋼管吊架有限元計算結(jié)果如圖3所示。

圖3 應(yīng)力分布云圖(單位：N·mm-2)

由計算結(jié)果可知，設(shè)置4個吊點(diǎn)的吊架結(jié)構(gòu)最大變形為4.069mm，最大應(yīng)力為147.491N/mm2，小于規(guī)范規(guī)定的215N/mm2，因此，鋼管吊架設(shè)置符合規(guī)范要求。

3.2.2安裝流程

安裝流程為：測量放線→支座固定→板塊水平運(yùn)輸→吊裝、就位→校正、調(diào)整→收口部分搪瓷鋼板安裝→正面搪瓷鋼板安裝→清潔整理→檢查和驗(yàn)收。

4 12區(qū)搪瓷鋼板側(cè)板安裝方案

4.1 工程概況

搪瓷鋼板幕墻部分的主要支撐結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)拼裝、焊接工程量較大。玻璃幕墻與搪瓷鋼板的鋼結(jié)構(gòu)固定在主體鋼結(jié)構(gòu)上，玻璃幕墻鋼結(jié)構(gòu)需利用支座連接，由于玻璃幕墻及搪瓷鋼板幕墻均呈弧形，因此，固定幕墻利用的鋼支撐骨架的加工尤其重要。搪瓷鋼板立面如圖4所示。

圖4 搪瓷鋼板立面

4.2 側(cè)面搪瓷鋼板安裝

若采用現(xiàn)場焊接方式，很難保證鋼結(jié)構(gòu)造型滿足安裝要求，因此，采取工廠分段加工成型、現(xiàn)場吊裝的安裝方式。頂部鋼桁架重3.995t，側(cè)彎弧處鋼桁架重4.215t，全景窗鋼結(jié)構(gòu)安裝高度為16.2m，根據(jù)起重參數(shù)，選用40t汽車式起重機(jī)。

5 搪瓷鋼板幕墻施工方案

5.1 安裝流程

搪瓷鋼板幕墻安裝流程如圖5所示。

圖5 搪瓷鋼板幕墻安裝流程

5.2 特殊處理工藝

考慮到弧形搪瓷鋼板規(guī)格較多，而且角度不一致，因此，運(yùn)用特制的雙曲成型設(shè)備對弧形搪瓷鋼板進(jìn)行成型，通過不斷調(diào)整該設(shè)備相關(guān)參數(shù)，雙曲面板可在雙向任意拱高條件下滾壓成型，最大面板成型尺寸可達(dá)1 200mm×2 000mm。

另外，弧形搪瓷鋼板面板成型以后，該板面四周弧邊要焊接并折邊，內(nèi)部焊接需利用支撐加強(qiáng)，四周圓角要打磨一致。經(jīng)過搪瓷噴涂成型后，搪瓷鋼板背面加強(qiáng)筋可起到加強(qiáng)面板及固定形狀的作用。

5.3 預(yù)埋件調(diào)整及補(bǔ)充

在幕墻工程中，預(yù)埋件是與主體結(jié)構(gòu)相互連接的部件之一，預(yù)埋件的制作和安裝對整個幕墻工程的施工、安裝及整體效果都具有非常重要的作用。因此，首先應(yīng)找準(zhǔn)預(yù)埋件需預(yù)埋的位置，然后按分格尺寸進(jìn)行埋設(shè)。標(biāo)高偏差、與幕墻垂直方向前后距離的偏差及沿平行方向左、右偏差均要求≤10mm。

5.4 鋼骨架安裝

鋼骨架安裝流程為：利用水準(zhǔn)儀抄平→控制水平→臨時固定立柱與鋼之間的連接件→初步調(diào)整→檢查完善→最終固定。

安裝完立柱或豎框后，需做進(jìn)一步的測量定位，并在三維空間方向上進(jìn)行初步調(diào)節(jié)，使立柱或豎框的誤差<1mm，待全部安裝完畢后，再進(jìn)行全面調(diào)整。另外，在連接立柱或豎框與主體及預(yù)埋件時，應(yīng)滿足表1規(guī)定的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

表1 立柱或豎框質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

6 搪瓷鋼板面板安裝

6.1 工藝流程

搪瓷鋼板面板安裝流程為：施工準(zhǔn)備→仔細(xì)檢查并驗(yàn)收鋁板是否合格→將搪瓷鋼板各板塊按一定層次堆放→初步安裝→調(diào)整→固定→檢查、驗(yàn)收。

在固定螺栓時，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計圖紙要求或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范文件執(zhí)行，嚴(yán)禁少安裝或不安裝緊固螺栓。先做好臨時固定，然后將搪瓷鋼板面板調(diào)整至正確位置，最后用力擰緊固定螺栓。

6.2 防水施工重點(diǎn)

1)由于幕墻工程的基座在安裝過程中不可避免地會存在油漬及灰塵等污染物，因此，在進(jìn)行防水施工前，首先需利用有機(jī)溶劑將幕墻工程基座表面油污等清洗干凈，并使用吹風(fēng)機(jī)將表面灰塵吹干凈。

2)噴涂施工前，事先對基座內(nèi)無須防水處理的部位進(jìn)行遮擋保護(hù)，一般可采用彩條布進(jìn)行遮擋，務(wù)必注意搭接部位利用彩條布遮擋的嚴(yán)密性。

3)噴涂施工時，應(yīng)根據(jù)彩條布遮擋高度適當(dāng)降低噴槍高度，噴槍應(yīng)低于圍擋高度，并防止噴涂材料飛濺至基座造成污染。

4)防水噴涂施工過程中，若出現(xiàn)噴涂材料污染基座現(xiàn)象，應(yīng)盡快在噴涂材料未成型前及時使用有機(jī)溶劑清洗。

5)對基座特殊異形部位進(jìn)行噴涂處理時，應(yīng)認(rèn)真并進(jìn)行多遍噴涂處理，以保證異形部位防水材料充分填充，適當(dāng)時可采取手工刮涂填塞，以保證防水的嚴(yán)密性。

6)對于噴涂厚度超標(biāo)及基座無須噴涂的部位，可使用手鋸進(jìn)行切割以修平處理。

7 結(jié)語

富陽北支江水上運(yùn)動中心幕墻工程總面積較大，其中搪瓷鋼板幕墻部分造型不規(guī)則，存在復(fù)雜的空間角度，因此，不論是加工還是放樣都非常困難。土建結(jié)構(gòu)施工誤差對搪瓷鋼板幕墻的變形影響較大，因此，需將誤差控制在非常小的范圍。針對此類問題，通過對富陽北支江水上運(yùn)動中心幕墻工程主次鋼結(jié)構(gòu)搪瓷鋼板屋面系統(tǒng)、側(cè)面搪瓷鋼板安裝，以及搪瓷鋼板幕墻施工及面板安裝等進(jìn)行詳細(xì)介紹，總結(jié)出一套搪瓷鋼板幕墻的施工方案。