BIM技術(shù)輔助雙曲異形鋁板幕墻安裝施工工法范本

1、BIM技術(shù)輔助雙曲異形鋁板幕墻安裝施工工法XX市達欣工程股份XX公司XX公司 1. 前言隨著建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，部分大型公建、商業(yè)、體育館等建筑物為追求空間效果，往往幕墻表面整體呈曲面形態(tài)來營造視覺效果，復雜的幕墻形式給施工帶來難度。雙曲異形鋁板幕墻每層錯開、向上逐層收縮，通過鋼立柱與主體結(jié)構(gòu)連接，在弧形鋼梁錨固次龍骨安裝鋁單板，理論上沒有一個相同的單元板塊，所有單元板塊均為異型單元板，與常規(guī)單元板塊不同，對于施工定位和板塊組裝精度要求高，每個單元板塊的空間關(guān)系不同，立柱上短梁牛腿的角度偏差直接影響單元板塊的安裝質(zhì)量。為了節(jié)約材料損耗，提高安裝精度，確?；⌒瓮庥^美觀，一次成優(yōu)XX公司總結(jié)出“BI

2、M技術(shù)輔助雙曲異形鋁板幕墻安裝施工工法”。通過實踐取得了良好效果，鋁板幕墻安裝完畢后受到了各方好評，經(jīng)總結(jié)形成本工法。2. 工法特點2.1在深化設(shè)計上針對結(jié)構(gòu)空間關(guān)系采用Rhino進行BIM模型進行深化設(shè)計，確保模型及坐標的準確度，導出弧形鋼梁每一環(huán)空間坐標，指導現(xiàn)場施工。2.2 利用BIM模型立柱間定位點確定弧形鋼梁平弦高度、豎弦高度，弧形鋼梁采用大型液壓數(shù)控頂彎機加工，確保弧形精度達標。2.3 在鋁板加工上采用采用Rhino模型深化設(shè)計，把一塊塊鋁板分解成平面，進行下料生產(chǎn)，保證加工精度。3. 適用范圍本工法適用于空間結(jié)構(gòu)復雜的新建、改建、擴建的工業(yè)與民用建筑工程各種異形鋁板安裝施工。4.

3、 工藝原理BIM技術(shù)輔助雙曲異形鋁板幕墻安裝施工技術(shù)，在鋁板幕墻安裝前，首先利用Rhino軟件對外立面鋁板幕墻進行建模，對外立面鋁板幕墻進行深化設(shè)計，確定埋件、立柱、曲梁的空間位置，再通過對鋁板飾面分格處理、編號、定位在BIM模型上，以此確定鋁板工程量指導鋁板加工和現(xiàn)場安裝。通過空間定位在外圍斜柱上植入后置埋件，鋼立柱通過后置埋件與主體連接，按照深化設(shè)計圖紙利用大型液壓數(shù)控頂彎機分段彎折弧形鋼梁，通過起重吊裝設(shè)備及電動葫蘆配合分段進行曲梁的安裝，曲梁連接處及立柱連接處通過焊接的方式進行連接，在曲梁外側(cè)焊接次龍骨用以錨固鋁板，按照編號的鋁板逐一進行安裝，施打耐候膠，最終完成鋁板的安裝。5. 工藝

4、流程及操作要點5.1施工工藝流程鋁板幕墻深化設(shè)計測量定位放線搭設(shè)排架操作平臺后置埋件安裝立柱安裝二次腳手架搭設(shè)弧形鋼梁安裝次龍骨安裝鋁單板安裝分格縫打膠5.2操作要點5.2.1鋁板幕墻深化設(shè)計將主體結(jié)構(gòu)模型導入Rhino軟件中，利用主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)模型空間關(guān)系進行深化設(shè)計，首先建立鋁板立柱和弧形梁空間BIM模型，經(jīng)過設(shè)計院確認后再進行鋁板分割細部設(shè)計，在三維可視化模型中對所有構(gòu)件進行拆解、分段，逐一編號，經(jīng)過反復校準后標注構(gòu)件的尺寸，便于工廠加工，如圖5.2.1所示。圖5.2.1 鋁板幕墻BIM模型圖5.2.2 測量定位放線由于土建施工允許誤差較大，鋁板工程施工精度要求高，須由基準軸線和水準點重新

5、測量、校準復合。通過原始標高控制點和軸線控制線建立鋁板幕墻標高和軸線控制網(wǎng)，并做好標記點和標記軸線。通過Rhino軟件確定三維模型的空間坐標，將需要的控制點坐標保存TXT文檔，導入至全站儀設(shè)備。通過全站儀坐標放樣功能，將后置預埋件的空間坐標準確定位到柱或梁上。5.2.3 后置埋件安裝依據(jù)測量放線的結(jié)果，將后置埋件安裝的位置標示于梁或柱上,包括水平高度和后置埋件中心位置；后置埋件初步設(shè)置以后，應進行認真校核確認無誤后方可用錨栓進行加固，在加固時應避免錨栓對混凝土內(nèi)鋼筋的影響。(1)鉆孔:鉆孔直徑大于植筋鋼筋2-4mm，如在鉆孔中碰到預埋鋼筋等物體時應適量移位，避開鋼筋的位置。(2)清孔:鉆孔后必

6、須用毛刷和氣泵皮管深入已打孔中，將孔中灰沙反復掏出和吹沖干凈，確保無灰沙。(3)上筋錨栓:待植筋膠灌入孔洞九分滿后，將螺栓慢慢伸進后，將其擺正固定。錨栓植入深度以設(shè)計錨栓規(guī)格為準。(4)拉拔試驗:待凝膠固化時間結(jié)束后，按照錨栓總數(shù)1經(jīng)過第三方檢測單位進行拉拔試驗，如圖5.2.2所示，試驗合格后方可進行錨板安裝。(5)錨板安裝:封錨安裝須在粘接24h后方可施焊，在進行預埋板塞焊時必須分多次進行焊接，以免集中焊接時對植筋膠產(chǎn)生不利影響。專業(yè)焊工將錨板與錨栓焊接固定，施工員精確放樣定位出錨板翼板位置，焊接翼板來固定鋼立柱。錨板與翼板焊接完畢后及時進行防腐處理。圖5.2.2 植筋拉拔試驗圖5.2.4

7、立柱安裝立柱作為整個鋁板幕墻支撐固定結(jié)構(gòu)，立柱安裝首先要根據(jù)圖紙尺寸確定基準軸線安裝基準框，基準框架施工完畢后，確認標高及進出等尺寸與圖紙相符無誤后，進行大面積框架施工，在安裝時應對每層框架的標高、垂直度、分格尺寸跟蹤檢查并做記錄。(1)前期準備:鋼立柱、短梁牛腿依據(jù)深化圖紙下料切割，尺寸偏差控制在±1mm，將下料好的型材進行去毛邊、飛邊、除銹、編號處理，安裝前進行噴涂一遍防腐兩遍底漆處理。(2)立柱安裝:鋼立柱安裝須從底邊定位向上推移，將立柱與錨板翼板焊接連接，在立柱上標記牛腿位置，牛腿位置的準確和質(zhì)量將影響整個鋁板幕墻的安裝質(zhì)量，須將牛腿平面軸線誤差控制在2mm以內(nèi)。(3)牛腿安

8、裝:因鋁板每層錯開、向上逐層收縮，須依據(jù)圖紙將加工后的牛腿短梁進行編號處理，將編號的牛腿依次焊接至立柱上用來錨固弧形鋼梁，如圖5.2.3所示。先將一根牛腿安裝于一個施工立面的端部牛腿，采用角碼臨時點焊于埋件，用線垂吊直，確定水平度、垂直度達到要求后將其牛腿焊接預埋件，再將另一根牛腿安裝于立面另一端，并用角碼連接點焊于埋件。兩端牛腿校正達到標準要求后，將二根牛腿之間用鋼絲繩拉出其牛腿的施工面，然后逐根安裝，最后調(diào)整完畢后，將所有焊接牛腿固定。圖5.2.3 立柱安裝圖5.2.5 二次腳手架搭設(shè)因主體施工時的腳手架無法將弧形鋼梁吊運至指定位置，故需要二次搭設(shè)腳手架。根據(jù)測量標明的定位線搭設(shè)滿堂腳手架

9、，搭設(shè)時既要滿足腳手架的搭設(shè)規(guī)范要求，同時還有充分考慮施工的需要，搭設(shè)時避開立柱和主體結(jié)構(gòu)弧形梁，異形腳手架搭設(shè)須隨同弧形鋼梁吊裝同步向上搭設(shè)，連墻件及剪刀撐設(shè)置須符合規(guī)范要求，吊裝弧形鋼梁及安裝鋁單板時須在操作平臺上滿鋪腳手板。5.2.6 弧形鋼梁安裝1、弧形鋼梁加工因鋁板幕墻造型主要為螺旋上升曲線單元，這就要求鋁板幕墻橫梁加工成弧形鋼梁，弧形鋼梁加工精度的高低直接關(guān)系到外觀曲面成型效果，決定著建筑物的美觀性?？紤]到弧形鋼梁自重較大運輸過程中易產(chǎn)生變形，影響安裝精度，決定采用大型液壓數(shù)控頂彎機在現(xiàn)場進行曲梁加工。將每一環(huán)鋼梁空間坐標轉(zhuǎn)換成彎弧加工尺寸表，如表5.2.1所示，根據(jù)尺寸表進行平弦

10、和豎弦加工。 鋁板鋼結(jié)構(gòu)彎弧尺寸表 表5.2.1首先進行弧形鋼梁弧線加工，將鋼梁豎向擺放利用大型液壓頂彎機頂推借助彎弧鐵板及墊片彎制成弧，以300mm為弦間距分段加工對鋼梁平弦高度加工，如圖5.2.4所示，加工完及時測量是否存在誤差，如有誤差及時進行調(diào)整，直至準確為止。接著將弧形鋼梁側(cè)翻平放，根據(jù)弧形梁豎弦高度尺寸表，以300mm為弦間距分段完成弧形梁豎向弦高。按照先平弧后豎弦加工步驟逐一彎制每根弧形鋼梁，再對弧形鋼梁進行噴涂防腐漆、編號、分類存放,如圖5.2.5所示。 圖5.2.4 弧形鋼梁彎制示意圖 圖5.2.5 弧形鋼梁編號分類存放示意圖2、弧形鋼梁安裝因整個建筑物鋁板幕墻呈現(xiàn)螺旋上升式

11、橢圓，為了減少累計誤差，采用從中間向兩端的安裝方式。為了維持吊裝的穩(wěn)定性，專業(yè)信號工指揮采用汽車吊三點吊裝的方式進行起吊，如圖5.2.6所示。每個短梁牛腿都是經(jīng)過精確定位，通過短梁牛腿控制鋁板幕墻每層錯開、向上逐層收縮外形。每一環(huán)弧形鋼梁首次安裝需要找準空間位置，從橢圓中部位置開始安裝，由汽車吊將弧形鋼梁吊運至制定位置，利用電動葫蘆進行空間位置微調(diào)，找準空間位置后由專業(yè)焊工將短梁牛腿與弧形鋼梁進行焊接固定，如圖5.2.7所示。安裝完首跨弧形鋼梁后，后續(xù)弧形鋼梁采用以上方式逐段安裝，弧形鋼梁連接處采用焊接方式連接，相鄰兩橫梁階差不得大于5mm，在弧形鋼梁與短梁牛腿交接處焊接耳板增加弧形鋼梁的穩(wěn)定

12、性，施焊結(jié)束后進行焊縫防腐處理，確保防銹漆涂刷均勻，無遺漏現(xiàn)象。 圖5.2.6 弧形鋼梁吊裝示意圖 圖5.2.7 弧形鋼梁安裝示意圖5.2.7 次龍骨安裝考慮幕墻防火性能次龍骨采用鍍鋅鋼管焊制，加工同弧形鋼梁進行分段彎弧，次龍骨成型質(zhì)量決定著鋁單板能否順利安裝，因鋁板幕墻為曲面異形導致次龍骨規(guī)格尺寸不一，加工時須參照深化設(shè)計圖紙，分段加工，統(tǒng)一編號，分類存儲，如圖5.2.8所示。為了減少安裝時的累積誤差，次龍骨安裝從橢圓中部向兩端逐段安裝。首先找準次龍骨首個環(huán)向位置，由施工員密切配合完成次龍骨框架定位工作，在弧形鋼梁上放樣出定位線，施焊短梁固定次龍骨框架，如圖5.2.9-10所示，施焊結(jié)束及時

13、進行焊縫防腐處理，第三方檢測單位對焊縫全數(shù)探傷，如圖5.2.11所示，探傷檢測合格后方可進行鋁單板安裝。 圖5.2.8 次龍骨加工示意圖 圖5.2.9 次龍骨安裝示意圖 圖5.2.10 次龍骨安裝示意圖 圖5.2.11 焊縫無損探傷示意圖5.2.8 鋁單板安裝因鋁板單個造型為平行四邊形，尺寸不一，加工周期長，前期須通過Rhino軟件深化設(shè)計，經(jīng)過設(shè)計單位同意后，把一塊塊鋁板分解成平面，然后下單由廠家加工。項目材料人員負責按現(xiàn)場需要的順序，向廠家跟蹤和清點到貨。材料到場后，項目部馬上進行分類、分區(qū)運輸，保證一次就位，避免積壓和二次搬運。為了滿足豎縫寬度20mm及豎向?qū)p的安裝精度，須在每條龍骨上

14、均畫出控制線，避免累積誤差。 將分類好的鋁單板吊運至指定位置，鋁單板安裝應按板塊分配圖上板號安置就位，用不銹鋼螺栓試固定在次龍骨上，調(diào)整橫豎縫間隙復合要求后再固定，如圖5.2.12所示。鋁單板安裝時左右、上下的偏差不得大于1.5mm。圖5.2.12 鋁單板安裝示意圖5.2.9 分格縫打膠用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠粘結(jié)固定構(gòu)件時，注膠溫度控制在15以上，30以下，相對濕度50以上。將鋁板保護膜折邊部分撕開，按照90º轉(zhuǎn)角折邊處貼上美紋紙，美紋紙在四角膠縫處應折90º轉(zhuǎn)角，整個美紋紙一次到位，用力抹平，避免美紋紙折皺。 填充泡沫棒，要求密實平直。注膠時應按直線走，從上至下，從左至右，一次

15、打完。刮膠時應按照注膠步驟一次到底，如圖5.2.13所示，在角部處刮拉速度稍微緩慢一些。撕去美紋紙成外向45º傾斜拉扯，應把美紋紙集中處理，避免污染環(huán)境。撕去鋁板保護膜，用中性清潔劑清潔鋁板。 圖5.2.13 鋁單板分格縫打膠示意圖6. 材料和機具設(shè)備6.1 材料6.1.1 鋁單板鋁單板基材采用2.5mm厚的AA3003H24鋁合金板，表面采用氟碳涂層，氟碳樹脂含量不應低于75%，海邊級嚴重酸雨地區(qū)采用采用三道氟碳樹脂涂層，其厚度應大于40m，其他地區(qū)兩道氟碳樹脂涂層，其厚度應大于25m。氟碳樹脂涂層應無起泡、裂紋、剝落等現(xiàn)象，涂層要求見表6.1.1。 涂層要求 表6.1.1序號檢驗

16、項目標準指標1外觀無泳流痕、裂紋、起泡、夾雜物或其他表面缺陷2平均涂層厚度兩涂25m，三涂40m3色差目測不明顯，或單色時E24鉛筆硬度HB5光澤度規(guī)定值±56耐沖擊性50kg·cm不脫漆7耐磨性50L/m8附著力干式劃格法0級濕式劃格法0級沸水煮劃格法0級9耐化學性耐鹽酸15min點滴無氣泡，外觀無變化耐硝酸顏色變化E 6耐砂漿無任何變化耐洗滌劑無氣泡，漆膜無脫落6.1.2 幕墻立柱、龍骨1、主龍骨弧形鋼梁采用400×200×8矩形Q235B鋼材，立柱采用200×10方鋼管，采用400×200×8牛腿短梁與鋼立柱連接，短梁

17、前端采用10mm鋼板封口。 2、次龍骨采用50×50×3的熱鍍鋅鋼管。6.1.3 硅酮結(jié)構(gòu)密封膠1、幕墻應采用中性硅酮結(jié)構(gòu)密封膠；硅酮結(jié)構(gòu)密封膠分單組分和雙組分，其性能應符合現(xiàn)行國家標準建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠 (GB16776) 的規(guī)定。2、同一幕墻工程應采用同一品牌的單組分或雙組分的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠，并應有保質(zhì)年限的質(zhì)量證書。用于石材幕墻的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠還應有證明無污染的試驗報告。3、同一幕墻工程應采用同一品牌的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠和硅酮耐候密封膠配套使用。4、硅酮結(jié)構(gòu)密封膠和硅酮耐候密封膠應在有效期內(nèi)使用。6.1.4 焊條采用E43XX系列，焊條的主要用途是焊接中碳鋼和某些重要低

18、合金結(jié)構(gòu)鋼。6.1.5 焊絲采用，具有優(yōu)良的焊接工藝性能，焊絲溶化速度快，熔敷效率高，電弧穩(wěn)定，焊接飛濺極小，焊縫成型美觀，并且抗氧化銹蝕能力強，熔敷金屬氣孔敏感性小，全方位施焊工藝性好；適用于碳鋼及500Mpa級強度鋼的焊接。6.1.6 保護性氣體用于氣體保護焊。氣體組成為CO2(80)Ar(20)。氣體純度不應低于99.5(體積法)，其含水量不應大于0.005(重量法)。6.1.7 腳手架組裝平臺用的鋼管、扣件、腳手板、木方，鋼管采用外徑48mm、壁厚3.0mm的焊接鋼管，鋼管的材質(zhì)使用力學性能適中、穩(wěn)定的Q235鋼，其材質(zhì)應符合碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T700中Q235-A級鋼的規(guī)定?？奂捎?/p>

19、GB978可鍛鑄鐵分類及技術(shù)條件的規(guī)定，應與鋼管管徑相配合、機械性能不低于KT338的可鍛鑄鐵制造，扣件的附件要用的材料應符合GB700碳素結(jié)構(gòu)鋼中Q235鋼的規(guī)定，螺紋均應符合GB196普通螺紋的規(guī)定。 腳手板、木方應采衫木或松木制作，其材質(zhì)應符合國家標準木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50005)的規(guī)定，木腳手板規(guī)格為50×300×4000mm，兩端應各設(shè)兩道10#鉛絲箍。6.2 主要機具設(shè)備主要有:水準儀、經(jīng)緯儀、全站儀、汽車起重機、無線對講機、交流電焊機、打磨機、型材切割機、大型液壓頂彎機等。設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量(臺)備注全站儀蘇一光OTS612BL1放線定位電子經(jīng)緯儀DJD2

20、A1放線定位水準儀蘇一光DS31放線定位起重機QY70D2起重吊裝液壓頂彎機ZHDW400T1彎曲弧形梁電動葫蘆1.5T2鋼梁吊裝無線對講機健伍4高空聯(lián)絡交流電焊機BX - 2604連接件焊接手電鉆220 V4定位補孔打磨機220 V4焊縫打磨型材切割機J3GA - 4004鋼管切割卷尺5m2測量膠槍/10板塊密封7. 質(zhì)量控制7.1 規(guī)范與標準7.1.1 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50205-2020；7.1.2 金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)程JGJ133-2001；7.1.3 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ130-2011；7.1.4 工程測量規(guī)范GB50026-2007；7.

21、1.5建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗收標準GB50210-2018。7.2 質(zhì)量控制措施7.2.1 外龍骨支撐系統(tǒng)及其附件安裝牢固，不得有松動現(xiàn)象。7.2.2 焊接處均要進行防腐漆涂刷。7.2.3 分隔縫寬度均勻一致，折邊角度符合設(shè)計要求。7.2.4 分隔縫打膠時要保證其飽滿程度及膠面的平整度。7.2.5 拆除鋁板保護膜時，應小心謹慎，做好成品保護工作。7.2.7 鋁板幕墻質(zhì)量允許偏差見下表:序號項目允許偏差檢驗方法1表面平整度2mm用2m靠尺和塞尺檢查2板材立面垂直度3mm用垂直檢測尺檢查3相鄰板材板角錯位1mm用鋼直尺檢查4陽角方正2mm用直角檢測尺檢查5接縫直線度3mm拉5m線，不足拉通線，用鋼

22、直尺檢查6接縫高低差1mm用鋼直尺和塞尺檢查7接縫寬度1mm用鋼直尺檢查7.2.8 針對工程的具體情況編制有針對性的施工方案，由項目技術(shù)負責人組織專業(yè)施工人員認真審閱圖紙，并組織工長和技術(shù)工人學習施工方案，對工人進行技術(shù)培訓，進行詳細的技術(shù)交底，確保工人熟練掌握操作要點，嚴格過程控制和檢查驗收。7.2.9 嚴格控制材料質(zhì)量，材料進場后應提供質(zhì)量證明文件、檢測報告，需要復試的應按規(guī)范要求進行見證取樣復試。7.2.10排架支撐系統(tǒng)搭設(shè)要嚴格按照施工方案和規(guī)范進行檢查驗收。8. 安全措施8.1 認真貫徹執(zhí)行“安全第一、預防為主，綜合治理”的方針，進入施工現(xiàn)場必須正確戴好安全帽，登高作業(yè)和臨邊作業(yè)需系

23、好安全帶。按照要求進行安全教育培訓，并對各工種進行全面的安全技術(shù)交底，組織專業(yè)工長學習專項施工方案。8.2 電焊機、砂輪切割機、等機械設(shè)備的使用嚴格執(zhí)行機械操作規(guī)程，專人操作，培訓上崗。電焊工等特殊工種需持有特種作業(yè)崗位證書。8.3 氧氣瓶與乙炔瓶隔離存放，加鎖保管，使用時保證相互之間的安全距離以及與火源的安全距離，乙炔發(fā)生器有防止回火的安全裝置。8.4 電焊、氧氣乙炔使用時需嚴格遵守動火審批制度，配備合適的滅火器材或有其他防火措施，并安排專人看護。8.5 起重機等機械使用前應進行檢查，確保機械運轉(zhuǎn)正常，保險裝置有效。吊裝過程中嚴禁鋼絲繩與電線、電纜接觸，吊物下禁止行人通過。8.6 雨、雪、大

24、霧天氣及風力大于五級以上時，應停止鋁板幕墻施工，施工機具應有防雨、防雷接地措施。9. 環(huán)保措施9.1 按照施工現(xiàn)場的布置要求，材料碼放整理，標識齊全。施工場地做到工完、料凈、場地清，每日下班前進行清掃，整潔文明。9.2 現(xiàn)場設(shè)置加工間，電焊、砂輪切割等作業(yè)在加工間內(nèi)進行，減少光污染和噪聲污染，操作人員需穿戴好護目鏡、工作服等自身防護用品。9.3 加工生產(chǎn)后的零碎下腳料按照可回收、不可回收、有毒有害物資進行分類存放，按照要求定期處理。 9.4 現(xiàn)場加工型材時，要控制各種機械噪聲。將機械安放在平整度較高的平臺上，下墊木板，并定期檢查各種零配件，如發(fā)現(xiàn)零部件有松動、磨損，及時緊固或更換，以降低噪聲。10. 效益分析10.1 經(jīng)濟效益因每塊雙曲異形鋁板幕墻每層錯開、向上逐層收縮，理論上沒有一個相同的單元板塊，所有單元板塊均為異型單元板。施工中從鋁板幕墻深化設(shè)計、材料訂貨下料到工程安裝，采用BIM技術(shù)輔助全過程管理，提高勞動效率，減少人員配置，優(yōu)化下料，提高產(chǎn)品精度，減少了材料浪費，縮短了施工工期。共計節(jié)約工期費用約20萬元，減少返工產(chǎn)生的人工、材料、機械費用約15萬元，Rhino軟件精細化建模深化設(shè)計、快速統(tǒng)計工程量節(jié)約過程管理費用2萬元，創(chuàng)造直接、間接的經(jīng)濟效