大型運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館搪瓷鋼板安裝技術(shù)*

李 瑩，劉淑敏，張 倩，徐 娟

(中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

0 引言

搪瓷鋼板是一種將無(wú)機(jī)玻璃質(zhì)材料通過(guò)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(duì)其性能進(jìn)行了研究。例如，張宜等[1]對(duì)熱軋?zhí)麓射摪暹M(jìn)行了研究，分析了搪瓷燒制工藝對(duì)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(yáng)等[2]對(duì)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(duì)搪瓷鋼板安裝工藝方面的系統(tǒng)研究與介紹則較少。

富陽(yáng)北支江水上運(yùn)動(dòng)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(duì)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(yáng)北支江水上運(yùn)動(dòng)中心幕墻工程為依托，對(duì)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(yáng)北支江水上運(yùn)動(dòng)中心項(xiàng)目位于杭州市富陽(yáng)區(qū)北支江南岸富陽(yáng)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(dòng)中心幕墻面積總計(jì)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(xiǎn)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(chǎng)施工單位交叉作業(yè)，同時(shí)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(lái)很大困難。另外，材料垂直安裝也存在危險(xiǎn)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(duì)施工措施及施工技術(shù)提出更高要求。施工前應(yīng)對(duì)現(xiàn)有平臺(tái)措施進(jìn)行相應(yīng)整改，達(dá)到要求后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)放線，依照放線數(shù)據(jù)建模下單；對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(guò)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(xiǎn)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(chǎng)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(tái)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(zhǎng)度按預(yù)留縫長(zhǎng)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(jì)算

預(yù)留收口位置的吊頂鋁板需通過(guò)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(jì)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(jì)算結(jié)果可知，設(shè)置4個(gè)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(cè)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(chǎng)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(chǎng)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(duì)弧形搪瓷鋼板進(jìn)行成型，通過(guò)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(guò)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(duì)整個(gè)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(shí)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(cè)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(shí)，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(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)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(shí)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(guò)程中不可避免地會(huì)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(duì)基座內(nèi)無(wú)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(shí)，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(guò)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(shí)使用有機(jī)溶劑清洗。

5)對(duì)基座特殊異形部位進(jìn)行噴涂處理時(shí)，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(shí)可采取手工刮涂填塞，以保證防水的嚴(yán)密性。

6)對(duì)于噴涂厚度超標(biāo)及基座無(wú)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(yǔ)

富陽(yáng)北支江水上運(yùn)動(dòng)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(duì)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(duì)此類問題，通過(guò)對(duì)富陽(yáng)北支江水上運(yùn)動(dòng)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。