異位雙圓心雙曲圓環(huán)建筑底面高光復(fù)合鋁板施工質(zhì)量控制

徐 暢

（北京城建二建設(shè)工程有限公司，北京 100039）

1 工程概況

重慶市南川區(qū)大觀園鄉(xiāng)村旅游綜合服務(wù)示范區(qū)項目位于重慶市南川區(qū)大觀鎮(zhèn)南側(cè)，本工程B區(qū)整體建筑依附于地形，形成圍繞山丘的圓環(huán)形建筑，山丘高差達(dá)40m。建筑造型新穎美觀，因其獨(dú)特的圓環(huán)建筑造型，有著360°的觀景角度，屋面光伏玻璃棧道，具有更高更遠(yuǎn)的視覺體驗。

B區(qū)主體鋼結(jié)構(gòu)由不同圓心的內(nèi)外圓組成，整體結(jié)構(gòu)環(huán)向、徑向均為曲面，屬雙向雙曲構(gòu)造，用鋼量達(dá)8 400t，并創(chuàng)鋼結(jié)構(gòu)金獎。在異位雙圓心雙曲圓環(huán)建筑底部裝飾高光復(fù)合鋁板，通過高光鋁板表面反射、折射建筑底部景觀，呈現(xiàn)懸空漂浮的觀感（見圖 1）。

圖1 主體結(jié)構(gòu)

高光復(fù)合鋁板整體造型亦呈雙向雙曲，共分為6個施工段，其中最大施工段環(huán)向跨度80.3m，最大施工段徑向跨度30.5m，總面積4 600m2，單個施工段最大面積為1 070m2（見圖2）。

圖2 高光復(fù)合鋁板三維示意

2 施工重難點

高光復(fù)合鋁板面板為20mm厚蜂窩鋼板，表面高光反射處理，最大塊單板1 200mm×5 000mm，基層金屬龍骨為80mm×120mm×5mm熱鍍鋅方鋼管，焊接在主體鋼框架結(jié)構(gòu)上，然后將高光復(fù)合鋁板與熱鍍鋅方鋼管龍骨進(jìn)行連接（外六角自攻螺栓），環(huán)向板縫密拼，徑向留置20mm板縫，收口注膠處理。

高光復(fù)合鋁板在異位雙圓心雙曲建筑下施工難度大，如不同規(guī)格鋁板數(shù)量多，徑向兩端為上折鋁板，環(huán)向角度多變，開模下料、編號等工作繁瑣，易造成混亂，導(dǎo)致加工及送達(dá)施工現(xiàn)場后材料分辨困難，易導(dǎo)致安裝錯誤；單塊板面大，水平、垂直移動較多，易造成板面損壞；高光復(fù)合鋁板在安裝中需要施工人員數(shù)量較多，且施工周期較長，造成施工緩慢、增加經(jīng)濟(jì)成本等問題；部分同一板塊的鋁板橫縱、高差均不在同一位置上，對金屬龍骨定位、板塊安裝要求更嚴(yán)格，需使施工誤差在3mm以內(nèi)，方可使高光復(fù)合鋁板整體板面達(dá)到要求，對測量控制要求較高。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 三維技術(shù)應(yīng)用

本工程高光復(fù)合鋁板有數(shù)量較多、分布較廣、不同規(guī)格板面較多等特點，若使用常規(guī)的線性繪圖、放樣方式，放樣過程緩慢且出錯率較高，嚴(yán)重影響高光復(fù)合鋁板單塊板塊加工，無法形成連續(xù)加工流水作業(yè)，且無法保證施工現(xiàn)場用料。使用常規(guī)深化方式，數(shù)量較大，編號復(fù)雜，不易區(qū)分，可能導(dǎo)致材料到達(dá)現(xiàn)場混雜，無法區(qū)分板塊設(shè)定的安裝位置，導(dǎo)致工期緩慢、安裝錯誤返廠或報廢等問題。為此，采用三維軟件建模技術(shù)及可視化編程插件參數(shù)化技術(shù)等，將建筑平面、立面、高光復(fù)合鋁板板塊分格圖導(dǎo)入三維軟件，并對應(yīng)好位置關(guān)系，調(diào)整好標(biāo)高，將高光鋁板所在的立面邊線、平面邊線沿相應(yīng)的方向進(jìn)行擠出，擠出相交產(chǎn)生的空間線即為高光復(fù)合鋁板的邊界線，調(diào)整邊界線，使其與建筑結(jié)構(gòu)、外裝、龍骨等無沖突部位，再由邊界線生成空間面，此面即為高光復(fù)合鋁板所在的面。然后再次碰撞檢查、調(diào)整，使高光復(fù)合鋁板與建筑結(jié)構(gòu)、外裝、龍骨等無沖突部位。經(jīng)過一系列空間變換及邏輯編程后，最終調(diào)整其相應(yīng)的三維模型，將調(diào)整好的模型進(jìn)行編號，將每塊高光復(fù)合鋁板進(jìn)行編號，標(biāo)識安裝方向，此時的三維模型可作為加工開料使用，提升建模效率，降低錯誤率，并提升加工完成飾面板的精準(zhǔn)性（見圖3）。同時根據(jù)編號、方向標(biāo)識有序進(jìn)行集中碼放，有利于現(xiàn)場有序施工，防止安裝錯位等問題，極大提升施工效率及經(jīng)濟(jì)效益。

圖3 三維可視化模型

3.2 復(fù)雜地形下水平、垂直運(yùn)輸與吊裝控制

單塊板面較大，加工廠運(yùn)至施工現(xiàn)場后使用大型吊裝機(jī)械吊運(yùn)至堆料場，因其出場時帶有箱式保護(hù)外包裝，不易損壞。因本工程山地地形復(fù)雜，且鋁板安裝高度較高，無法使用大型機(jī)械將其運(yùn)輸至施工作業(yè)平臺，需將其外包裝拆除，然后采用人工將單塊鋁板運(yùn)輸至施工作業(yè)平臺，此類場內(nèi)運(yùn)輸效率極低，且易造成鋁板板面損傷、邊角磕碰等問題。鑒于此，采取全程保護(hù)措施，將鋁板拆除原有包裝后，在板材四周安放三角形保護(hù)套，板面之間墊放泡沫板，在運(yùn)輸中，使用軟質(zhì)吊裝帶將其捆綁牢靠。在垂直運(yùn)輸中，因板面跨度較大，若吊裝在鋁板兩端兩側(cè)，則中部出現(xiàn)“塌腰”，導(dǎo)致鋁板變形，若連續(xù)設(shè)置綁帶，則耗費(fèi)大量人工、時間，針對此等現(xiàn)象，采取了簡易“X”形托架，垂直運(yùn)輸時，使用小型吊裝工具，將“X”形托架放置鋁板底部，僅需吊裝鋁板兩端即可保證中部不會產(chǎn)生變形，且該托架為木質(zhì)材料，整體輕盈，不增加提升重量，不會造成其他安裝、質(zhì)量隱患。適配的運(yùn)輸與吊裝控制，有效避免了板材的損壞、變形，并保證了高光復(fù)合鋁板最終完成面的質(zhì)量要求。

3.3 高光復(fù)合鋁板安裝臨時固定簡易工具的應(yīng)用

高光復(fù)合鋁板單塊板面大，部分板材為不等邊矩形，固定點多，安裝繁瑣，且安裝平臺距安裝面為3m。若常規(guī)安裝，板面較大，安裝高度較高，臨時固定困難，每組需使用10人進(jìn)行安裝，其中2人底部緊固吊裝鋁板繩索，6人在上部進(jìn)行吊裝提升、板面臨時固定支撐，2人進(jìn)行螺栓安裝，緊固鋁板，該類型施工耗費(fèi)大量人工且施工效率極低，為此，特意設(shè)計木質(zhì)可調(diào)節(jié)支撐固定桿，當(dāng)鋁板吊裝到安裝位置時，使用可調(diào)節(jié)支撐固定桿，將其臨時支撐在該位置，減少臨時支撐固定人員，固定好位置后即可進(jìn)行板面緊固安裝。使用簡易支撐固定工具后，施工人員僅為4人，其中2人搬運(yùn)材料、緊固吊裝鋁板繩索，2人上部進(jìn)行吊裝提升，到達(dá)位置后，原底部緊固繩索2人進(jìn)行板面臨時固定支撐，原在上部進(jìn)行吊裝2人進(jìn)行螺栓安裝，緊固鋁板，大大減少施工人員數(shù)量，提高施工效率，同時，使用機(jī)具固定，較穩(wěn)固牢靠，定位完成后，將其臨時固定在該位置進(jìn)行緊固即可，若為人工支撐，時間長久后，人的疲勞感增加，可能造成定位不準(zhǔn)確、支撐過程中板面移動等問題，使用機(jī)具后，大大提高穩(wěn)定性，保證板面安裝，確保平面位置的質(zhì)量要求。

3.4 測量控制

在異位雙圓心雙曲造型的建筑下，同一塊鋁板的安裝高度及水平位置均不在同一表面，需使用高精度全站儀配合高精度強(qiáng)光水平儀進(jìn)行控制，本工程使用南方NTS-332R6M全站儀及德國LD水平儀。首先根據(jù)建筑定位高程點，向內(nèi)引入至安裝施工段的結(jié)構(gòu)墻體及主體鋼結(jié)構(gòu)上，每個施工段不少于3處，且做好標(biāo)高控制點，圍繞建筑圓環(huán)布控一圈，然后進(jìn)行實際測算，查看數(shù)據(jù)是否交圈閉合及平差后數(shù)據(jù)是否在誤差允許范圍內(nèi)。測算無誤后，通過每一施工段的基準(zhǔn)標(biāo)高位置，使用強(qiáng)光水平儀控制，焊接拼裝高光復(fù)合鋁板金屬龍骨，保證金屬龍骨安裝準(zhǔn)確。為消除施工誤差積累，金屬龍骨施工完成后，在環(huán)向、徑向每隔6m使用全站儀進(jìn)行復(fù)測，以此類推，保證高光復(fù)合鋁板完成面標(biāo)高及平面位置準(zhǔn)確。

4 施工效果分析

高光復(fù)合鋁板整體為異位雙圓心雙曲圓環(huán)建筑下部裝飾，金屬龍骨加工、定位安裝、鋁板開料控制、現(xiàn)場安裝繁瑣等均為控制的重難點，基于此復(fù)雜情況，在前期對模型進(jìn)行精細(xì)深化，多次對比，構(gòu)建與建筑匹配度較高的三維可視化模型，可預(yù)先檢查沖突點，若有與結(jié)構(gòu)等沖突部位均能提前發(fā)現(xiàn)和解決，三維可視化模型的建立，可提升開料加工、現(xiàn)場實際施工效率等，并減少經(jīng)濟(jì)損失，縮短工期。在施工現(xiàn)場中，制作的簡易支撐固定工具，有效縮減班組施工人員，提高施工效率，降低鋁板安裝錯誤率，提高安裝質(zhì)量，可謂是一舉多得。高精度儀器的實時控制，使龍骨加工、鋁板板面安裝方面得到有效控制，將施工誤差降到最小，龍骨的準(zhǔn)確焊接安裝，為后期鋁板飾面高質(zhì)量安裝奠定基礎(chǔ)。

在精心組織下，本工程高光復(fù)合鋁板施工質(zhì)量得到有效控制，鋁板安裝平整度、高低差、板縫差等質(zhì)量通病均在施工誤差范圍內(nèi)，安裝質(zhì)量合格，如圖4所示。

圖4 施工完成

5 結(jié)語

為確保高光復(fù)合鋁板安裝質(zhì)量達(dá)到目標(biāo)，一定要從根本入手，前期深化設(shè)計需提前介入，同時需合理應(yīng)用三維軟件及施工工具等，并制定可實施方案，確保建筑外裝高光復(fù)合鋁板安裝質(zhì)量，使其產(chǎn)生更大的社會效益。