商业街圆弧铝板与圆弧玻璃同心同轴施工技术研究

商业街圆弧铝板与圆弧玻璃同心同轴施工技术研究

邱洪玺

（惠州市智谷开发建设有限公司  广东惠州  516032）

[摘要]为解决造型复杂不规则、弧段繁多、弧度任意变化的圆弧铝板和圆弧玻璃，使两者达到同心同轴的施工难题，通过现场主体结构数据采集、铝板和玻璃图纸排版、关键节点深化、三级骨架和立柱精准定位、弧形铝板和弧形玻璃精准生产、铝板和玻璃精准安装技术的应用，实现圆弧铝板与圆弧玻璃同心同轴，保证了施工质量和产品效果，总结出相关经验，可供类似工程参考。

[关键词] 圆弧铝板；圆弧玻璃；同心同轴；精准定位

[中图分类号]  TU758.11      [文献标识码]     A       [文章编号]

Research on concentric and coaxial construction technology of arc aluminum plate and arc glass in commercial street

QIU Hongxi

（Huizhou Zhigu Development and Construction Co., Ltd, Huizhou Guangdong 516032, China）

Abstract:In order to solve the construction problems of arc aluminum plate and arc glass with complex and irregular shapes, numerous arc segments and arbitrary changes in radian, so that the two can achieve concentric and coaxial construction, through the data collection of the main structure of the site, the typesetting of aluminum plates and glass drawings, the deepening of key nodes, the precise positioning of three-level skeletons and columns, the precise production of arc aluminum plates and arc glass, and the application of precise installation technology of aluminum plates and glass, the concentric coaxial of arc aluminum plates and arc glass is realized, which ensures the construction quality and product effect, and summarizes relevant experience, which can be used for reference for similar projects.

Keywords:Arc aluminum plate; Arc glass; Concentric coaxial; Precise positioning

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0引言[1]

随着经济的发展、科技的进步，人们对于多样化装饰效果追求越来越高，多样化不同材料结合造型的应用越来越多。近年来，设计师更会将弧形效果使用不同材料相结合的应用，构造出更具弧线艺术效果的复杂曲面空间。类似造型的施工一般的解决办法是将曲面多样化材料分解为单一材料弯弧，不同材料按各自专业领域使用不同机械不同方法进行弯弧制作后进行分别安装，实现复杂空间的曲面效果。但是，在实际应用中， 不同材料之间因弧度半径有误差、弧形中心点坐标不统一，导致不同材料结合曲面的视觉不好，一是弧形不顺直，二是不同材料交接缝隙不均匀，三是相邻弧段的纵向拼缝大小不同、朝向不统一，导致整体视觉上显得比较粗糙，不能完美体现设计师要求曲面效果。因此需将各类材料之间曲面弧形利用相统一操作办法，实现不同材料同心弧结合的曲面空间效果[1]。

1工程概况

某广场项目商业街下沉广场外檐及商业内街中庭外檐口使用弧形铝板与弧形玻璃栏杆曲面完美结合，曲线多变、造型各异、尺寸繁多。其中，商业内街中庭共计6个，分别为1#中庭、2#中庭、3#中庭、4#中庭、5#中庭、6#中庭；下沉广场外檐口分别为一层和二层圆弧铝板，总长度约486m、面积约3620㎡，圆弧铝板内侧设置有跑马灯，扶手栏杆设置有LED灯带，铝板与玻璃栏杆构成同心同轴状态，充分展现出商业的活力。

图1 圆弧铝板与圆弧玻璃效果图

Fig.1 Arc aluminum plate and arc glass renderings

2工程特征分析

2.1商业街整体曲面造型复杂，弧度任意变换；

2.2铝板与栏杆玻璃的不同材料结合需同半径、同圆心、同弧度；

2.3土建基础结构条件复杂不规则，且存在局部结构偏差；

2.4现场测量定位打点数据庞大，精度要求高；

2.5铝板骨架弧度与铝板弧度需相统一；

2.6铝板半径各异、弧段尺寸繁多；

2.7铝板拼缝需均匀、密实、缝隙方向统一。

3施工流程及操作要点

3.1施工工艺流程

图2 施工工艺流程图

Fig.2 Construction process flow chart

3.2施工操作要点

为调整土建施工误差，铝板安装应在土建单位三线移交基础上先确定放线基准线，以其为基准确定弧形铝板分格线立面位置。弧形外边线与主体间距，需经主体结构整体测量后，以结构实际弧度为依据确定，以保证曲面完成线的顺直度[2]。

3.2.1埋件安装

1）预埋件应在主体结构施工时同时预埋，并严格按照设计要求中预埋件布置图的尺寸、型号和位置预埋，与结构构件主筋绑牢，且锚板下的混凝土应注意振捣密实；

2）如因施工中个别埋件位置偏差，需要采用后置埋件时，则应采用化学锚栓固定。此外，还可以将部分锚栓改用对穿螺栓，锚固在梁或者剪力墙背面的垫板上；

3）采用化学锚栓锚固的后置锚板须采用有效的冷却措施方可进行焊接操作，固定锚栓的螺帽应有防止松动的措施[8]。

3.2.2定位放线

Step 1：结构与骨架尺寸复核及定点放样，采集坐标数据：

Step 2：把采集的坐标数据，在电脑生成现场结构边缘线图形：

Step 3：结构边缘线图形与弧形铝板施工图形进行叠图调整，铝板段以平均分布为原则，在小半径圆弧部位采用对称方式进行排版，从而达到美观效果：

Step 4：根据叠图修正弧形轮廓线，完成弧形铝板深化图：

Step 5：根据铝板深化图结合现场埋件位置确定铝板尺寸，输出铝板排版图并下单生产：

Step 6：按铝板排版图确认施工定位母板对应坐标点，并使用GPS定位仪在现场放样打点，根据排版图及坐标，把所有坐标进行放样，精准定位，并做好标记：

3.2.3确定定位及骨架施工

根据测量放线、叠图修正得出的排版深化图纸，确定玻璃立柱和铝板骨架的定位，接着，采用GPS定位仪器在现场放样的标记的位置，施工立柱和骨架。本工程圆弧铝板为三层叠级，对骨架进行深化，确定骨架标准化加工成三级骨架半成品，降低现场散装定位安装的误差，提高了施工效率。然后将三级骨架和立柱在同一剖面上定位安装，从而可以使得铝板的拼缝和玻璃的拼缝同一线上，立柱和骨架施工位置关系见图3。

图3 立柱和骨架剖面图

Fig.3 Columns and skeleton sections

现场铝板骨架焊接需符合规范材料及工艺要求，所有焊接处焊缝应均匀饱满、无夹渣，确保焊接质量；

玻璃立柱与埋板连接的焊缝高度为不小于6mm，采用三面围焊，单个角码焊缝有效长度不小于100mm，焊接部位除注明外，焊缝均按三级焊缝质量标准，所有钢件相接处均满焊[4]。

图4 骨架定位施工

Fig.4 Skeleton positioning construction

图5 骨架施工成圆弧效果图

Fig.5 Skeleton construction into a circular arc rendering

3.2.4铝板安装

1）弧形铝板折弯，折弯由意大利产的板料折弯机进行加工，板料确认与加工图无误后采用折弯机对拌料进行折弯。在折弯机内输入折弯长度及角度，按设定的程序机器自动设置进料长度、上折弯头行程及折弯的先后顺序；

2）铝板超过800mm宽度需增设加强筋。加强筋一般采用以铝板折成的U型板。弧度方向加强筋必须先按弧形铝板弧度进行拉弯弧，使加劲肋于铝板完全贴合；

3）铝板的固定耳片应符合设计要求；固定耳子可采用焊接、铆接或在铝板上直接冲压而成，相邻铝板耳片的固定位置应考虑相互错位，便于安装，固定牢固；

4）铝板构件四周边应采用铆接、螺栓或胶黏与机械连接相结合的形式固定，并应做到构件刚性好，固定牢固[2]。

图6 圆角拼接节点深化 图7圆角拼接节点效果图

3.2.5栏杆立柱安装

1）依据铝板基准点及设计图纸位置，校核确保栏杆支座平面定位准确后，将栏杆立柱支座焊接埋件锚板上；

2）在立柱安装定位过程中，同时使用红外线水平仪校准立柱垂直度后，将立柱焊接固定在支座上；

3）在固定立柱时，需根据弧形铝板拼缝方向，将立柱进行微调，确保立柱朝向与铝板一致。

图8 玻璃栏杆立柱安装现场图

Fig.8 Glass railing post installation site picture

3.2.6玻璃面板安装

1）在弧形铝板排版图确定后，依据铝板排版图与玻璃深化图进行叠图；

2）调整玻璃深化图轮廓弧形，确保所有玻璃与铝板保持弧度为同心弧；

3）确认玻璃排版图，并对玻璃进行编号同时下单进行玻璃生产；

4）玻璃安装时，在立柱支座底部、玻璃底槽1/4处各放入两块垫块，并在底槽内外两侧放上限位尼龙垫片，保证玻璃入槽后缝隙均匀；

5）借助手动玻璃吸盘慢慢抬高玻璃面板直至安装高度，然后将玻璃底端卡入栏；

6）调整玻璃板块位置、保证玻璃弧度与铝板弧度为同心弧一致，并确保相邻玻璃之间平整、弧度顺直，所有缝隙达到设计要求[3]。

图9圆弧铝板和圆弧玻璃安装现场图

Fig.9 Arc aluminum plate and arc glass installation site

3.2.7打胶收口

在铝板、玻璃、扶手安装完成后即可进行打胶工序，首先在玻璃面板与铝板接缝两侧粘贴美纹纸，然后在接缝内塞入泡沫棒，按注胶工艺要求注打密封胶。

3.3主要构件生产控制

3.3.1铝板生产

本工程采用的是单曲铝单板，根据排版图，每块铝板的弯曲弧度不尽相同。首先将输出铝板排版图下单，采用自动化设备生产。

图10 圆弧铝板自动化生产

Fig.10 Arc aluminum plate automatic production

图11 圆弧铝板细部打磨处理

Fig.11 Arc aluminum plate detail grinding treatment

3.3.2玻璃生产

圆弧玻璃与圆弧铝板的弯曲是同步的，每个部位的弯曲度均为同心同轴，故需要制作不同圆弧的精准模具。玻璃生产采用电加热式热弯炉，不仅温度控制方便，易操作，不污染玻璃，产品的质里和产品的一致性较高，且多数已采用计算机集成控制，通过对计算机各种参数设置，实现了对热弯工艺的程序化控制。

图12 圆弧玻璃自动化加工

Fig.13 Arc glass automatic processing

不同弧度的钢化玻璃生产加工的标准均不同，因本工程圆弧的不规则性复杂，加工的难度非常大，验收标准如下所示[6]：

1）平（半）钢化的弯曲度

弓形变形：≤0.15%。

普通玻璃波形及边部翘曲变形见表1，可钢化Low-E大板波形及边部翘曲变形见表2。

表1 普通平（半）钢化玻璃波形变形规定表

表2 可钢化Low-E平（半）钢化玻璃波形变形规定表

2）弯（半）钢化玻璃直线边弓形变形

尺寸≤2440mmx3660mm、公称厚度≤12mm、曲率半径>1600mm且<110000mm的单曲弯弧，半径≥1600mm的弯（半）钢化玻璃，直线边弓形变形应不大于0.15%；其他规格的要求由供需双方商定。

3）弯（半）钢化玻璃外型要求

①弯（半）钢化玻璃弧边吻合度

尺寸≤2440mmx3660mm、公称厚度≤12mm、曲率半径>1600mm且<10000mm的单曲弯弧玻璃弧边吻合度偏差±3mm，对于夹层、中空配对的基片，各层序弧边吻合度同向偏差，且偏差绝对值≤2mm。其他规格的要求由供需双方商定。

②弯（半）钢化玻璃直边平面度

弯（半）钢化玻璃两直边平面度≤0.1%。

③弯（半）钢化玻璃弧度边的边部翘曲

弯（半）钢化玻璃弧度边的边部翘曲值应符合表3的规定。

表3弯弧玻璃弧度边的边部翘曲值 单位:mm

边部翘曲如图12中阴影区域所示。

图13 弯弧玻璃翘曲示意图

Fig.13 Curved glass warping diagram

4质量保证措施

4.1施工技术及质量控制

4.1.1测量放线

1）根据建筑图纸及装饰设计图纸，由建设单位、设计单位、监理单位、施工单位多方工程技术人员共同进行现场踏勘和图纸会审；

2）图纸深化需要根据现场测量的数据为参考依据，根据规范要求，进行精准定位；

3）在测量放线时，如现场实际与设计图纸出现尺寸不符时，则需要建设单位、设计单位、监理单位、施工单位应共同签字确认实施版本定位；

4）如现场临时变更，由施工单位出示建议方案，需经建设单位和设计单位同意和签字确认，方可实行。

4.1.2玻璃加工质量保证措施

1）玻璃的边缘应进行精磨边和倒角处理。钢化玻璃均应采用均质处理，要求钢化玻璃自爆率不超过0.1%；

2）当玻璃弓形度超过0.6%时均需采用弯钢化玻璃；

3）本工程采用的钢化玻璃及主要力学性能：钢化玻璃厚度为5~12mm之间，大面强度设计值84N/mm²，要求钢化玻璃表面应力不大于110MPa[7]。

4.1.3铝板加工质量保证措施

1）本工程所用铝板主要为3mm厚单层铝板、2mm单层铝背板。铝基板牌号：3003，状态：H14。其力学性能：抗弯强度设计值97N/mm²，抗剪强度设计值56N/mm²；

2）板材边部应切齐，无毛刺、裂边，板材不允许有分层，板材表面不允许有裂纹、腐蚀，不允许板材两端50mm范围以外的矫辊印，板材面不允许有松树状花纹、气泡等缺陷；

3）铝板加劲肋间距不大于400mm且同时满足计算要求，铝板加强筋与折边需有效连接；

4）室外外露表面采用氟碳喷涂，室内外露位置及背板（图纸特殊说明除外）均采用粉末喷涂。所有铝板的颜色以设计确定的封样为准。氟碳喷涂需采用三涂两烤，涂层的平均厚度要求不小于40μm，最小局部厚度要求不小于35μm；铝板粉末喷涂需经过烘烤工艺，涂层的平均厚度要求不小于65μm，最小局部厚度要求不小于40μm。所有油漆质保年限不低于20年；

5）铝板的涂层均在板材加工（包括安装加劲肋）之后进行[8]。

4.1.4其他要求

1）铝板及骨架等加工，应严格按现场排版定位尺寸图弧度要求进行，保证达到弧形精度要求，加工图纸应简洁清晰，技术要求具体明确；

2）硅酮密封胶注胶施工应严格按照工艺要求进行，泡沫条应放置平整，耐候胶有效厚度不小于3.5mm，并添满胶缝，胶缝表面应光滑、均匀，无空鼓及气泡；

3）钢结构安装过程中，制作、组装、焊接和涂装等工序均应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205-2020中的有关规定进行；

4）成品保护方面，在工厂加工出厂前采用泡沫塑料包装进行包裹保护，运输、卸货到仓库包管需要做好成品保护层措施，严禁磕碰，施工期间做好施工交底，在铝板安装完成后，方可撕掉保护膜。

5效益分析

5.1弧形铝板

完美的曲弧线条，给人优雅、舒适的感觉。弧形铝单板不仅实用、大方、简洁，装饰性能强，而且色彩丰富，易于周围的环境融为一体，是建筑建造设计者的喜爱设计风格。弧形铝单板构造主要由面板、加强筋和角码等部件组成。加强筋与板面通过电焊螺钉连接，使之成为一个牢固的整体，极大增强了铝单板的强度与刚性，保证了长期使用中的平整度及抗震能力。

◆ 弧形优美，弧度可按需定制；

◆ 工艺可复制性，满足实际施工需要；

◆ 安装精度高，降低返工和维护成本；

◆ 质量保障，经久耐用；

◆ 铝合金材质可实现完全回收再利用。

5.2弧形玻璃

1）美学效果好

弧形玻璃安装在建筑物外墙或内部装饰，能够带来良好的美学效果。弧形玻璃形态各异，可带来丰富的视觉变化和空间感，使建筑物更具艺术感。

2）强度高、耐久性好

本工程采用先进加工技术制成的弧形玻璃，强度高，具有耐冲击性和耐热性能，在弯弧曲面等多变环境下使用，不易破碎，使用寿命长。

6结语

通过对某广场项目商业街圆弧铝板和圆弧玻璃同心同轴的施工技术研究，图纸与现场出现较大偏差，细部做法图纸缺陷无法闭合的问题，施工难度非常大。为实现美观的展示效果和打造高品质产品，在图纸深化和施工阶段都经过深思熟虑和反复推敲，并成功落地，取得良好的效果，现对此施工技术进行总结，希望能够为此类工程提供借鉴。

参考文献：

[1] 何茂林,刘家平,严琳,等. 基于Rhino技术的双曲铝板幕墙施工方法[J]. 建筑施工,2022,44(12):2919-2922.

[2] 杨欣,毛锶荧,齐大伟,贺仁锋,侯丽英. 弧形铝板幕墙安装施工技术[A]. 中国土木工程学会总工程师工作委员会.中国土木工程学会总工程师工作委员会第三届总工论坛论文集[C].中国土木工程学会总工程师工作委员会:施工技术编辑部,2023:4.

[3] 李锋. 浅析弧形玻璃幕墙施工技术[J]. 建筑工程技术与设计,2019(33):1319.

[4] 《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205-2020

[5] 《建筑装饰装修工程质量验收标准》GB 50210-2018

[6] 《建筑玻璃外观质量要求及评定》T/ZBH 001-2017

[7] 《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2015》

[8] 《建筑工程施工质量评价标准》GB/T50375-2016

作者简介：

邱洪玺，男（1984-2）、汉，籍贯：陕西省安康市，本科，工程师，研究方向：建筑施工。

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