双曲面不锈钢夹具式菱形玻璃幕墙安装技术
冯凯旋
（浙江飞耀装饰股份有限公司）
[摘要] 本文以浙江湖州浙北大厦幕墙工程其中的倒圆锥形菱形点式幕墙分项工程为例，详尽介绍该工程实施过程中的要点和技术难点以及该分项工程实施的工序、对幕墙钢结构网架安装要点以及对最终的菱形幕墙玻璃的爪件点位、现场放样技术、安装控制做了分析。对今后该类似幕墙工程顺利完成及如何把控质量控制节点和要点，有一些有益的启发。
[关键词] 幕墙、双曲面、倒圆锥形菱、放样技术、玻璃幕墙梅花夹具、安装
我公司承接的浙江湖州浙北大厦幕墙工程，浙北集团开发的集购物、办公、商务于一体的高档建筑，建筑面积149220平方米，共设四层地下室，裙楼地上三层，北楼地上6层总高度为45米；塔楼地上25层总高度113米；其中主塔楼的裙房连接部位是倒锥型双曲面菱形8+12A+8mmLOW-E 中空玻璃，玻璃夹具是梅花型夹具，是目前用于中空玻璃较为新颖玻璃夹具，需要委托加工专门开模加工，本文就该点式玻璃钢骨架的安装、夹具制作、玻璃的放样安装做一个详尽的介绍
一、菱形钢骨架测量及现场安装
（一）施工顺序
测量放线→埋件检查及纠偏加固→钢构件完成面钢丝线确立→Φ200mm钢管结构件现场焊接安装→杆件调整固定→测量检验验收合格→不锈钢固定爪件定位及不锈钢钢拉索定位钢管结构上焊接→确认玻璃固定件中心点→菱形玻璃尺寸放样→工厂加工8+12A+8mmLOW-E菱形中空玻璃→钢
构件表面防腐及氟碳漆喷涂→安装玻璃→收边收口处理→检验验收→饰面清洗。
测量放线是幕墙施工的基础，质量好坏直接关系到今后各分项工程施工质量及施工速度，本工程的难点是在测量放线以及后续的菱形玻璃的放样加工。
玻璃是菱形的双曲面的，虽然曲度不是很大，但是在立面上是倒锥型的安装，如何保证2000多平方的双曲面菱形玻璃正确安装到位，每道工序都要严格而精准。按施工顺序施工放线的准确度是保证工程顺利实施的首要步骤。
关键点是要控制安装的累积误差，所以，确认钢构架焊接的准确度是完成该分项工程的第一步，因此，要严格按预先设定的施工顺序按部就班，一丝不苟地进行一项一项的步骤
⑴、测量拉线：测量使用全站仪（索佳230R）经纬仪、钢尺50m、墨斗、水准仪DS 3以及铅垂。以确定好的控制点为基准，将每对水平控制点和竖向控制点用钢线连接。连接后的钢线在立面上形成网状，（形成钢架和玻璃完成面的两道钢丝线）用记号笔将网的每个交叉点作上标记以确定在施工过程中拉线的交叉点不变。拉线下垂处可用腰线支撑，最后用激光仪检查放线的偏差，并予以调整。基准线的位置应符合图纸要求，钢弦线应具足够拉力（采用￠1.5mm钢绞线）；支撑钢弦线的支座不应变形、锈蚀；钢弦线位置准确，相邻两钢弦线中心距应达设计要求。在这个基础上按施工图分隔钢架菱形网架的钢绞线的拉设。
⑵、检查预埋件
原先土建对该部分钢架的安装已经埋设了预埋铁，现根据现场的放样及钢架菱形网架的位子对原预埋铁的位子作修正，由原单个牛腿变更增加为双个牛腿支撑，增强了整个钢架网的整体刚度和支撑力
⑶、菱形钢架网现场焊接
钢架网采用的是￠200mm×6mm的无缝钢管焊接形成的（见现场照片）
梅花形幕墙夹具图
焊接时在确保钢架网完成面符合外形要求的前提下，尽量保证交叉焊接点一支单管的连续性，而保证网架的刚度及刚性不会因钢管的截断焊接而造成下降，同时还要充分注意另一截断管与连续管交界处曲面连接线的可靠交联焊接（并不能以焊缝来代替管材本身的连接）。
⑶、吊装网架焊接
确认网架的放样尺寸精度后与外完成面放样钢绞线位置一致后初焊，吊装焊接固定网架，按设计要求的外形制作成形，并保证将误差控制在±2.5mm之内，并安装到位，这样连续完成整个菱形钢结构网架的焊接。
（二）点式玻璃夹具的制作安装
关于该点式玻璃夹具的叫法现在还没有一个比较正规的名称，一般称其为玻璃幕墙梅花夹具。
⑴、夹具图
⑵、夹具的功能
①横竖索夹具平面内可任意互相转动，横竖索夹孔采用喇叭形开口避免索夹具对钢拉索产生剪切破坏影响，横索￠24夹具最小抗滑移承载能力为74KN，设计值为49.3KN，竖索￠32夹具最小抗滑移承载能力为61KN，设计值为40.7KN，均能满足设计要求。
②玻璃夹具采用前后可调9mm，平面可调节±7mm的万向拨接压块夹持玻璃面板，有效吸收玻璃部分翘曲，实现可调节性空间限位，玻璃夹具和玻璃承重托片平面内可互相任意转动，满足不同夹角玻璃的安装要求。
③正常使用状态下，单个高强度螺栓的扭矩为250N·M，安装时螺栓应按对角顺序紧固，确保螺栓受力均匀。
⑶、横竖索（张拉索杆）幕墙施工质量及使用安全性能受张拉应力和温度变化影响较大，而且这种影响对固定玻璃的钢驳爪会产生位移。玻璃面板对局部荷载很敏感，一旦存在影响梅花形夹具与玻璃接触节点处不均衡位移就会产生附加内应力，严重时会造成玻璃的损坏。如果竖、横钢索应力不均，挠度控制不符合设计要求，其幕墙使用功能、安全性能均不能保证。因此张拉索杆玻璃幕墙其设计、安装施工质量均要求较高，且设计、安装施工要求紧密配合。安装施工过程中，聘请专业人员进行张拉，并采用先进的拉索张紧装置及拉索测力仪，确保张拉的准确性。
⑷、梅花形幕墙夹具的材质
对于幕墙使用的玻璃夹具我们建议使用牌号为316L的不锈钢材料，而不建议使用304牌号材质的不锈钢，因为304材料生产的点式幕墙爪件在两年的时间后往往会出现生锈现象，因为我们目前的环境还达不到空气质量良好的状态，在人多而杂乱的情况下空气比较潮湿，当中会存在氯离子，不锈钢在氯离子存在下的环境中，腐蚀很快，甚至超过普通的低碳钢。不锈钢幕墙爪件的使用环境有要求，而且需要经常擦拭，除去灰尘，保持清洁干燥。而幕墙使用时往往达不到上面所述的环境要求，国内很多机场大面积采用点式幕墙系统，目前都已经出现爪件锈烛的现象。我们所讲的316L是含钼不锈钢种,材料牌号：00Cr17Ni14Mo2。由于钢中含钼，该不锈钢的品种总的性能优于304不锈钢， 316L不锈钢不仅具有良好的耐氯化物侵蚀的性能，因此，在潮湿环境不易锈烛，同时316不锈钢具有良好的焊接性能。对于幕墙的结构强度和刚度有很好的增强作用，而且可采用所有标准的焊接方法进行焊接。不需要进行焊后退火处理。当然材料成本要比304高出34%。
⑸、（横竖索）拉索及连系杆的安装
1）在地面按图组装梅花形夹具头，并初步固定（横竖索）连系杆。制作索桁架的上索头和下索头，将索桁架的上索头固定在上端的耳板上，用千斤顶在地面张拉钢索并将下索头与下耳板固定。依此安装幕墙立面全部索桁架；
2）拉索的预拉
①钢拉索张拉力施加必须在钢拉索调整过程中进行，采用边调边施加张拉力的方法有利于安装偏差控制。
②钢拉索张拉力施加分四个阶段进行，第一阶段施加至设计值的25%，第二阶段施加至设计值的50%，第三阶段施加至设计值的75%，第四阶段施加至满足设计值，误差控制在±3%范围内。
③钢拉索张拉力值必须有严格自检、调整、验收程序，而且分两个阶段进行。第一阶段是结构安装完毕且在玻璃安装前进行钢拉索张拉力值自检、调整、验收；第二阶段是幕墙玻璃、铝板安装完毕自重荷载到位后进行钢拉索张拉力值自检、调整、验收。
④钢拉索张拉力施加过程张拉力值的检测采用拉索内力检测仪进行的，该仪器精确度很高，误差仅为±3%。
二、菱形幕墙8+12A+8mmLOW-E中空玻璃的现场放样
㈠、其中8+12A+8mmLOW-E菱形中空玻璃的安装顺序
梅花形幕墙夹具在钢网架的焊接固定→测量定位→设置玻璃完成面钢绞线→室内脚手架搭设→耳板焊接安装→（横竖索）索桁架安装→索桁架张拉→梅花形点驳件安装→调整→玻璃放样→下料→室外脚手架搭设→玻璃安装→调整→清洁打胶。
⑴、焊接而成的菱形倒锥钢网架上确认梅花形幕墙夹具的点位，按设计轴线及标高进行测量复核：钢索水平撑杆的纵轴向轴线及标高，形成三维立体控制网。从而满足幕墙、支撑结构、索桁架、钢爪定位要求。
①相邻两桁架相邻两梅花形爪件套中心对角线差H≤2m 1.0mm
②相邻两梅花形爪件套中心间距±1.0mm
③相邻两梅花形爪件套中心高差±1.0mm
⑵、在梅花形夹具固定后设置玻璃分隔钢绞线；
⑶、在形成实际菱形中空玻璃完成面及交线后，现场实测放样，绘制玻璃放样草图并表明图号及标上安装位子号（编号），确保玻璃边缘与龙骨槽口吻合；
实测放样应采用全站仪测量单块玻璃的在整个墓墙面的位子角度等，由于整个双曲面倒锥形点式玻璃的曲率很大其外围的几何尺寸基本上可以视为平面来考虑，所以用全站仪测量完全合适。
⑷、将各单块玻璃图汇总，绘制安装总图，并发现各单块玻璃在总图上的拼装差异，修正后，标上各玻璃安装位子号；
⑸、审核后确认，出料单送工厂加工
㈡、室内脚手架的搭设
⑴、室内脚手架的搭设之前应与搭设人员进行技术交底，明确搭设脚手架的要求，以及与横、竖索的关系。
⑵、小横杆应避让开标高处的拉接点以及影响横、竖索的安装。
三、玻璃安装
㈠、8+12A+8mmLOW-E菱形中空玻璃的加工
异形玻璃双曲面钢化玻璃的加工采用特殊双曲面弯钢炉加工而成（一次成形），避免了传统钢制模具制作的方法，从而有效的减短生产周期，保证了产品的质量，保证玻璃的曲面偏差在一定范围之内，外形尺寸偏差在±5mm之内，保证玻璃的曲面外形尺寸和钢构的吻合，达到设计的最终要求，合二为一。
㈡、室外脚手架搭设
㈢、玻璃吊装安装
四、玻璃打胶
玻璃打胶时，需由内外两侧施工人员配合施工，采用双面刮胶法。
⑴、打胶前应用“二甲苯”擦净玻璃及钢槽需打胶的部位。玻璃与钢槽之间的缝隙用泡沫棒塞紧，注意平直，留出净高6㎜的打胶厚度。（所有打胶部位应粘贴美纹胶纸，注意美纹胶纸与胶缝平行。）⑵、玻璃打胶时，先根据胶缝的大小给玻璃胶口切开相应斜口，打胶要保持均匀，操作顺序一般是：竖向胶缝，由上向下。
⑶、胶注满后，要检查胶缝里面是否有气泡，若有，应及时处理，消除气泡。表面修饰好后，迅速将粘贴在玻璃上的胶纸撕掉。待胶固化后，清洁内外玻璃，做好防护标志。
参考文献
1、《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003
2、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
3、《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001
4、《建筑幕墙》JG3035-1996
5、《全玻璃幕墙工程技术规程》DBJ/CT014-20
6、《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127-2001
7、《建筑幕墙风压变形性能测试方法》GB/T15227-1994
8、《建筑幕墙雨水渗透性能测试方法》GB/T15228-1994