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摘要：本文结合宁德市闽东医院病房大楼的工程实例，介绍预应力索桁架点支式弧形玻璃幕墙施工的技术特点和难点，以及狭窄场地全玻幕墙脚手架搭设、曲面幕墙空间定位、索桁架支承结构及大玻璃安装、注胶密封等施工技术和质量控制。
关键词：预应力索桁架；点支式弧形玻璃幕墙；施工技术；质量控制
预应力索桁架点支式玻璃幕墙是当今最流行、技术最先进的一种新型幕墙结构，集建筑、结构、功能、艺术于一体，结构轻巧，承载力强，空间通透，造型美观，极富有时代感和生命力，备受国内外建筑师的青睐。但该结构科技含量高，工艺复杂，要求严格，必须采用严格的设计方法和先进的施工方法，并进行严格的材料和施工过程质量控制，才能确保工程质量。
1工程概况
宁德市闽东医院病房大楼位于福安市世纪大道的北侧，本工程前厅立面设计采用當今技术最先进的预应力索桁架点支式弧形玻璃幕墙。该幕墙立面由五段曲率不等的曲面组成，幕墙展开长度117m，高度16.2m，面积1895.4 m2，主要支承骨架为不锈钢双拉索鱼形结构索桁架，驳接系统固定件为不锈钢驳接件，紧固件采用沉头式不锈钢球铰状螺栓，玻璃采用12mm厚钢化玻璃和热弯钢化玻璃，玻璃接缝处采用耐候硅酮胶密封。
2工程特点及难点
2.1 索桁架点支式玻璃幕墙是当今技术最先进、工艺最复杂的一种新型幕墙结构，技术上还有待进一步探索和完善，加上该技术较少应用，缺乏成熟的施工经验。
2.2 本工程整个玻璃幕墙立面由五个不同曲率的曲面构成，立面中部大圆弧和两端小圆弧曲面由多块热弯钢化玻璃拼接而成，大圆弧与小圆弧之间的两段缓和曲面则由多块平板钢化玻璃拼接而成，玻璃靠边缘的四个孔通过驳接装置与索桁架连接，加上立面为曲面幕墙，玻璃空间对位安装难度极大，这就对每个支撑点的空间定位精度和每块玻璃的形状、尺寸误差有着极高的要求。
2.3 预应力索桁架属柔性结构，必须对不锈钢拉索施加预应力才能成形。索结构尚未承受荷载时，既要保证结构的几何形状与图纸相符，又要使索中预应力值符合设计要求，这有一定的施工难度。
2.4现场施工场地狭窄，工程采用的又是全玻璃幕墙，脚手架搭拆施工及安全防护难度较大。
3施工技术
3.1土建结构的施工。点支式玻璃幕墙对土建结构相关尺寸要求较高，为保证玻璃幕墙安装施工的质量，安装幕墙的土建结构尺寸和平面形状，应精确符合设计图纸和有关施工及验收规范的要求。
3.2预埋件的埋设。所有预埋件应按照图纸的尺寸规格精确切割，焊好铁脚，预埋前复核土建的结构尺寸是否与图纸相符，如有不符合之处进行尺寸调整，按照调整后的尺寸精确放线，能拉通的全部拉好通线，按照通线确定的位置准确定位并固定牢靠，并对照图纸逐一进行严格的隐蔽工程检查验收，严禁漏埋或跑位。
3.3测量放线。由于各种原因，土建结构实际尺寸与设计尺寸不一定相符，因此在幕墙安装前应对土建结构进行测量，取得第一手资料，作为幕墙安装和确定玻璃实际分块尺寸的依据。具体做法如下：
根据图纸和控制轴线对楼板结构进行水平和垂直方向测量，检查其水平和垂直偏差，确定幕墙施工控制线。
在各楼层进行预埋件清理，依据板块布置图在每层沿垂直方向和水平方向拉好控制钢线，弹出板块分割线。
对实际放线与设计图之间的误差，应按单元进行调整、分配和消化，不能使其积累，确保加工制作的幕墙符合现场实际情况。
3.4脚手架的搭设。幕墙安装可利用原有土建使用的脚手架，以加快施工进度和降低工程成本。但由于本工程采用的是索桁架点支式玻璃幕墙，玻璃块面积较大，施工中需对原有土建使用的钢管脚手架按以下方法拆改，以满足玻璃运输、安装的需要。
在外脚手架标高5.7~9.9m处，另设三个玻璃吊装洞口。洞口四周架体应进行加固，并在其顶部设一根吊杆，以便安装葫芦将玻璃从地面吊装至二层楼面。在二层楼面搭设玻璃水平运输通道，并对原有外架进行合理的拆改，以便将玻璃用吸盘人工搬运到所需跨内，然后再进行二次吊装、就位。
视玻璃安装进展情况，将原有外架与土建结构间的钢管水平拉杆，部分合理地改为钢丝绳水平拉结，从玻璃块缝间引出，做到拉顶结合，并在外架顶部和中部设钢丝绳缆风绳进行内、外双向拉结。这种刚柔结合的拉结方式，玻璃可自由分段、分块安装，在确保外架整体稳定的前提下大大加快了施工进度。
为确保外架的安全，架体的拆改工作必须严格按书面技术交底进行，任何工种操作人员，未征得脚手架主管技术员同意，不得擅自改动脚手架的结构。
3.5耳座、驳接座的焊接。焊接前要先进行精确定位，所有空间定位误差要控制在±5 mm 内且按单元对误差进行调整、分配和消化，不得出现累积误差。耳座、驳接座是支承结构的关键受力部位，所有焊缝必须饱满密实，焊缝长度和高度满足设计要求。耳座、驳接座施焊完毕应逐个对焊缝检测
3.6 拉索结构系统的安装。拉索在下料前应进行预张拉，以消除拉索受初始拉力时的非弹性变形。然后再根据图纸设计长度加长1-3mm进行拉索下料和压套组装。压套组装完毕，按照“先上后下，先竖后横”的原则，进行横、竖向拉索与悬空杆的安装及调整。首先自上而下安装竖向拉索，待全部竖向拉索安装完毕后，按尺寸控制单元自上而下逐层将竖向拉索、悬空杆初步调整到位，随后连接横向拉索，待拉索结构系统全部组装完毕，按尺寸控制单元和以下调整方法将索结构形状、悬空杆、索中预应力值精确调整到位。
悬空杆的调整。以单元控制点为基准，对每一个悬空杆的中心位置进行核准，确保每个悬空杆的前端与玻璃平面保持一致。
索结构形状、索中预应力值的调整。因索结构形状不到位，对下道工序的施工影响较大，故索结构的张拉控制，应以形状控制为主、应力控制为辅，而索力的误差只要控制在结构安全度的范围之内即可。由于拉索的端头锚固处设有索长调节螺栓，可对索的长短及预应力进行调节，故预应力施工控制可采用反复张拉、逐步到位的施工工艺，即用扭力扳手指导索结构形状的微调，经过3～4次反复即可满足设计要求的形状和预应力控制值。
索桁架的检测。经预张拉后的索桁架，要按尺寸控制单元进行全面的尺寸精度检测，确保安装节点的精度。索内预拉力值使用扭力扳手进行100％检测，并记录在案。
3.7驳接系统的安装。驳接系统包括驳接座、驳接爪、驳接头三个有机组成部分，它具有玻璃安装定位、幕墙变形补偿等功能，是点支式玻璃幕墙的核心元件。
驳接爪安装。安装时，应将驳接爪与驳接座的连接螺杆拧紧，并设专人负责逐个进行检查验收，当需用较厚的垫片调平驳接爪的空间位置时，应更换加长的连接螺杆，以确保连接螺杆吃进驳接座的深度，防止驳接爪安装和使用过程中发生松动、坠落。
驳接爪调整。由于种种原因，索结构安装节点空间位置误差仍在所难免，所以在驳接爪按图初步安装就位后，仍需测量复核每个控制单元和每块玻璃的定位尺寸，全方位拉细钢丝检查每个驳接点的偏差，根据测量结果校正每个驳接爪定位尺寸，确保驳接爪的各项安装偏差符合技术规程要求。
驳接头安装。驳接头的安装与玻璃安装同时进行。安装前，应检查驳接头衬垫是否齐全、螺纹松紧度是否合适，然后在玻璃孔周边及驳接头胶垫上打上透明胶，将驳接头的前部安装在玻璃孔上并锁紧，待璃吊装到位后，将驳接头的尾部与驳接爪相互连接并锁紧。驳接头安装各部件间应密贴，保持面接触，锁紧力度适中，避免用力过大，造成玻璃的早期破坏。在安装由平板钢化玻璃拼接而成的缓和曲面幕墙玻璃时，如发现驳接头安装长度不足，应更换加长的驳接头。
3.8 玻璃安装。大玻璃安装是工程施工中的一个难点，应按以下方法进行。
玻璃吊装。吊装前应调整脚手架，保证有足够的空间安装玻璃；检查葫芦吊的吊挂装置是否牢固可靠；检查玻璃是否完好，如出现边角破损、开裂，严禁使用。吊装时，应将玻璃安放在吊篮上，绑紧四周的紧固皮带；玻璃提升时四周必须有人扶持，使整个提升过程都不能让玻璃与脚手架相碰；玻璃到达预定位置后，拧紧两个驳接头的紧固螺母后才能松开紧固皮带。
玻璃安装。安装的顺序原则上是先上后下，先中部后两侧，采取边安装边调整的办法，待每个控制单元的玻璃安装完成后，再进行大面调整。调整时需纵横向拉线，用水平尺校核，力求做到“横平、竖直、面平、缝宽均匀”，确保各项安装偏差满足规程要求。玻璃精确定位后应及时固定，将球铰夹具与钢爪的紧固螺母拧紧。
3.9 注胶密封。嵌缝注胶前，应先用二甲苯清洗玻璃缝处的污渍，风干后在玻璃缝两侧双面贴保护胶带纸，然后用设计规定牌号硅酮胶进行注胶；注胶时按“先上后下，先竖向后横”的顺序，采用双人里外同步、匀速对打的方法，保证胶缝嵌填密实。在刮胶过程中，如发现有局部打胶缺陷（如气泡、空心、断缝、表面严重裂纹等），必须将该部分切除清理后再进行补胶。幕墙安装完毕，应从上到下用中性清洁剂对幕墙及外露构件进行清洗。清洗前应对所使用的中性清洁剂进行腐蚀性检验，证明对不锈钢爪和玻璃无腐蚀作用后方能使用。
4质量控制注意事项
4.1 点支式玻璃幕墙的支承结构采用钢拉（杆）索结构体系时，拉杆及拉索的预应力大小对支承结构的安全性及外型准确性至关重要，因此在安装过程中必须严格控制预应力值。
4.2 在荷载和全部预应力共同作用下，支承结构主要承受轴向力，但在单独预应力作用下，尤其在施工过程中，不可能对所有钢拉（杆）索同时均匀施加预应力，往往对支承结构引起相当大的弯矩和变形，因此施工組织设计应对施加预应力的施工过程进行仔细设计，通过必要的计算，拟定交替的施加各级预应力恒载的最有利顺序。
4.3 双层拉（杆）索结构的施工与施工方案设计的联系十分紧密，施工组织设计时，必须预先考虑施工步骤，尤其必须规定好张拉预应力和铺设玻璃面板的步骤，实际施工时间，必须严格按照规定的步骤进行。如稍有改变，就可能引起内力的很大变化，尤其会使支承结构超载。
5结语
点支式玻璃幕墙具有改变建筑的传统表现手法，追求建筑物内外空间的交流和融合，具有较大社会、经济效益。我们在玻璃幕墙工程施工中，针对工程的特点和难点，经过周密地组织、合理地安排施工顺序，制订并采取一系列严密的技术控制措施，特别对预应力索桁架点支式玻璃幕墙施工工艺认真研究，精心施工，幕墙各项检验项目符合规范及验收要求，受到业主和监理等各方的好评。
关键词：预应力索桁架；点支式弧形玻璃幕墙；施工技术；质量控制
预应力索桁架点支式玻璃幕墙是当今最流行、技术最先进的一种新型幕墙结构，集建筑、结构、功能、艺术于一体，结构轻巧，承载力强，空间通透，造型美观，极富有时代感和生命力，备受国内外建筑师的青睐。但该结构科技含量高，工艺复杂，要求严格，必须采用严格的设计方法和先进的施工方法，并进行严格的材料和施工过程质量控制，才能确保工程质量。
1工程概况
宁德市闽东医院病房大楼位于福安市世纪大道的北侧，本工程前厅立面设计采用當今技术最先进的预应力索桁架点支式弧形玻璃幕墙。该幕墙立面由五段曲率不等的曲面组成，幕墙展开长度117m，高度16.2m，面积1895.4 m2，主要支承骨架为不锈钢双拉索鱼形结构索桁架，驳接系统固定件为不锈钢驳接件，紧固件采用沉头式不锈钢球铰状螺栓，玻璃采用12mm厚钢化玻璃和热弯钢化玻璃，玻璃接缝处采用耐候硅酮胶密封。
2工程特点及难点
2.1 索桁架点支式玻璃幕墙是当今技术最先进、工艺最复杂的一种新型幕墙结构，技术上还有待进一步探索和完善，加上该技术较少应用，缺乏成熟的施工经验。
2.2 本工程整个玻璃幕墙立面由五个不同曲率的曲面构成，立面中部大圆弧和两端小圆弧曲面由多块热弯钢化玻璃拼接而成，大圆弧与小圆弧之间的两段缓和曲面则由多块平板钢化玻璃拼接而成，玻璃靠边缘的四个孔通过驳接装置与索桁架连接，加上立面为曲面幕墙，玻璃空间对位安装难度极大，这就对每个支撑点的空间定位精度和每块玻璃的形状、尺寸误差有着极高的要求。
2.3 预应力索桁架属柔性结构，必须对不锈钢拉索施加预应力才能成形。索结构尚未承受荷载时，既要保证结构的几何形状与图纸相符，又要使索中预应力值符合设计要求，这有一定的施工难度。
2.4现场施工场地狭窄，工程采用的又是全玻璃幕墙，脚手架搭拆施工及安全防护难度较大。
3施工技术
3.1土建结构的施工。点支式玻璃幕墙对土建结构相关尺寸要求较高，为保证玻璃幕墙安装施工的质量，安装幕墙的土建结构尺寸和平面形状，应精确符合设计图纸和有关施工及验收规范的要求。
3.2预埋件的埋设。所有预埋件应按照图纸的尺寸规格精确切割，焊好铁脚，预埋前复核土建的结构尺寸是否与图纸相符，如有不符合之处进行尺寸调整，按照调整后的尺寸精确放线，能拉通的全部拉好通线，按照通线确定的位置准确定位并固定牢靠，并对照图纸逐一进行严格的隐蔽工程检查验收，严禁漏埋或跑位。
3.3测量放线。由于各种原因，土建结构实际尺寸与设计尺寸不一定相符，因此在幕墙安装前应对土建结构进行测量，取得第一手资料，作为幕墙安装和确定玻璃实际分块尺寸的依据。具体做法如下：
根据图纸和控制轴线对楼板结构进行水平和垂直方向测量，检查其水平和垂直偏差，确定幕墙施工控制线。
在各楼层进行预埋件清理，依据板块布置图在每层沿垂直方向和水平方向拉好控制钢线，弹出板块分割线。
对实际放线与设计图之间的误差，应按单元进行调整、分配和消化，不能使其积累，确保加工制作的幕墙符合现场实际情况。
3.4脚手架的搭设。幕墙安装可利用原有土建使用的脚手架，以加快施工进度和降低工程成本。但由于本工程采用的是索桁架点支式玻璃幕墙，玻璃块面积较大，施工中需对原有土建使用的钢管脚手架按以下方法拆改，以满足玻璃运输、安装的需要。
在外脚手架标高5.7~9.9m处，另设三个玻璃吊装洞口。洞口四周架体应进行加固，并在其顶部设一根吊杆，以便安装葫芦将玻璃从地面吊装至二层楼面。在二层楼面搭设玻璃水平运输通道，并对原有外架进行合理的拆改，以便将玻璃用吸盘人工搬运到所需跨内，然后再进行二次吊装、就位。
视玻璃安装进展情况，将原有外架与土建结构间的钢管水平拉杆，部分合理地改为钢丝绳水平拉结，从玻璃块缝间引出，做到拉顶结合，并在外架顶部和中部设钢丝绳缆风绳进行内、外双向拉结。这种刚柔结合的拉结方式，玻璃可自由分段、分块安装，在确保外架整体稳定的前提下大大加快了施工进度。
为确保外架的安全，架体的拆改工作必须严格按书面技术交底进行，任何工种操作人员，未征得脚手架主管技术员同意，不得擅自改动脚手架的结构。
3.5耳座、驳接座的焊接。焊接前要先进行精确定位，所有空间定位误差要控制在±5 mm 内且按单元对误差进行调整、分配和消化，不得出现累积误差。耳座、驳接座是支承结构的关键受力部位，所有焊缝必须饱满密实，焊缝长度和高度满足设计要求。耳座、驳接座施焊完毕应逐个对焊缝检测
3.6 拉索结构系统的安装。拉索在下料前应进行预张拉，以消除拉索受初始拉力时的非弹性变形。然后再根据图纸设计长度加长1-3mm进行拉索下料和压套组装。压套组装完毕，按照“先上后下，先竖后横”的原则，进行横、竖向拉索与悬空杆的安装及调整。首先自上而下安装竖向拉索，待全部竖向拉索安装完毕后，按尺寸控制单元自上而下逐层将竖向拉索、悬空杆初步调整到位，随后连接横向拉索，待拉索结构系统全部组装完毕，按尺寸控制单元和以下调整方法将索结构形状、悬空杆、索中预应力值精确调整到位。
悬空杆的调整。以单元控制点为基准，对每一个悬空杆的中心位置进行核准，确保每个悬空杆的前端与玻璃平面保持一致。
索结构形状、索中预应力值的调整。因索结构形状不到位，对下道工序的施工影响较大，故索结构的张拉控制，应以形状控制为主、应力控制为辅，而索力的误差只要控制在结构安全度的范围之内即可。由于拉索的端头锚固处设有索长调节螺栓，可对索的长短及预应力进行调节，故预应力施工控制可采用反复张拉、逐步到位的施工工艺，即用扭力扳手指导索结构形状的微调，经过3～4次反复即可满足设计要求的形状和预应力控制值。
索桁架的检测。经预张拉后的索桁架，要按尺寸控制单元进行全面的尺寸精度检测，确保安装节点的精度。索内预拉力值使用扭力扳手进行100％检测，并记录在案。
3.7驳接系统的安装。驳接系统包括驳接座、驳接爪、驳接头三个有机组成部分，它具有玻璃安装定位、幕墙变形补偿等功能，是点支式玻璃幕墙的核心元件。
驳接爪安装。安装时，应将驳接爪与驳接座的连接螺杆拧紧，并设专人负责逐个进行检查验收，当需用较厚的垫片调平驳接爪的空间位置时，应更换加长的连接螺杆，以确保连接螺杆吃进驳接座的深度，防止驳接爪安装和使用过程中发生松动、坠落。
驳接爪调整。由于种种原因，索结构安装节点空间位置误差仍在所难免，所以在驳接爪按图初步安装就位后，仍需测量复核每个控制单元和每块玻璃的定位尺寸，全方位拉细钢丝检查每个驳接点的偏差，根据测量结果校正每个驳接爪定位尺寸，确保驳接爪的各项安装偏差符合技术规程要求。
驳接头安装。驳接头的安装与玻璃安装同时进行。安装前，应检查驳接头衬垫是否齐全、螺纹松紧度是否合适，然后在玻璃孔周边及驳接头胶垫上打上透明胶，将驳接头的前部安装在玻璃孔上并锁紧，待璃吊装到位后，将驳接头的尾部与驳接爪相互连接并锁紧。驳接头安装各部件间应密贴，保持面接触，锁紧力度适中，避免用力过大，造成玻璃的早期破坏。在安装由平板钢化玻璃拼接而成的缓和曲面幕墙玻璃时，如发现驳接头安装长度不足，应更换加长的驳接头。
3.8 玻璃安装。大玻璃安装是工程施工中的一个难点，应按以下方法进行。
玻璃吊装。吊装前应调整脚手架，保证有足够的空间安装玻璃；检查葫芦吊的吊挂装置是否牢固可靠；检查玻璃是否完好，如出现边角破损、开裂，严禁使用。吊装时，应将玻璃安放在吊篮上，绑紧四周的紧固皮带；玻璃提升时四周必须有人扶持，使整个提升过程都不能让玻璃与脚手架相碰；玻璃到达预定位置后，拧紧两个驳接头的紧固螺母后才能松开紧固皮带。
玻璃安装。安装的顺序原则上是先上后下，先中部后两侧，采取边安装边调整的办法，待每个控制单元的玻璃安装完成后，再进行大面调整。调整时需纵横向拉线，用水平尺校核，力求做到“横平、竖直、面平、缝宽均匀”，确保各项安装偏差满足规程要求。玻璃精确定位后应及时固定，将球铰夹具与钢爪的紧固螺母拧紧。
3.9 注胶密封。嵌缝注胶前，应先用二甲苯清洗玻璃缝处的污渍，风干后在玻璃缝两侧双面贴保护胶带纸，然后用设计规定牌号硅酮胶进行注胶；注胶时按“先上后下，先竖向后横”的顺序，采用双人里外同步、匀速对打的方法，保证胶缝嵌填密实。在刮胶过程中，如发现有局部打胶缺陷（如气泡、空心、断缝、表面严重裂纹等），必须将该部分切除清理后再进行补胶。幕墙安装完毕，应从上到下用中性清洁剂对幕墙及外露构件进行清洗。清洗前应对所使用的中性清洁剂进行腐蚀性检验，证明对不锈钢爪和玻璃无腐蚀作用后方能使用。
4质量控制注意事项
4.1 点支式玻璃幕墙的支承结构采用钢拉（杆）索结构体系时，拉杆及拉索的预应力大小对支承结构的安全性及外型准确性至关重要，因此在安装过程中必须严格控制预应力值。
4.2 在荷载和全部预应力共同作用下，支承结构主要承受轴向力，但在单独预应力作用下，尤其在施工过程中，不可能对所有钢拉（杆）索同时均匀施加预应力，往往对支承结构引起相当大的弯矩和变形，因此施工組织设计应对施加预应力的施工过程进行仔细设计，通过必要的计算，拟定交替的施加各级预应力恒载的最有利顺序。
4.3 双层拉（杆）索结构的施工与施工方案设计的联系十分紧密，施工组织设计时，必须预先考虑施工步骤，尤其必须规定好张拉预应力和铺设玻璃面板的步骤，实际施工时间，必须严格按照规定的步骤进行。如稍有改变，就可能引起内力的很大变化，尤其会使支承结构超载。
5结语
点支式玻璃幕墙具有改变建筑的传统表现手法，追求建筑物内外空间的交流和融合，具有较大社会、经济效益。我们在玻璃幕墙工程施工中，针对工程的特点和难点，经过周密地组织、合理地安排施工顺序，制订并采取一系列严密的技术控制措施，特别对预应力索桁架点支式玻璃幕墙施工工艺认真研究，精心施工，幕墙各项检验项目符合规范及验收要求，受到业主和监理等各方的好评。