單索結(jié)構(gòu)體系夾具玻璃幕墻工程施工工法1、前言單索結(jié)構(gòu)體系夾夾具玻璃幕墻墻是一種新興興的幕墻形式式，具有通透透性好、保溫溫節(jié)能、室內(nèi)內(nèi)空間可充分分利用等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，總體效果果清新、簡約約、通透；幕幕墻支撐體系系由預(yù)應(yīng)力鋼鋼索承擔(dān)。XX東客站站房房外立面采用用了大面積的的單索結(jié)構(gòu)體體系夾具式玻璃幕墻；；經(jīng)濟(jì)社會效效益顯著；該該工法的核心心技術(shù)《單層層單向拉索幕幕墻技術(shù)》于于2010年獲得中國國中鐵公司科科技進(jìn)步一等等獎(jiǎng)；核心技技術(shù)《幕墻減減震阻尼器》獲獲得國家實(shí)用用新型專利；；該技術(shù)達(dá)到到國內(nèi)領(lǐng)先水水平；對大型型公共建筑外外幕墻施工提提供了重要的的參考和推廣廣價(jià)值。2、工法特點(diǎn)2.1、幕墻支支撐結(jié)構(gòu)采用用預(yù)應(yīng)力鋼索索；該施工工工藝與傳統(tǒng)施施工工藝有較較大不同；施施工速度快；；需要鋼材少少，節(jié)能環(huán)保保；2.2考慮到車車站高速列車車產(chǎn)生的動(dòng)荷荷載對外幕墻墻的影響；降降低拉索變形形以及玻璃的的顫動(dòng)幅度，在在拉索幕墻邊邊部增加阻尼尼器（如下圖圖所示）從而而減小和控制制幕墻邊部的的拉索位移，以以控制在玻璃璃變形安全范范圍內(nèi)。阻尼器與玻璃、立立柱連接示意意圖玻璃在Ｕ形槽內(nèi)內(nèi)變形阻尼器裝置3、適用范圍本工法適用于大大型公共建筑筑外墻裝飾工工程，或重要要建筑的特殊外墻裝飾飾工程。4、工藝原理單索結(jié)構(gòu)體系夾夾具式拉索幕墻采采用單根預(yù)應(yīng)應(yīng)力拉索作為為幕墻支撐結(jié)結(jié)構(gòu)；拉索錨錨頭上部與主主結(jié)構(gòu)箱形鋼鋼梁連接，下下部與埋設(shè)于于主結(jié)構(gòu)砼結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)的預(yù)埋埋件相連，索索長度為20m；橫索兩端端通過基座與與轉(zhuǎn)角位置的的三角鋼架進(jìn)進(jìn)行連接。于于單元兩側(cè)臨臨近主結(jié)構(gòu)砼砼柱處各設(shè)置置四組彈簧阻阻尼器，每組組彈簧阻尼器器由一根彈簧簧桿及一根拉拉桿組成；幕幕墻玻璃水平平分格為2100mmm，高度分格格為1490mmm。玻璃采用用不銹鋼夾具具進(jìn)行連接。5、工藝建筑主體結(jié)構(gòu)驗(yàn)收合格確定基準(zhǔn)點(diǎn)線測量放線鋼桁架、箱形梁吊裝安裝橫豎拉索初步加力橫豎向拉索張拉夾具的調(diào)整索分格調(diào)整安裝收口鋼槽建筑主體結(jié)構(gòu)驗(yàn)收合格確定基準(zhǔn)點(diǎn)線測量放線鋼桁架、箱形梁吊裝安裝橫豎拉索初步加力橫豎向拉索張拉夾具的調(diào)整索分格調(diào)整安裝收口鋼槽確定尺寸控制單元施加預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力檢測夾具調(diào)整及擰緊對幕墻玻璃平面與膠縫尺寸進(jìn)行調(diào)整固定打膠清洗驗(yàn)收竣工玻璃安裝5.1測量放線線測量控制網(wǎng)的建建立可以采用用內(nèi)控制法進(jìn)進(jìn)行。建筑樓樓層控制線的的引測，采用用激光鉛垂儀儀由首層的控控制線點(diǎn)向樓樓層內(nèi)反。幕幕墻水平標(biāo)高高及幕墻分格格線的由首層層用水平儀、經(jīng)經(jīng)緯儀、電子子全站儀和50m鋼卷尺向各各樓層的分格格處進(jìn)行引測測。幕墻標(biāo)高高、軸線、控控制網(wǎng)及索結(jié)結(jié)構(gòu)安裝的分分格線采用外外控線法，用用經(jīng)緯儀、電電子全站儀進(jìn)進(jìn)行檢查、復(fù)復(fù)測。5.2.1施工工過程的模擬擬計(jì)算索網(wǎng)結(jié)構(gòu)中索的的初始預(yù)張力力對結(jié)構(gòu)的剛剛度影響很大大，隨著風(fēng)載載等作用下索索網(wǎng)變形的發(fā)發(fā)生，索網(wǎng)的的剛度會隨之之變化，計(jì)算算中需要考慮慮預(yù)張力、幾幾何非線性以以及邊界條件件的影響。整整個(gè)索網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)也必須在拉拉索中建立足足夠的預(yù)張力力后，方能滿滿足承載和變變形的需要。為為了實(shí)現(xiàn)施工工張拉過程的的有效控制，計(jì)計(jì)算出調(diào)整過過程中索內(nèi)力力的變化情況況，根據(jù)有限限元模型，對對索網(wǎng)的整個(gè)個(gè)張拉過程的的進(jìn)行模擬計(jì)計(jì)算分析；將將所有拉索進(jìn)進(jìn)行編號，采采用倒拆法計(jì)計(jì)算，即和實(shí)實(shí)際施工順序序正好相反，先先運(yùn)用程序調(diào)調(diào)整到我們所所期望的最終終狀態(tài)，然后后進(jìn)行倒拆（逐逐步放松索），可可以得到我們們所期望的施施工過程中每每個(gè)階段的計(jì)計(jì)算結(jié)果。采采用有限元分分析計(jì)算軟件件為ANSY。5.2.2阻尼尼裝置選用設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算1、邊部索網(wǎng)撓撓度設(shè)計(jì)控制制變形量：178，阻尼裝裝置1所受最大荷載載值：1=19.76kN，阻尼裝置2所受最大荷荷載值：F2=188.66kNN（以上參數(shù)數(shù)均取計(jì)算書書上的最大值值）；根據(jù)方方案圖得知：：阻尼裝置1長2075mm阻尼裝置2長1950m根據(jù)風(fēng)壓變變形量模擬得得知：Δ1=53；Δ2=6,具體見下圖圖所示：阻尼裝置工作示示意圖因此當(dāng)彈簧工作作荷載值為：：197600N時(shí)每片彈簧簧壓縮1.1552mm,當(dāng)整個(gè)彈簧簧裝置要求壓縮53mmm時(shí)應(yīng)選用46片碟簧（彈彈簧采用對合合組合）。彈彈簧裝置自由由高度為：HZ=iHHo=46××5.6=2257.6mmm，當(dāng)彈簧受荷197660N時(shí)彈簧高度度：H1=HZZ-fZ1==204.66mm。2、彈簧外導(dǎo)管管采用φ80×4的鋼管屈服服強(qiáng)度205N/mm22，鋼管端頭頭采用M75××2的內(nèi)螺紋，有有效截面積A為：608.668mm22，當(dāng)彈簧承承受最大工作作荷載197660N時(shí)鋼管所受受應(yīng)力值為：：σ=197660/6088.68=332.4NN/mm2＜205NN/mm2，因此滿足足設(shè)計(jì)要求。3、根據(jù)壓桿穩(wěn)穩(wěn)定要求設(shè)λ=150，μ=1，l=(20075-7000)/2==687.55mm，i2=I//A根據(jù)以上公公式反推得出出碟簧導(dǎo)桿的的直徑為：φ18.333mm；因此選取導(dǎo)桿直徑徑采用：φ35mm是可以滿足足壓桿穩(wěn)定要要求的。5.3鋼結(jié)構(gòu)安安裝豎索上端通過耳耳板與鋼橫梁梁連接平板連連接，豎索下下端通過地腳腳螺栓與板式式預(yù)埋件連接接。橫索兩端端通過基座與與轉(zhuǎn)角位置的的三角鋼架進(jìn)進(jìn)行連接。為為了整個(gè)幕墻墻系統(tǒng)的穩(wěn)定定性和安全性性，必須嚴(yán)格格保證焊縫的的質(zhì)量。所有有焊縫都采用用二氧化碳保保護(hù)焊進(jìn)行焊焊接，選用高高級焊工進(jìn)行行操作。焊接接后對所有焊焊縫進(jìn)行射線線檢測，確保保焊接質(zhì)量達(dá)達(dá)到規(guī)范要求求。拉索和鋼結(jié)構(gòu)的的連接節(jié)點(diǎn)見見下列圖示：：SKIPIF1<0豎索調(diào)節(jié)端（張張拉端）與下下耳板的連接接SKIPIF1<0豎索上端（固定定端）與鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的連接橫索與鋼桁架的的連接耳板不銹鋼索固定端端不銹鋼索張拉端端5.4鋼索張拉拉工廠預(yù)張拉保證鋼索穩(wěn)定工工作性能，對對每條鋼索在在使用前都必必須進(jìn)行預(yù)張張拉，處理目目的是消除索索內(nèi)非彈性變變形因素，使使其在工作狀狀態(tài)中應(yīng)力與與應(yīng)變呈線性性關(guān)系，在彈彈性變形狀態(tài)態(tài)下工作，消消除鋼絲繩在在使用受力時(shí)時(shí)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)構(gòu)伸長。預(yù)張張拉的拉力取取用鋼索破斷斷力的50%，采用液壓壓張拉儀經(jīng)3次反復(fù)張拉拉歷時(shí)1.5h。鋼拉索的的制作、拉索索頭的壓制和和預(yù)張拉在加加工廠內(nèi)完成成。加工完成成后，做好標(biāo)標(biāo)識，用防潮潮紙包裝里層層，外層用編編織袋包裝后后運(yùn)送到現(xiàn)場場。鋼索下料下料前對鋼索施施加一定的軸軸向拉應(yīng)力使使鋼索拉直后后進(jìn)行切割，下下料時(shí)必須注注意經(jīng)預(yù)張拉拉處理后的索索才可以按圖圖紙尺寸要求求長度下料，同同時(shí)注意在同同一工程使用用的同一直徑徑索在進(jìn)行拉拉應(yīng)力狀態(tài)下下料時(shí)，拉力力應(yīng)保持一致致。拉索的就位鋼索垂直拉升到到安裝位置安安裝固定在鋼鋼梁上，并按按設(shè)計(jì)要求初初步施加20%的張拉力，張張拉力的施加加采用帶壓力力表的液壓機(jī)機(jī)進(jìn)行，豎向向拉索定位后后，接著將玻玻璃的水平分分格線用水平平儀引到豎向向拉索上并作作標(biāo)識，并結(jié)結(jié)合橫索的水水平高度位置置，兩線相交交準(zhǔn)確定位出出安裝夾具的的位置。張拉用帶壓力表的液液壓機(jī)在底部部對豎向拉索索施加張拉力力，鋼拉索的的張拉分三個(gè)個(gè)階段進(jìn)行。第第一階段分4次施加至設(shè)設(shè)計(jì)值的80%，持荷1小時(shí)，第二二階段施加至至設(shè)計(jì)值的103%，以消除摩摩擦力和非彈彈性變形對預(yù)預(yù)應(yīng)力的損失失，第三階段段施微調(diào)至設(shè)設(shè)計(jì)值的100%，滿足設(shè)計(jì)計(jì)要求。索力力達(dá)到每一階階段值后要停停留3分鐘，以便便拉索張力的的傳遞；且要要把每一階段段的數(shù)據(jù)記錄錄下來，最后后誤差控制在在3%的范圍內(nèi)。拉拉索的張拉一一定要在鋼結(jié)結(jié)構(gòu)調(diào)試完畢畢、全部固定定后才能進(jìn)行行；每次索力力施加達(dá)到一一個(gè)階段值以以后須用內(nèi)力力檢測儀進(jìn)行行檢測，并檢檢查鋼索、鋼鋼結(jié)構(gòu)、油泵泵、千斤頂?shù)鹊惹闆r，沒有有異常后，才才能進(jìn)行下一一步的操作。1h1h施加預(yù)應(yīng)力曲線線圖張拉完成后索網(wǎng)網(wǎng)的預(yù)應(yīng)力分分布圖如下圖圖所示：（預(yù)預(yù)應(yīng)力及結(jié)構(gòu)構(gòu)自重，不含含玻璃重量，橫橫向拉索為Φ30，豎向拉索索為Φ32）。在豎向索和橫向向索相交位置置上安裝不銹銹鋼連接件和和不銹鋼夾具具，并鎖緊內(nèi)內(nèi)面的螺絲，使使其固定在兩兩根拉索上（如如圖）。不銹鋼連接件及及夾具安裝校對不銹鋼連接接件和不銹鋼鋼夾具的位置置，并用分離離式液壓千斤斤頂對夾具進(jìn)進(jìn)行（X、Y、Z）三維空間間位置的調(diào)整整，并再一次次調(diào)整與拉索索的張拉力。用水平儀及經(jīng)緯緯儀對豎拉索索的夾具進(jìn)行行調(diào)整，拿掉掉臨時(shí)墊片，并并用扭力扳手手鎖緊螺絲。因考慮到拉索張張拉力釋放所所產(chǎn)生的蠕變變，在拉索安安裝完成七天天后，要對拉拉索的張拉力力及控制點(diǎn)進(jìn)進(jìn)行再一次的的復(fù)測、調(diào)整整后方可實(shí)行行玻璃的安裝裝。如遇到趕趕工期間，拉拉索安裝完成成后按3天的蠕變值值進(jìn)行測試，看看是否控制在在蠕變曲線范范圍內(nèi)，便于于玻璃能盡快快安裝。5.5玻璃板塊塊的安裝玻璃安裝的質(zhì)量量直接關(guān)系到到幕墻建成后后的外觀效果果。所以，玻玻璃安裝也是是點(diǎn)連接式玻玻璃幕墻施工工過程中最重重要的一步；；鋼索調(diào)整和和檢測合格以以后，就可以以開始玻璃的的安裝。下圖圖為玻璃和夾夾具連接三維維示意圖：每層的玻璃安裝裝完成后，應(yīng)應(yīng)進(jìn)行板塊調(diào)調(diào)整，玻璃調(diào)調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)為為“橫平、豎直直、面平”，即橫向膠膠縫應(yīng)水平、豎豎向膠縫應(yīng)垂垂直、各玻璃璃處于同一平平面上；另外外應(yīng)檢查膠縫縫大小是否一一致，如不一一致，應(yīng)進(jìn)行行調(diào)整，玻璃璃板塊調(diào)整完完成后，應(yīng)馬馬上進(jìn)行固定定安裝夾具四四周的密封膠膠墊，每層玻玻璃調(diào)整后，誤誤差控制在±3mm內(nèi)，并不使使其積累在各各層中控制、分分配、消化掉掉。5.6嵌縫注膠膠打膠前應(yīng)用“二甲苯”擦凈玻璃及及鋼槽需打膠膠的部位。玻玻璃與鋼槽之之間的縫隙用用泡沫棒塞緊緊，注意平直直，留出凈高高6mm的打膠厚度度。所有需打打膠部位應(yīng)粘粘貼美紋保護(hù)護(hù)膠紙，注意意膠紙與膠縫縫平行。操作作順序一般是是：豎向膠縫縫，由上向下下。6、材料與設(shè)備備6.1玻璃材料：玻璃采用用符合國家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和GB111614中一等品的的浮法玻璃：：TCE844-10T++12A(結(jié))+CLR-100T鋼化中空玻玻璃，玻璃參參數(shù)：VT75..5；。RG11..25；U1.7225；SC0.5591。玻璃在鋼化前應(yīng)應(yīng)完成切裁、磨磨邊、鉆孔等等加工工序。外觀質(zhì)量、平面面鋼化玻璃的的彎曲度、玻玻璃的周邊經(jīng)經(jīng)過精磨邊機(jī)機(jī)加工、鋼化化玻璃的自爆爆率、夾層玻玻璃最大迭差差、尺寸允許許偏差、隔音音降噪性能、LOW-E鋼化中空玻璃顏色、傳熱系數(shù)、可見光透過率、可見光射率、太陽得熱因子等性能指標(biāo)都要符合要求。6.2不銹鋼拉拉索：南北面面直徑Φ22。東立面：：橫向拉索Φ30，豎向拉索Φ32；西立面：：橫向拉索Φ30，豎向拉索Φ36均采用表面面亞光316不銹鋼。夾具：南北面1185*1227，東西面270*1140角部導(dǎo)圓弧弧，316材質(zhì)表面亞亞光。6.3嵌縫：泡泡沫棒、黑色色中性耐候硅硅酮密封膠6.4施工機(jī)機(jī)具：配電箱箱、外墻腳手手架、吊籃、電電錘鉆、電氣氣焊設(shè)備等。7、質(zhì)量要求玻璃邊長的允許許偏差（單位位：mm）邊長（L）玻璃厚度L≤10001000＜L≤≤20002000＜L≤≤30004+1,-2±3±4568+2,-3101215±4±419±5±5±6玻璃厚度的允許許偏差（單位位：mm）厚度允許偏差3，4±0.205，6+0.20,--0.308，10±0.3512±0.40索網(wǎng)幕墻安裝精精度控制項(xiàng)目允許偏差支承結(jié)構(gòu)預(yù)埋件標(biāo)高±10mmm位置偏差（與設(shè)設(shè)計(jì)比）±10mmm上錨墩標(biāo)高±1.0mmm位置偏差±1..0mm角度±15/地錨（筋板孔）（筋板）標(biāo)高±1.0mmm位置偏差±1..0mm索網(wǎng)上固定點(diǎn)標(biāo)高±1.0mmm軸線位移±1.0mm下固定點(diǎn)標(biāo)高±1.0mmm軸線位移±1.0mm垂直度H≤10m1.0mmm10m＜H≤220m11.5mm20m＜H≤440m22.0mm40m＜H3..0mm夾具中心高差±1.0mm夾具水平度1.0mm玻璃面板相鄰兩玻璃面接接縫高低差1.0mm上、下兩塊玻璃璃接縫垂直偏偏差1.0mm左右兩塊玻璃接接縫水平偏差差1.0mm玻璃外表面垂直直接縫偏差H≤20m3.0mmmH＞20m5.0mmm玻璃外表面水平平接縫偏差L≤20m2.5mmmL＞20m4.0mmm玻璃外表面平整整度H（L）≤2mm1..0mmH(L)＞2mm1.5mmm膠縫寬度（與設(shè)設(shè)計(jì)值比）±1.0mm8、安全措施8.1貫徹執(zhí)行行勞動(dòng)保護(hù)、安安全生產(chǎn)、消消防工作的各各類法規(guī)、條條例、規(guī)定，遵遵守工地的安安全生產(chǎn)制度度和規(guī)定。8.2要在職職工中牢牢樹樹立起安全第第一的思想，認(rèn)認(rèn)識到安全生生產(chǎn)，文明施施工的重要性性，做到每天天班前教育,,班前檢查,班后總結(jié)，嚴(yán)嚴(yán)格執(zhí)行安全全生產(chǎn)三級教教育。進(jìn)入施施工現(xiàn)場必須須戴安全帽，2米以上高空作業(yè)必須佩帶安全帶。焊接平臺上應(yīng)作好防火措施，防止火花飛濺。8.3幕墻安安裝高空作業(yè)業(yè)量大，需用用安全設(shè)施多多，為確保施施工安全，現(xiàn)現(xiàn)場組建專業(yè)業(yè)安全班組，負(fù)負(fù)責(zé)工程安裝裝中所需的一一切安全設(shè)施施的搭設(shè)。8.4現(xiàn)場施工工用電執(zhí)行一一機(jī)、一閘、一一漏電保護(hù)的的“三級”保護(hù)措施。其其電箱設(shè)門、設(shè)設(shè)鎖、編號、注注明責(zé)任人。9、效益分析9.1經(jīng)濟(jì)效效益單拉索幕墻是一一