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1.拱形金屬幕墻工程概況
廣西文化藝術中心項目位于南寧市五象新區，作為廣西重大文化公共設施項目和最高級別的藝術表演中心，是國內體量第四大的藝演場館，建成后將大大提升廣西及南寧的文化形象與品位。工程占地面積244.3畝，總建筑面積38萬m2，鋁板幕墻面積約17萬m2。
本項目造型設計理念是參照廣西地區典型的詩情畫意般的風景特點，將“喀斯特”地貌所形成的山體曲線以一種抽象的方式轉化為建筑形態，賦予建筑一種獨特的外觀。整個建筑形成“山、水、岸”的建筑形態，藝術峰巒、文化堤岸，山水岸相得益彰。而拱形金屬幕墻的施工好壞直接決定了“山”的建筑效果能否完美的呈現。
圖1 山、水、岸設計理念
圖2 整體建筑效果圖
拱形金屬幕墻包括，多功能廳20榀，音樂廳24榀，大劇院32榀，最小跨度約35米，最大跨度約115米，每榀拱側面采用獨特的異形壓型鋁板作為裝飾面板。
2.拱形金屬幕墻系統組成及材料選用
2.1 壓型鋁板系統
使用A、B兩種標準截面板型，板有效寬度為1000mm，展開寬度1351mm，鋁板材質A3005系列，合金狀態H24，表面炫彩氟碳噴涂。A、B板型唯一的區別在于凹槽線的間距不同，以實現豐富的立面線條效果。
圖3 A、B板型橫截面示意
圖4 A型、B型標準板效果圖
2.2 拱形金屬幕墻骨架系統
材質為Q235B，表面油漆處理(從底面到表面)：環氧富鋅三道，80um;環氧云鐵中間漆三道，80um;高固態聚氨酯面漆，三道，80um;拱形金屬幕墻保溫構造系統;兩層1.5mm厚的鍍鋁鋅（詞條“鍍鋁鋅”由行業大百科提供）板，中間夾一層容重不小于48kg/m3的玻璃纖維（詞條“玻璃纖維”由行業大百科提供）保溫棉。防水系統，材料選用TPO自粘性防水卷材(熱塑性聚乙烯材料)，具有耐紫外線、耐老化、耐霉爛的優良性能。
圖5 金屬幕墻構造效果圖
2.3 拱形間鋁合金格柵系統
牌號為6061-T6，高精級擠壓（詞條“擠壓”由行業大百科提供）型材，壁厚不小于3.0mm，表面炫彩氟碳噴涂。
圖6 鋁合金格柵效果圖
3.拱形金屬幕墻施工方案確定
本拱形金屬幕墻工程，包含多功能廳20榀，音樂廳24榀，大劇院32榀。每個館24m以上和24m以下有所區別，24m以上是開放式的幕墻系統，屬于純造型金屬幕墻，沒有保溫和防
水要求;24m以下的金屬幕墻系統與拱形間的玻璃幕墻系統共同組成了拱形區域的幕墻系統，不僅有裝飾造型要求，還有保溫、防水等建筑使用功能的要求。根據現場施工進度，拱形鋼結構卸載之后，在19.35m～24.00m標高范圍，存在鋼結構云篷桁架（詞條“桁架”由行業大百科提供）的再次卸載，將會對24m以下主體鋼結構產生一個二次沉降，對于拱形金屬幕墻的安裝是極其不利的。經過技術性的縝密考慮，決定先施工24米以上的拱形金屬幕墻，搭設階梯爬梯組合式異型腳手架作為施工平臺;24米以下搭設三排落地式腳手架作為操作平臺。
4.拱形金屬幕墻各工序施工工法
4.1 測量
根據總包提供的測量基準點（詞條“基準點”由行業大百科提供），在每一榀拱頂部隔3～4米確定一個測量控制點，由于采用分段單元式拼裝，只要保證弧頂支托的坐標點與模型里面的點位坐標一致(在允許誤差范圍內)，整個建筑山體曲線也就確定了，這是山體曲線造型的關鍵步驟。
圖7 拱形頂部測量控制點布置圖
4.2 金屬幕墻骨架分段單元式拼裝
本工程前期做了大量的技術準備工作。首先在鋼結構施工實體模型的基礎上建立了金屬幕墻骨架施工模型，其次根據模型導出三個館76榀拱，152個立面的檁條布置圖，每榀拱的檁條布置都是不規則且無規律可循，現場根據每個立面的檁條布置圖，采用地面分段單元式拼裝的方法，再用塔吊進行吊裝，分段跨度控制在25～30m，保證在吊裝過程中骨架不產生過大變形。分段單元式拼裝大大提高了骨架系統的安裝精度，極大地提高了施工效率。
圖8 金屬幕墻骨架與鋼結構連接示意
圖9 分段單元式拼裝胎架
圖10 分段單元式幕墻龍骨地面拼裝
圖11 使用塔吊進行分段單元式骨架吊裝
4.3 施工技術措施
24米以上采用階梯爬梯組合式腳手架，24米以下采用三排落地式腳手架，以滿足測量、骨架安裝、保溫構造層、TPO防水以及幻彩壓型鋁板安裝等全過程施工的要求。
24米以上腳手架平臺通過與拱形鋼結構間的插縫桿件作為著力點，腳手管與圓管可靠抱接，形成整體受力，增強了架體的穩定性。避免從混凝土屋面直接搭設滿堂腳手架作為施工平臺，大大降低了施工成本。
通過同濟大學3D3S軟件，建立模型進行力學計算，應力比分布在0.0～0.1間，完全滿足安全使用的要求
圖12 桿件應力比分布圖
圖13 階梯爬梯組合式腳手架示意圖
圖14 24m以上階梯爬梯組合式腳手架渲染效果示意
圖15 異型腳手架搭設實景圖
圖16 階梯爬梯組合腳手架搭設近景圖片
4.4 保溫防水構造系統安裝
先安裝內層鍍鋁鋅鋼板，再進行保溫棉的安裝，最后進行外層鍍鋁鋅板的安裝，保證外層鍍鋁鋅板的平整度符合規范要求，再進行TPO防水卷材的鋪設。
圖17 鍍鋁鋅板現場定尺切割（詞條“切割”由行業大百科提供）照片
圖18 保溫棉和外層鍍鋁鋅板安裝實景照片
圖19 外層鍍鋁鋅板安裝完成實景照片
圖20 TPO防水卷材鋪設
4.5 幻彩壓型鋁板安裝
理論上該幻彩壓型鋁板應嚴格從一側往另一側施工，前一塊板壓住后一塊板，但如采用此種安裝方法，由于每榀跨度較大，即使劃分誤差控制線，使安裝誤差在每個區內消化，依然會存在累計誤差，而此種壓型鋁板水平方向和垂直方向適應誤差的能力都非常弱，累計的誤差勢必導致壓型鋁板最終與骨架不能完美匹配。經過縝密的技術考慮，每個立面根據跨度的大小，均勻預留1～3塊實測板，待理論板塊安裝完畢后，量出預留板塊的有效寬度，在工廠重新折彎加工。
24m以上壓型鋁板安裝時，取每個面起頭坐標控制點4個，施工方向為從兩側往中間，預留1～3塊收口實測板，單獨壓型，其余板塊均按三維模型下料加工，這種方法最大限度利用了模型，保證95%以上的板塊都可按模型下料，大大提高了加工進度，同樣也保證了工期，另一方面也便捷地解決了該幻彩壓型鋁板適應誤差能力弱的問題。
圖21 24m以上壓型鋁板安裝示意圖
圖22 24米以上幻彩壓型鋁板安裝實景圖
壓型鋁板橫向連接縫的處理采用同材質的壓型連接件，該壓型連接件能與上下板塊吻合配套連接，保證橫縫統一、美觀。
圖23 壓型鋁板橫縫連接示意
圖24 壓型鋁板橫向連接縫處理
4.6 鋁合金格柵單元式安裝
24m以上拱形之間是鋁合金格柵幕墻，鋁合金格柵間距450mm，其連接方式為：先與側向C型骨架反打自動釘，其次與鋁T碼件和鋼角碼件通過不銹鋼螺栓連接，最后鋼角碼件與骨架焊接。
安裝鋁合金格柵時，采用地面單元式預拼裝方案，拆除階梯部分的腳手架，爬梯部分腳手架留下，作為單元式格柵高空安裝的作業平臺，鋁合金格柵安裝完畢，方可拆除爬梯部分的腳手架。
圖25 鋁合金格柵連接大樣圖
圖26 鋁合金格柵連接拆分大樣圖
圖27 鋁合金格柵單元式拼裝實景照片
圖28 鋁合金格柵側向C型骨架彎弧實景照片
圖29 實體樣板鋁合金格柵安裝實景
5.結語
本工程異型金屬幕墻安裝，采用分段單元式拼裝，利用24米以上階梯爬梯組合腳手架及24米以下三排落地式腳手架作為高空作業平臺，施工安全可靠，可操作性強，方便快捷。拱形金屬幕墻系統施工完成后，成型優良，完全達到喀斯特山體建筑效果。
圖30 金屬幕墻施工中間過程實景照片
參考文獻：
[1]金屬與石材幕墻工程技術規范(JGJ133-2013)
[2]鋼結構工程施工質量驗收規范(GB50205-2011)
[3]建筑施工起重吊裝工程安全技術規范(JGJ276-2012)
[4]建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范(JGJ130-2011)
[5] 建筑施工模板及作業平臺鋼管支架構造安全技術規范(DB45-26743-2010)
(作者單位：上海精銳金屬建筑系統有限公司)
