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大板块铝板密拼安装施工工法
1. 前 言
大板块铝板密拼安装施工技术的采用是实现独特建筑设计理念的总要求, 是表现幕墙表面个性化设计的最佳选择, 是保证异型空间钢管桁架幕墙工程质量的主要技术措施。大板块铝板密拼安装施工技术解决了传统工艺铝板伸缩缝隙宽度尺寸难于控制、 累积变形过大的关键技术难题, 从而获得良好的经济效益和综合效益。
由XXX集团有限公司施工总承包的中国泰州医药城会展中心一期工程的展区、 服务区以及休息区外墙装饰广泛采用异型空间钢管桁架金属铝板幕墙结构, 针对大板块异型金属铝板的密拼安装施工技术特点并结合工程实践特制定本施工工法。
2. 工法特点
本工法的实施在于基于型钢龙骨骨架结构伸缩量的计算设置具
有一定调节裕量的专用U型特殊构件, 同时采用150*30*10mm预埋件、 80*60*4mm方钢管、 180*80*8*60mm钢角码、 M10*110螺栓、 ST5*25自攻螺钉、 M5拉钉以及泡沫棒、 密封圈和绝缘垫片等基本组成构件, 按照由下向上的施工顺序, 分块吊装定位、 逐一固定调节, 在铝板与龙骨的连接实施中采用特殊的节点以保证荷载的传递及稳定性。
本工法的实施将传统铝板竖向拼缝的伸缩空隙宽度由10～20mm下降到3mm左右, 实现了伸缩宽度的精密控制以及累积变形误差的消除, 进而达到真正意义上的大板块铝板密拼技术。同时, 本工法所涉及的大板块铝板竖向平均相对拼接缝隙宽度较传统的铝板拼接技术下降约80%, 本创新施工工法对于控制大板块板面温度及应力变形、 拼接缝隙宽度的累加不均匀变化以及幕墙板面与幕墙骨架连接的稳定性与可靠性均发挥关键作用, 对于提高异型铝板幕墙的观感质量、 降低施工的难度以及工程成本均产生直接的影响。
本工法的技术含量高、 施工工艺相对较简单, 对于异型铝板幕墙的质量控制产生极其重要作用, 其关键创新在于可调节的型钢龙骨专用U型构件的安装及包括预埋件、 钢角码和各种螺栓连接构件等在内的特殊连接节点构造的采用, 在立面铝板安装的过程中主要采用插入式铝板, 而对于圆弧部位幕墙, 特别是上口圆弧大、 小口圆弧小部位, 现场放样后对钢材进行弯圆产生梯形圆弧铝板以满足铝板幕墙特殊部位的安装要求, 进而实现真正意义上的整体无缝幕墙。
3. 适用范围
本工法适用于任何大致积空间公共建筑外墙金属幕墙工程的施工, 特别适用于表面造型复杂多变、 安装精度要求高、 工期紧的大跨度大面积不规则非线性金属幕墙工程的施工。
4. 工艺原理
大板块铝板的”密拼缝”安装施工工艺经过标准板块的安装、 收口局部构造的处理以及注密封胶等主要的流程, 采用单板竖插、 分段密拼、 特殊部位弯圆处理以及特定连接工艺的选择实现铝板拼接缝最小宽度的控制以提高大面积铝板幕墙的观感质量和施工工作效率, 进而实现工程的综合效益。
5. 施工工艺流程及操作要点
5.1 大板块铝板拼装施工流程
大板块铝板的密拼施工流程在型钢龙骨布置的基础上完成, 其主要包括标准板件的安装、 收口构造的处理以及注密封胶等主要施工环节, 见其详细施工流程图图5.1所示。

型钢龙骨及专用U型装置的安装
作业条件分析
施工准备

收口构造的处理
标准板的安装
铝板的加工制作

工程验收
清洁收尾
注密封胶
大板块铝板校正

图5.1 其详细施工流程图

5.2 大板块铝板拼装施工操作要点
5.2.1 施工准备
按照设计要求提出所需材料的规格及各种配件的数量以便于加工订做。复测主体结构尺寸, 并检查墙面垂直度、 平整度偏差。详细核查施工图纸和现场实测尺寸, 以确保设计加工的完善。同时, 与结构图纸及其它专业图纸进行核对及时发现问题采取有效措施修正。
5.2.2 作业条件分析
现场单独设置库房, 防止进场材料受到损伤。检查外墙脚手架是否符合幕墙施工要求和高空作业安全规程的要求, 并将铝板及安装配件用垂直运输设备运至各施工面层上。
5.2.3 型钢龙骨及U型构件的安装
龙骨安装前应使用经纬仪对横梁竖框进行贯通, 检查并调整误差, 一般情况下龙骨的安装顺序为先安装竖框, 然后再安装横梁, 安装工作由下往上逐层进行。竖框的安装精度和质量影响整个幕墙的质量, 是整个安装施工的关键工序之一。在安装过程中应随时检查竖框的中心线, 如有偏差应立即纠正。竖框安装的标高偏差不大于1.0mm; 轴线前后偏差不大于2.0mm, 左右偏差不大于2.0mm; 相邻两根竖框安装的标高偏差不大于2.0mm; 同层竖框的最大标高偏差不大于3.0mm; 相邻两根竖框的距离偏差不大于2.0mm。竖框与结构连接件之间采用不锈钢螺栓进行连接, 连接件上的螺栓孔应为长圆孔以保证竖框的前后调节。连接件与竖框接触部位加设绝缘垫片, 以防止电解腐蚀。竖框调整后拧紧螺栓进行固定, 然后进行横梁安装。根据弹线确定的位置安装横梁, 保证横梁与竖框的外表面处于同一立面上。横梁与竖框间采用角码进行连接, 角码一般采用角铝或镀锌铁件制成。横梁安装应自下而上进行, 每安装完一层, 应进行检查、 调整、 校正。相邻两根横梁的标水平高偏差不大于1.0mm; 同层标高偏差要求当一副幕墙宽度小于或等于35m时, 标高偏差不大于3.0mm; 当一副幕墙宽度大于35m时, 标高偏差不大于4.0mm。
5.2.4 标准板块的安装
1. 铝板的标准板块在工厂内加工成型, 覆盖塑料薄膜后运输到现场进行安装。
2. 铝板板块可在工厂内预加工, 也可在施工现场进行, 在工厂内加工时应在专门车间使用平整工作台进行。
3. 铝合金副框料制作, 根据面板四周大小采用型材切割机切成相同大小。
4. 配套下的铝合金附框料先与铝板进行拼装, 形成铝板半成品板块。
5. 铝板材折弯后用铝合金或钢副框固定成形, 副框与板侧折边可用抽芯铆钉紧固, 铆钉间距应在200mm左右, 板的正面与副框接触面用结构胶粘接。
6. 板材转角处应用角码连接固定并在接缝处用密封胶密封, 防止渗水。
7. 固定角铝按照板块分格尺寸进行排部, 经过拉铆钉与铝板折边固定, 其间距保持在300mm以内。
8. 板块可根据设计要求设置中加强肋, 肋与板的连接可采用螺栓连接或采用3M胶带、 结构胶进行粘接。采用电弧焊固定螺栓时应确保铝板表面不变形、 不褪色、 连接牢固。
9. 用螺钉和铝合金压块将半成品标准板块固定在与龙骨骨架连接的铝合金连接料。
5.2.5 收口构造技术处理
1. 铝板在结构边角收口部位的处理
铝板在结构边角收口部位, 诸如水平部位的压顶、 端部的收口、 伸缩缝及沉降缝等处需重点考虑防水功能。
2. 幕墙转角部位的处理
一般时用一条直角铝板, 与外墙板直接用螺栓连接或与角位立梃固定。
3. 幕墙交接部位的处理
不同材料的交通一般处于横梁、 竖框的部位, 否则应先固定其骨架。再将定型收口板用螺栓与其连接, 且在收口板与上下( 或左右) 板材交接处加橡胶垫或注密封胶。
4. 幕墙女儿墙上部及窗台部位的处理
幕墙女儿墙上部及窗台等部位均属于水平部位的压顶处理, 即用金属板封盖使之能阻挡风雨侵透。水平盖板的固定, 一般先将骨架固定与基层上, 然后再用螺栓将盖板与骨架牢固连接, 并适当留缝, 打密封胶。
5. 幕墙墙面边缘的处理
幕墙墙面边缘部位收口, 是用金属板或形板将幕墙端部及龙骨部位封盖。
6. 幕墙墙面下端的处理
幕墙墙面下端收口处理, 一般见一条特制挡水板, 将下端封住, 同时将板与墙缝隙盖住, 防止雨水渗入室内。
7. 幕墙变形缝处理
幕墙变形缝的处理, 其原则应首先满足建筑物伸缩、 沉降的需要, 同时亦应达到装饰效果。另外, 该部位又是防水的薄弱环节, 其构造点应周密考虑。现在有专业厂商生产该种产品, 既保证其使用功能, 又能满足装饰要求, 其一般采用异形金属板与氯丁橡胶带体系。
5.2.6 大面铝板密拼构件的处理
大板块密拼节点的的处理直接关系到铝板幕墙的整体稳定性、 密拼宽度以及累加变形的控制, 大板块铝板密拼技术的特殊节点构件详图见图5.2.6铝板密拼技术节点构造详图。

图5.2.6 铝板密拼技术节点构造详图

5.2.7注密封胶
1. 注胶前, 一定要用清洁剂将金属板及铝合金( 型钢) 框架表面清洁干净, 清洁后的材料须在1小时内密封, 否则重新清洗。
2. 注胶时应用胶带纸保护胶缝两侧板材, 避免污染板面。
3. 密封胶须注满, 不能有间隙或气泡。
4. 铝板安装完成后, 在易受污染部位用塑料薄膜覆盖保护。易被划碰的部位应设安全护栏保护。
6. 材料与设备
6.1 铝材及钢材
本工程采用厚度为3mm的铝板。
本工程采用H300X150X6.5X9mm型钢筋龙骨及连接构件。
6.2 焊接材料
《碳钢焊条》(GB/T5117)和《低合金钢焊条》( GB/T5118、 E5015、 E5016、 E5018) ; 《熔化焊用钢材》( GB/T14957、 H08A、 H08MA、 H10Mn2) ; 《气体保护焊用焊材》(GB/T14958、 H08MnSi、 H08Mn2SiA)。
6.3 螺栓
普通螺栓包括: C级螺栓、 螺母和垫圈, 符合( GB7580) 的规定; 高强度螺栓: 10.9级螺栓、 高强度螺栓, 符合( GB/T1228～1231) 的规定。
6.4 制作设备
对于本幕墙工程的施工机械选配采用领先世界先进水平的成套进口铝型材加工设备、 钢结构加工设各以及精密测量仪器, 确保本工程幕墙的施工质量, 其制作设备配置见表6.4。
大板块铝板密拼技术制作设备 表6.4
序号
仪器及设备名称
规格、 牌号
数量
主要用途
1
直流电焊机
16KVA
20
构件焊接
2
氩弧焊机
BEMO
10
构件焊接
3
BEMO面板机
BEMO
3
铝板成型
4
BEMO弯板机
BEMO
3
铝板成型
5
1.0级咬边机(配拆边器)
BEMO
3
铝板成型
6
BEMO400上弯器
BEMO
20
铝板安装成型
7
BEMO400下弯器
BEMO
20
铝板安装成型
8
手动BEMO咬边钳
BEMO
20
铝板连接
9
BEMO开卷器
BEMO
3
铝板开卷
10
手电钻
BEMO
40
构件制作安装
11
电动冲切剪

15
构件制作
12
电动螺丝枪
日本牧田
30
构件制作安装
13
胶枪

10
构件制作安装
14
手支钢锯

20
构件制作安装
15
电锯

15
构件制作安装

另外用到的机械器具还包括砂轮切割机、 型钢弯弧机、 手提钻、 电葫芦、 螺丝刀、 打胶枪、 水准仪、 紧线器、 线坠、 水平管、 靠尺等。
7. 质量控制
7.1 大板块铝板密拼技术质量控制的实施
7.1.1 施工前应检查选用的单层铝板及型材是否符合要求, 规格是否
齐全, 表面有无划痕, 有无弯曲现象, 选用的材料最好一次进货, 可
保证规格型号统一、 色彩一致。
7.1.2 单层铝板的支承骨架应进行防锈( 型钢龙骨) 处理。当单层铝
合金板或型材与未养护的混凝土接触时, 最好涂一层沥青玛蹄脂或铺
一层油毡隔声、 防潮, 浸有减缓火焰蔓延药和经防腐处理的木隔筋( 木
龙骨) 与铝材连接, 也应采用同样做法。
7.1.3 连接件与骨架的位置, 最好与单层铝板规格尺寸一致, 以减少施工现
场材料切割。
7.1.4 单层铝板材的线膨胀系数较大, 在施工中一定要留足排缝。墙
脚处铝型材应与板块、 地面或水泥类抹面相交, 不可直接插在土壤中。
7.1.5 施工后的墙体表面应做到表面不整, 连接可靠, 无翘起、 卷边等现象。
7.2 铝板幕墙的主要质量问题及防治
7.2.1 板面不平整、 接触不平不齐质量问题及措施
质量问题表现为板面变形出现不平整部位, 相邻板面不平在接缝
处形成高差, 接缝宽度不一。其质量问题产生的原因在于铝板在制作、 运输、 堆放过程中造成的变形以及连接码件安装不平直、 固定不牢, 使铝板偏移, 其对应的质量控制措施包括: 安装前严格检查铝板质量, 发现变形板块及时上报和放置连接码件时要放通线定位, 操作中确保接码件牢固。
7.2.2 胶缝渗漏质量问题及措施
质量问题表现为密封胶断续离缝松脱或接缝处漏水漏气, 其产生的原因主要是渗漏部位胶缝注胶前不洁净或不干燥; 胶缝深度过大, 造成三面粘结。其对应的所应采取的防治措施是充分清洁和干燥注胶部位, 确保注胶前不被污湿; 注胶前按图纸要求在胶缝充缝中充填发泡园棒, 使胶缝形成两面粘胶, 并保证设计要求的注胶深度。
8. 安全措施
8.1 大面积铝板密拼施工技术运输中的安全措施
8.1.1 安装施工过程中, 铝型材的二次搬运设专人负责, 严格执行铝
型材搬运过程中的成品保护措施。
8.1.2 铝型材随卸车随按标识分类。采用专用型材推车, 进行二次水
平垂直搬运, 并按总包批准的楼内材料临时贮存区域, 分楼、 分层置
放就位, 并设专用型材架码放整齐。

8.1.3 铝型材安装过程中要轻拿轻放, 固定上墙后, 设护栏, 防止人
员穿行到外脚手架上, 避免踩踏划伤铝型材。
8.1.4 铝型材竖框在安装时拆除原保护纸, 一旦安装校正固定后, 应
及时用保护膜将铝型材包好, 以防溅射砂浆腐蚀和室外雨水及污物污
染。
8.2 大面积铝板密拼施工技术施工现场的安全措施
8.2.1 要在职工中牢牢树立起安全第一的思想, 认识到安全生产, 文
明施工的重要性, 做到每天班前教育, 班前总结, 班前检查, 严格执
行安全生产三级教育;
8.2.2 所有现场施工人员都必须参加每日安全晨会, 安全员进行安全
教育和定期安全检查, 对查出的不安全隐患部位应停止施工, 限期
排除;
8.2.3 凡进入现场的施工人员要佩带胸卡、 着工作服, 且应具有由项
目经理部发放的安全施工上岗证、 无证者不准上岗。
8.2.4 施工现场悬挂安全醒目标语, 随时提醒施工人员注意安全, 进
入施工现场必须戴安全帽, 2米以上高空作业必须佩带安全带并系在
牢固结构上, 专人检查使之保持安全状态。
8.2.5 吊装前起重指挥要仔细检查吊具是否符合规格要求, 是否有操作, 所有起重指挥及操作人员必须持证上岗。
8.2.6 高空操作人员应符合超高层施工体质要求, 开工前检查身体, 高处作业的安全设施必须经过验收经过方可进行下道工序的作业。
8.2.7 高空作业人员应佩带工具袋, 工具应放在工具袋中不得放在钢梁或易失落的地方, 所有手工工具 (如手锤、 扳手、 撬棍), 应穿上绳子套在安全带或手腕上, 防止失落伤及她人。

8.2.8 吊装产品须有专人负责, 吊装设备下不得站人, 上下交叉作业, 应有专人监护, 并做好垂直面或弧面上的安全保护, 5级以上大风停止高空施工, 杜绝高空作业。
8.2.9 钢结构是良好导电体, 四周应接地良好, 施工用的电源线必须是胶皮电缆线, 所有电动设各应安装漏电保护开关, 严格遵守安全用电操作规程。
8.2.10 吊装时应架设风速仪, 风力超过6级或雷雨时应禁止吊装, 夜间吊装必须保证足够的照明, 构件不得悬空过夜。
8.2.11 焊接平台上应作好防火措施, 防止火花飞溅。
8.2.12 对施工机械设备和电动工具, 作到定期检查和维修, 无操作证不得动用机械设备和电动工具, 以免造成安全事故。所有安全生产设备都达到当地安检站备案合格后用。
9. 环保措施
9.1 作业区环保的主要措施
9.1.1 所有材料、 成品、 板块、 零件分类按照有关物品储运的规定堆放整齐, 标识清楚; 施工现场的堆放材料按施工平面图码放好各种材料, 运输进出场时码放整齐, 捆绑结实, 散碎材料防止散落, 门口处设专人清扫。
9.1.2 建筑垃圾堆放到指定位置, 作到当日完工场清; 清运施工垃圾采用封闭式灰斗; 现场道路指定专人适量洒水, 减少扬尘。
9.1.3 现场每天有专人洒水, 防止粉尘飞扬, 保持良好的现场环境, 夜间照明灯尽量把光线调整到现场以内, 严禁反强光源辐射到其它区域。
9.1.4 尽量选择噪声低、 振动小、 公害小的施工机械和施工方法, 减小对现场周围的干扰。
9.2 施工区环保的主要措施
9.2.1 所有设备排列整齐, 明亮干净, 运行正常, 标识清楚。

9.2.2 专人负责材料保管、 清理卫生, 保持场地整洁。
9.2.3 建立立材料管理制度, 严格按照公司有关制度办事, 按照IS09001( )认证的文件程序, 做到帐目清楚, 账务相符, 管理严密。
9.2.4 项目部管理人员对指定分管区域的垃圾、 洞口和临边的安全设施等进行日常监督管理, 落实文明施工责任制。
9.2.5 对施工队的管理进行”比安全、 比质量、 比进度、 比标化、 比落手清”的”五比”劳动竞赛活动, 定期评比表彰, 做到常赛常新。
9.2.6 施工区设保卫专管人员, 建立严格的门卫制度, 对外单位来我方的办事人员要热情接待, 作到既坚持原则, 又礼貌待人, 努力创立安全文明施工单位。
10. 效益分析
大板块铝板密拼的施工, 主要解决了金属幕墙的观感质量, 相对于金属幕墙宽缝安装具有如下优势:
10.1 经济效益
泰州中国医药城会展中心五个场馆的外立面及室外吊顶铝板由我单位负责具体实施, 总造价约1800万元, 相对传统的宽缝安装节约密封胶2万元, 用胶量节约一半以上, 总成本相对有所降, 取得了一定的经济效益。
10.2 社会效益
经过该技术在上述工程中的成功实践, 公司在幕墙施工中积累了经验, 使建筑幕墙的近观感观性更好, 进一步确立了该项工程的标志性地位, 受到了当地政府和建设单位的高度赞扬, 赢得了较大的社会信誉, 社会效益显著。
10.3 节能与环保
由于本工法提高了金属板材的加工制作精度, 节约了密封胶用量, 大大减小对环境的污染, 施工效率高。
11. 应用实例

泰州中国医药城会展中心一期工程位于泰州市泰高路东侧, 曙光路南侧, 会展路西侧, 使用性质为公用建筑, 总建筑面积7万多平方米, 分为三大区域: 北面为经营区, 中间为固定展区及办公室, 南面为配套区, 本工程设计理念源自”人体细胞造型”, 其外墙造型广泛采用异型空间铝板幕墙结构。
本工程铝板幕墙面板为3mm厚铝板, 其中第一、 四展区斜幕墙使用H300*150*6.5*9mm立柱; 二、 三展区斜幕墙(结构桁架设计处)使用250*100*4mm镀锌钢管立柱; 服务区斜幕墙(结构网架设计处)使用250*100*4mm镀锌钢管立柱; 服务区斜幕墙(结构网架设计处)使250*100*4mm镀锌钢管立柱; 休息区斜幕墙使用160*80*4mm镀锌钢管立柱; 其它均设计为120*60*3.5mm镀锌钢管立柱, 横梁为50*50*3.5mm镀锌钢管; 直立面部分层高超过5000mm需增加钢梁500*300*8mm钢管, 表面防火漆, 不规则钢骨架结构条件下大面积异型铝板密拼施工技术的采用是本工程的施工重点。
工程完工后经权威部门检测证明密拼铝板宽度均基本保持3mm, 表观质量良好无明显缺陷, 给人浑然一体的造型效果, 深刻体现本工程的建筑设计理念, 因此证明此工艺符合实际工程需要, 适合推广。经过本施工工法在实际工程中的应用, 确保了工程质量和工期要求, 取得了良好的经济效益和综合效益, 推广和应用该工法具有较强的现实意义。

附图片:

附图1 铝板幕墙纵剖节点图( 一)

附图2 铝板幕墙横剖节点图( 二)