圖23
圖24
為保證項目使用安全可靠，所有計算不能通過的778塊玻璃全部采用熱彎技術實現玻璃曲面效果。
對于滿足計算要求的玻璃由于玻璃板塊平面翹曲階差范圍涵蓋0-140mm之間，考慮到目前國內外冷彎技術實施案例、使用安全要求及效益最大化原則，經過安全與經濟性價比綜合分析(如圖3.5.4)。確定大鳥屋面冷彎玻璃，在計算滿足要求但平面翹曲值大于60mm的玻璃板塊采用熱彎技術實現曲面造型。
最終應用于工程的玻璃冷彎原則為平面翹曲值大于60mm的全玻璃和翹曲值小于60mm但計算無法滿足要求的玻璃板塊采用熱彎成型技術，其余玻璃全部采用冷彎技術(占比80%)。
圖25
圖26 玻璃強度設計值表
第二部分、冷彎玻璃邊緣加工要求與玻璃應力檢測
所有玻璃采用優質原片進行加工，并玻璃四周邊均需要進行機械磨邊處理，磨輪目數應不低于200目以上。
安裝過程中對實施冷彎技術的玻璃實行過程中應力檢測，確保安裝工藝滿足玻璃安全要求。安裝完畢的玻璃應進行抽樣應力檢測(圖27)，確保玻璃應力在安全使用范圍內。
第三部分、實驗樣板驗證
為了更好的驗證冷彎技術理論，針對本項目分別進行了多項實驗論證。在工廠實驗室分別進行多組，多種規格玻璃進行冷彎模擬實驗，實驗結果證明樣品實驗滿足理論結果要求(圖28)。
圖27玻璃應力檢測
圖28玻璃工廠冷彎實驗
根據大鳥屋面建筑BIM模型分析數據，樣板選擇在30-120mm翹曲值范圍，嚴格按照冷彎工藝和安裝要求制作實體樣本(如圖3.5.8)。樣板制作完成后經過一年的全天候測試，玻璃樣板未發生破裂和自爆的情況。
a.玻璃冷彎現場安裝 過程 b 現場試驗樣板
四、大鳥型屋面的排水設計要點
大鳥屋面面積總面積共35710平方米,其中玻璃屋面面積22561 平方米，鋁百葉13149 平方米。由于大鳥屋面是異型屋面體系，屋面標高呈山丘狀布置，標高從56米到46米形成不規律性變化。在屋面防水設計過程中依據《建筑給排水設計規范》和《室外排水設計規范》進行設計，屋面排水采用有組織內排水系統，屋面最大排水坡度為24%，最小排水坡度為3%。雨水經過在屋面按排水路徑設置的300毫米不銹鋼高擋水堰實現有組織排水，雨水經擋水堰(圖32、圖33)擋水后排入深500毫米，寬1000毫米的截水溝(圖34)，并匯集至2000×1500×1000(H)毫米的集水坑。最后通過虹吸雨水系統排出，接自集水坑的雨水管沿鋼結構V型撐設置。大鳥屋面采用虹吸排水系統，設計重現期為50年。
大鳥屋面整體排水路線布置(如圖4.1.1、圖4.1.2)，紅色箭頭代表屋面排水路線，紅色鋸齒狀線為屋面300毫米高擋水板(如圖4.1.3、圖4.1.4)，藍色線條為屋面集水溝與集水井。300毫米高擋水堰板沿標高45.8米到標高45.2米位置斜向布置，形成有組織擋水圍堰。
圖30 屋面整體排水布置圖
圖31 屋面整體排水路徑詳圖
大鳥屋面檐口收邊設計采用圓弧鋁合金（詞條“合金”由行業大百科提供）單板組成(如圖4.1.5)，曲面鋁板沿建筑邊緣線呈流線狀布置，形成完美的建筑曲線。
圖33截水溝節點
圖34屋面鋁板收邊節點
五、大鳥屋面玻璃幕墻施工設計要點
1、大鳥形屋面測量放線
由于大鳥形屋面是半層薄殼鋼結構體系(圖35)，是整體連貫的流線型雙曲面，施工現場工況復雜。整個屋面共144000個測量數據 、10000多個異形網格、6947塊尺寸不一的玻璃板塊鋼結構施工偏差和自身柔性變形對幕墻的使用安全產生較大影響。
如何保證鋼結構的定位準確至關重要。本工程運用全BIM技術對屋面體系進行建模，測量放線利用BIM模型來復核大鳥形屋面鋼結構，并反饋測量數據至BIM模型并實時修證，依據最終BIM模型進行現場大鳥形屋面測量放線工作，測量時，所有控制點均由BIM模型取出。同時測量數據直接輸入BIM模型進行核對及分析。整個過程通過BIM模型實現數據化控制及管理，以保證本工程的測量定位質量。
圖35 屋面鋼結構測量放線
2、大鳥形屋面分區對稱施工設計要求
由于大鳥形屋面造型新穎，其幕墻面積達35800余平米，施工面大，在實際施工過程中不可能一次性展開施工，施工過程中依據大鳥形屋面造型及其鋼結構分區將本項目劃分為兩個大施工區域，同時細化為十個小施工區域，十個分區分別為1區、2區、3A區、3B區、4A區、4B區、
5A區、5B區、6區、7區(圖36);在施工過程中進行對稱分區施工，以確保屋面鋼結構受力均衡。
圖36 屋面施工區域分布圖
3、大鳥形屋面幕墻安裝設計要點
大鳥形屋面安裝時，分為兩個主要階段：第一階段是T形件及龍骨等支撐結構階段(圖37); 第二階段是玻璃面板、鋁合金格珊安裝及注膠階段(如圖38、圖39)。
圖37 屋面鋁龍骨示意圖
圖38 屋面鋼龍骨示意圖
轉接件安裝在整體分格定線后，根據施工圖紙以及測量的支撐定位點將已經加工完成的鋼制轉接 件焊接在網架上，并依照水平分格線進行調整，待調整完畢后就可滿焊固定。
龍骨體系施工安裝時根據鋼梁上的中心線確定龍骨的中心位置，根據相鄰2個交叉點的標高數據確定龍骨的高度，施工時通過水準儀進行檢測和施工，確保龍骨施工的精度，調整好龍骨位置后進行龍骨固定。
因為本項目大鳥形屋面造型為曲面操行，在玻璃板塊的實際安裝過程中不會呈水平狀態，玻璃分格之間存在高差，需現場通過冷彎技術進行安裝調整。現場利用不銹鋼矩形球鉸玻璃夾板通過加長螺栓對玻璃板塊進行加壓，將玻璃板塊壓至安裝位置，利用安裝玻璃壓塊固定玻璃面板，玻璃面板固定后卸下不銹鋼矩形球鉸玻璃夾板安裝。
圖39屋面玻璃安裝節點
在安裝過程中同一平面的玻璃平整度要控制在3mm以內，嵌縫的寬度誤差也控制在2mm以內。玻璃板塊安裝調整完成后，玻璃幕墻四周之間的縫隙，內外表面用密封膠連接密封，保證接縫嚴密不漏水，該工序是防雨水滲漏和空氣滲透的關鍵工序。
圖40 大鳥型屋面施工過程照片
五、結語
由于本工程是世界上最大面積的單層薄殼結構采光頂，也是蘇州市的地標性建筑，無論從建筑形體還是建筑結構形式和大面積冷彎玻璃的應用都是史無前例的。該項目無論在設計、加工、現場施工上都遇到前所未有的技術難題。
創新幕墻技術為實現現代地標建筑的設計理想奠定了技術基礎，不斷探索和實踐的工匠精神為建筑藝術之美和建筑空間效果的完美呈現提供了無限可能，隨著蘇州中心廣場項目“未來之翼”幕墻工程的逐步推進，異形玻璃幕墻、曲面幕墻、雙曲面幕墻等高難度幕墻種類以及復雜幕墻系統施工在內的眾多技術難題正在被一一顛覆和破解，當難題不再，建筑才能真正展現其自由之美，“未來之翼”也將驚艷展翅亮相蘇州金雞湖畔。
隨著這座世界獨一無二采光頂建筑的順利落成，這座舉世聞名的建筑也將開創世界幕墻史上一個新的奇跡。
參考文獻
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