框架式弧形玻璃幕墙安装技术 创新

1、创新型课题创新型课题框架式弧形玻璃幕墙安装技术创新框架式弧形玻璃幕墙安装技术创新小组名称：南宁机场航站楼主体工程中央大厅标段QC小组 发 布 人: 唐自乐 发布日期: 2015年4月 目目 录录16制定对策小组简介27对策实施选题理由38确认效果设定目标49标准化提出方案并确定最佳方案510总结及今后打算一、工程概况一、工程概况 幕墙分布图中央大厅C幕墙剖面分格示意图二 、小组简介南宁机场项目南宁机场项目QCQC小组是一个实力雄厚的年轻团队。小组是一个实力雄厚的年轻团队。组员共计组员共计1010人，组长由人，组长由公司副总工兼项目总工唐际宇担任。组员由公司副总工兼项目总工唐际宇担任。组员由项目

2、技术团队及公司总工、广西大学知名专家组成，创新能力强。项目技术团队及公司总工、广西大学知名专家组成，创新能力强。QCQC小小组经验丰富，已取得组经验丰富，已取得显著成果：显著成果：1 1、攻克复杂岩溶地区冲孔灌注桩施工技术难关攻克复杂岩溶地区冲孔灌注桩施工技术难关、 攻克树形攻克树形钢管柱安装施工钢管柱安装施工技术难关技术难关获全国工程建设优秀质量管理小组二等获全国工程建设优秀质量管理小组二等奖奖。2 2、 攻克攻克屋面交叉桁架钢结构施工技术难关屋面交叉桁架钢结构施工技术难关获全国工程建获全国工程建设优秀质量管理设优秀质量管理小组一等奖小组一等奖。小 组 名 称南宁机场航站楼主体工程中央大厅标

3、段QC小组课 题 名 称框架式弧形玻璃幕墙安装技术创新框架式弧形玻璃幕墙安装技术创新小 组 类 型创新型活 动 日 期2014.1-2014.4成 立 日 期2014.1出 勤 率100%活 动 次 数2次/周QC 教 育 学 习 时 间48课时/人小组注册号QC小组-2014-10课题注册号Zbgx-qc-2014-28制表：唐自乐 审核：唐际宇 日期：2014年1月10日二 、小组简介制表：唐自乐 审核：唐际宇 日期：2014年1月10日小组成员姓 名学历职 务职 称小 组 职 务小 组 分工唐际宇硕士研究生公司副总工兼项目总工高级工程师组长全面负责戈祥林本科公司总工教授级工程师副组 长技

4、术指导王维本科项目经理工程师副组长幕墙专业协调张启德博士研究生广西大学博士生导师教授级工程师组 员技术 指导梁秋莹本科项目副经理工程师组 员现场负责黄业信本科深化设计经理工程师组 员技术协调莫 凡本科技术员助 工组 员技术协调唐自乐本科施工员助工组员现场协调胡启全本科幕墙主管工程师组 员幕墙主管黄绍校本科测量主管助工组 员现场测量检查二 、小组简介三、选题理由选选题题理理由由 幕墙为框架式双曲面玻璃幕墙，玻璃弯弧达15mm/m，经查新，目前如此大弧度双曲面幕墙的施工尚无先例，如何高效优质地完成施工任务，具有极大挑战。 幕墙决定了精装修能否按时插入施工，因此，指挥部规定工期节点：曲面幕墙必须在2

5、014年4月30日前施工完成，时间仅为2个月，5550的幕墙1178块玻璃，常规施工方法已不能满足。 工程为广西区的窗口工程，业主对建筑幕墙的成型外观提出了更严格的要求，经过专家团论证，玻璃安装的曲面顺滑度误差值不超过1mm，外观质量要求非常高。课题名称课题名称1、技术难度大、技术难度大2、工期紧迫、工期紧迫3、外观要求高、外观要求高四、设定目标目标目标目目标标可可行行性性分分析析综上：目标综上：目标可以实现！可以实现！四、设定目标 工程质量目标为争创“鲁班奖”，公司领导高度重视，资金、技术支持力度大。通过局科技开发立项并获得30万元专项资金。学习并初步具备了弧形玻璃安装的相关方法，为我QC小

6、组提供了目标和方向。 小组成员包括专家、公司技术骨干、现场经验丰富，有多年QC活动经验、有很强的技术和质量管理能力。1、技术支持、技术支持3、小组精干、小组精干 专业施工单位具有幕墙施工一级资质，有着丰富的施工经验，各类机械操作工都有着较高的技术操作水平和处理问题的应变能力，拥有先进齐全的试验、安装、测试等设备。2、经验丰富、经验丰富五、提出方案并确定最佳方案五、提出方案并确定最佳方案框架式弧形玻璃幕墙安装技术方案框架式弧形玻璃幕墙安装技术方案 玻璃热弯法玻璃热弯法折线拟合法折线拟合法采用2m1m尺寸玻璃拟合采用三角型玻璃拟合龙骨、玻璃在工厂热弯，现场安装龙骨、玻璃在现场热弯安装玻璃冷弯法玻璃

7、冷弯法玻璃现场冷弯，现场直接安装在弧形龙骨上工厂制作玻璃冷弯单元，将单元安装在弧形龙骨上采用夹丝玻璃，工厂冷弯，现场安装在弧形龙骨上小组小组成员提出成员提出各种方案各种方案亲和图亲和图针对不同弧度采用2.2m1.6m尺寸玻璃结合三角型玻璃拟合龙骨在厂内热弯，玻璃在现场热弯安装五、提出方案并确定最佳方案框架式弧形玻璃幕墙安装技术方案二方案二采用2m1m尺寸玻璃折线拟合法方案一方案一龙骨、玻璃在工厂热弯，现场安装方案三方案三玻璃现场冷弯，直接安装通过整理得到通过整理得到三三个可行的备选方案，分别为：个可行的备选方案，分别为：五、提出方案并确定最佳方案第一步：在主体结构上预埋幕墙埋件，焊接连接耳板；

8、第二步：将主次龙骨进行深化设计，并将深化加工图交予加工厂进行热弯加工；第三步：使用特制模具将玻璃加工成设计形状，运输至施工现场，做好成品保护；第四步：精确测量，安装龙骨安装玻璃打胶清理。龙骨热弯成型玻璃热弯成型方案一：玻璃热弯成型示意方案一：玻璃热弯成型示意五、提出方案并确定最佳方案采用采用2m1m尺寸玻璃尺寸玻璃折线折线拟合拟合法法第一步：在主体结构上预埋幕墙埋件，焊接连接耳板；第二步：深化玻璃尺寸，最小玻璃达到2m1m，拟折线实现玻璃曲面；第三步：采购主次龙骨和玻璃，运输至施工现场，做好成品保护；第四步：精确测量，安装龙骨安装玻璃打胶清理。玻璃尺寸分隔玻璃安装方案二：折线拟合法玻璃安装示意

9、方案二：折线拟合法玻璃安装示意五、提出方案并确定最佳方案玻璃现场冷弯玻璃现场冷弯，直接，直接安装法安装法第一步：玻璃冷弯扭拧安全性及可行性评估；第二步：在主体结构上预埋幕墙埋件，焊接连接耳板；第三步：将主次龙骨进行深化设计，并将深化加工图交予加工厂进行热弯加工；第四步：采购玻璃，运输至施工现场，做好成品保护；第五步：精确测量，安装龙骨；第六步：制作冷弯工装，安装玻璃，扭拧成型打胶清理。冷弯试验玻璃冷弯扭拧成型施工方案三：玻璃冷弯成型示意方案三：玻璃冷弯成型示意五、提出方案并确定最佳方案各方案评估小组成员制作三个方案的样板。针对这三个方案，小组从装置的时间性、可操作性、有效性、经济性进行了优缺点

10、比较试验：1 1、可操作性、时间性对比分析、可操作性、时间性对比分析方案方案可操作性可操作性时间性时间性 玻璃热弯法热弯处理复杂，制品不能与模具很好地吻合，安装难度大。玻璃加工困难，运输要求高，安装难度大，工期难以实现。 折线拟合法需将玻璃板块划分更小，安装次数变多，玻璃安装操作简单玻璃无需处理，安装简单快捷，5550玻璃可在2个月内安装完成。 玻璃冷弯法平板玻璃本身具有的一定的弹性可弯曲性，可现场冷弯扭拧成型，操作性强。玻璃在现场冷弯扭拧成型，施工快捷，5550玻璃可在2个月内安装完成。可操作性、时间性分析可操作性、时间性分析结论：折线拟合法和玻璃冷弯法均可行！结论：折线拟合法和玻璃冷弯法均

11、可行！制表：唐自乐 审核：唐际宇 制表日期:2014年1月30日五、提出方案并确定最佳方案2 2、有效性对比分析、有效性对比分析小组成员对每一种方案实施两榀玻璃幕墙的试验样板安装，检测其施工完成后的外观效果，并对数据进行统计分析，如下表所示。序号项目检测数据外观效果评价 玻璃热弯法相邻板材板角错位0.40.51.00.30.80.90.60.60.70.5相邻幕墙板块过渡自然，整体外形流畅美观。接缝直线度2.31.42.52.81.72.03.21.52.72.9接缝高低差0.80.90.40.81.10.20.60.60.50.3接缝宽度0.50.60.80.10.91.00.50.70.7

12、0.9 折线拟合法相邻板材板角错位0.81.20.61.50.30.81.10.40.61.3曲面效果不理想，棱角分明，达不到业主要求的外观要求。接缝直线度3.22.92.82.52.53.51.62.02.12.9接缝高低差0.90.50.61.21.50.80.51.40.50.8接缝宽度1.20.60.70.81.01.40.90.50.60.9 玻璃冷弯法相邻板材板角错位0.50.40.71.01.10.80.50.50.80.4曲面效果介于热弯法和折线拟合法之间，达到设计及业主要求。接缝直线度2.22.53.22.92.72.51.81.92.82.6接缝高低差0.70.30.71.

13、11.30.80.50.70.80.9接缝宽度0.81.20.50.50.70.91.00.60.60.9外观效果分析结论：玻璃热弯法和玻璃冷弯法均可行！外观效果分析结论：玻璃热弯法和玻璃冷弯法均可行！制表：唐自乐 审核：唐际宇 制表日期:2014年1月30日五、提出方案并确定最佳方案3 3、经济性对比分析、经济性对比分析小组成员对每一种方案的试验、加工制作费用和玻璃幕墙的安装费用进行对比分析，如下表所示。方案方案试验、加工制作费用试验、加工制作费用安装费用安装费用 玻璃热弯法玻璃热弯加工费680元/。玻璃安装费用为300元/，安装费用高。 折线拟合法玻璃无需加工，节约玻璃加工费用玻璃安装费用

14、为250元/，造价较低。 玻璃冷弯法 玻璃无需加工，节约玻璃加工费用； 需进行玻璃冷弯试验，确定玻璃弯曲的安全性能，试验费约24万元。玻璃安装费用为320元/ ，成本较热弯法低。经济性分析结论：折线拟合法和玻璃冷弯法均可行，折线拟合法最节约成本！经济性分析结论：折线拟合法和玻璃冷弯法均可行，折线拟合法最节约成本！制表：唐自乐 审核：唐际宇 制表日期:2014年1月30日方案方案技术特点技术特点优点优点缺点缺点结论结论 玻璃热弯法将玻璃和龙骨热弯成设计形状，现场直接安装 玻璃板块过渡自然，外形流畅美观； 玻璃和龙骨已成型，施工快捷。 热弯工艺复杂，运输要求高； 热弯加工费680元/, 造价大；

15、现场测量精度要求高，安装难度大。不选用 折线拟合法用平板玻璃来拟合幕墙曲面 玻璃安装操作简单； 玻璃安装快捷，缩短工期； 玻璃无需任何处理，安装费用为250元/成本较低。 曲面效果不理想，棱角分明，达不到外观要求；玻璃板块划分更小，安装次数多。不选用 玻璃冷弯法利用玻璃在应力许可的范围内的扭曲变形，现场将平板玻璃冷弯扭拧成型，实现曲面效果 现场冷弯扭拧成型，操作性强；曲面效果介于热弯法和折线拟合法之间，达到曲面外观要求。 玻璃安装费用为320元/ ，比折线拟合法高； 需做实验确定其安全性及可行性。选用 通过可操作性、时间性、有效性和经济性四个方面对比，综合其优缺点，作出如下对比分析表：制表：唐

16、自乐 审核：唐际宇 制表日期:2014年1月30日五、提出方案并确定最佳方案方案评价表方案评价表 综合上述方案优缺点的对比分析后，我们可以看出，玻璃冷弯法具备了折线拟合方法的经济性，又有热弯法较好的外观效果，可操作性强。 玻璃现场冷弯，直接安装法！综合以上对比分析我QC小组决定采用五、提出方案并确定最佳方案五、提出方案并确定最佳方案 方案选定后，小组对“玻璃冷弯法”重点分项要素和实施各分项的子方案进行具体分解，以便后续子方案对比和制定对策。玻璃冷弯法安全性评估现场安装完成后检测室内冷弯模拟实验检测弯弧龙骨连接节点深化固结单向摆动万向摆动玻璃冷弯施工固三弯一固二弯二 方案展开系统图玻璃冷弯法施工

17、工艺流程五、提出方案并确定最佳方案针对三个难点，QC小组成员集思广益，提出以下解决方案，并进行对比分析：技术难题技术难题方案方案技术特点技术特点优缺点优缺点安全性评估 现场安装完成后检测各项性能选择现场最不利位置完成玻璃安装，检测玻璃变形及“三性”性能。 检测方便，但现场制约因素大； 检测成本低； 不能在最不利的环境下检测出玻璃的性能。 室内冷弯试验模拟检测各项性能室内模拟各类不利环境影响，检测玻璃在冷弯扭拧成型后的各项性能。 可检测玻璃在各类不利环境下的安全性能； 不影响现场安装工期； 试验费用约24万，成本略高。弯弧龙骨连接节点 固结以焊接或栓接的方式固定龙骨，安装完成后不能摆动。 安装方

18、便； 受荷载后幕墙不能位移，使得结构安全系数最大，整体造价高。 单向摆动以栓接的方式连接，可使龙骨按照单一方向摆动。 安装方便； 受荷载后幕墙单向位移，结构安全系数大，整体造价稍高。 万向摆动设置万能摆装置，使安装后的龙骨可万向摆动。 安全系数小，整体造价低； 万能摆装置比普通耳板节点高100元； 安装龙骨时，需先安装万能摆装置。玻璃冷弯施工 固三，弯一固定玻璃三角，冷弯扭拧其余一个角。 玻璃扭拧位移稍大，变形适中； 冷弯工装需一套，操作简单快捷。 固二，弯二固定玻璃两个角，冷弯扭拧另外两个角。 玻璃各角扭拧位移较小，变形较小； 冷弯工装需两套，操作困难。制表：唐自乐 审核：唐际宇 制表日期:

19、2014年2月1日五、提出方案并确定最佳方案确定最佳方案：制表：唐自乐 审核：唐际宇 制表日期:2014年2月1日 通过方案二级分解对比分析，室内冷弯试验可检测玻璃在各类不利环境下的安全性能，且不影响现场施工；连接节点采用万能摆装置受荷载后应力变化小，安全系数高，整体造价较低；采用“固三弯一”方式安装玻璃，操作简单快捷，应力变化适中。因此，QC小组成员一致认为，最佳解决方案如下系统图： 玻璃冷弯法安全性评估室内冷弯模拟实验检测弯弧龙骨连接节点深化万向摆动玻璃冷弯施工固三弯一序序号号对策对策目标目标措施措施完成地点完成地点完成时完成时间间负责人负责人1室内冷弯试验保证玻璃冷弯最大拉应力明显小于规

20、范值84Mpa、最大压应力远小于规范值6001200MPa；确保玻璃的安全储备和冗余制作能满足实验要求的钢支架制作能模拟预设环境的箱体进行试验特制冷弯工装，扭拧固定玻璃试验过程实时监测玻璃应变情况办公室、实验室2014年2月10日唐际宇王维张启德2万能摆装置连接主体结构确保立柱中心偏差控制在5mm以内采用三维精确测量放样技术确定万能摆装置定位点严格控制弯钢龙骨通过万能摆与主体钢结构连接质量施工现场2014年3月10日梁秋莹黄绍校胡启全3“固三弯一”法安装玻璃保证玻璃安装成型美观，一次施工合格率达到95%以上加强操作工人的岗前技术交底制定严格的检查标准及奖罚制度制作压弯工装件对平板玻璃板块进行压

21、弯就位施工现场2014年3月25日戈祥林莫凡唐自乐六、制定对策制表：唐自乐 审核：唐际宇 制表日期:2014年2月10日 根据选定的最佳方案，针对实施中遇到的难题逐一制定对策，详见下表：七、对策实施1、按试验设计要求，刚支架杆件在工厂加工好后运至实验室，采用螺栓进行连接组装，该支架后期可根据实验要求进行改造以便达到玻璃冷弯的效果。试验支架实景图试验支架实景图试件钢支架箱体支架钢横梁角点1角点2角点3角点4南玻钢框架 信义钢框架横梁纵梁斜梁幕墙玻璃试验支架正立面图试验支架正立面图试验支架侧立面图试验支架侧立面图七、对策实施2、采用可按设计要求进行调节的特制箱体给试件模拟预设的环境，将试验试件与外

22、界环境隔绝，分别模拟工程实际的室内、室外环境。玻璃冷弯试验箱玻璃冷弯试验箱3、特制用方钢管制作的冷弯工装，截面尺寸5cm5cm。工装两侧端部焊接有钢板扣以及可以拧扭的螺杆，通过拧扭螺杆带动加载器按压实现玻璃的强制位移。实验加载器实验加载器七、对策实施应变数据采集图应变数据采集图4、在玻璃表面贴应变花（采用0度45度90度），采用DH3821静态应变采集系统采集玻璃表面应变读数，实时监测玻璃应变情况，保证实验稳定进行。玻璃冷弯试验变形监测图玻璃冷弯试验变形监测图 通过业主指定的第通过业主指定的第三方冷弯实验检测报告三方冷弯实验检测报告证明，玻璃在冷弯及温证明，玻璃在冷弯及温度工况下应力可控，采度

23、工况下应力可控，采用冷弯扭拧成型安装施用冷弯扭拧成型安装施工工艺是可行的，安全工工艺是可行的，安全性可以保证。性可以保证。玻璃冷弯实验检测报告评定玻璃冷弯实验检测报告评定1、根据坐标图，采用三维坐标法，对龙骨安装进行测量，多次复核定位，确保万能摆装置定位的精度在2mm内。2、严格控制弯钢龙骨通过万能摆与主体钢结构连接质量，万能摇臂器与弧形钢立柱通过钢销轴连接，施工完成后由三方验收合格进入下道工序。弯钢龙骨通过万能摇摆弯钢龙骨通过万能摇摆器与主体钢构连接器与主体钢构连接万能摇摆器万能摇摆器幕墙精准测量幕墙精准测量对策实施后，对安装对策实施后，对安装的的184根弯弧龙骨以根弯弧龙骨以及万能摆进行测

24、量检及万能摆进行测量检测，全部符合设计要测，全部符合设计要求求，完成预期目标！，完成预期目标！项目184根立柱检测数据允许偏差检测方法总合格率中心立柱偏差范围1223344555mm全站仪放线校核100%根数255076330百分百13.6%27.2%41.3%17.9%03、制作玻璃冷弯施工需用的辅助工件、制作玻璃冷弯施工需用的辅助工件压弯工装件，在玻璃冷弯就位后且未压弯工装件，在玻璃冷弯就位后且未回弹限位之前，利用压弯工装件对平板回弹限位之前，利用压弯工装件对平板玻璃板块进行压弯就位，完成安装。玻璃板块进行压弯就位，完成安装。压弯工装示意图压弯工装示意图玻璃板块不共面角点工装压杆调节螺栓

25、通过三方对玻璃各种通过三方对玻璃各种数据测量检查，各项检测数据测量检查，各项检测数据满足要求，数据满足要求，一次安装一次安装合格率达合格率达97%97%以上，圆弧以上，圆弧顺滑度误差小于顺滑度误差小于1mm1mm。曲面幕墙实测数据曲面幕墙实测数据序号项目检测数据允许偏差（mm）检验方法1相邻板材板角错位0.50.20.40.80.10.40.90.50.20.61用钢直尺检查2接缝直线度1.01.42.62.43.22.32.02.11.81.53拉 5 m线3接缝高低差0.10.40.60.50.80.70.80.90.30.41用钢直尺和塞尺检查4接缝宽度0.20.50.50.60.90.

26、70.80.80.30.51用钢尺检查八、确认效果三方三方对对玻璃幕墙安装玻璃幕墙安装情况进行验收情况进行验收：1 1、幕墙施工质量成型优良，施工工艺科学合理、可操作性强，幕墙施工质量成型优良，施工工艺科学合理、可操作性强，安全可靠，一次安装合格率达安全可靠，一次安装合格率达97.5%97.5%，圆弧顺滑度误差小于圆弧顺滑度误差小于1mm1mm；2 2、幕墙安装于、幕墙安装于20142014年年4 4月月1515日施工完成，并验收合格，节约工日施工完成，并验收合格，节约工期期1515天天。八、确认效果1、 玻璃现场冷弯扭拧成型，一次到位，玻璃现场冷弯扭拧成型，一次到位，无需加工处理，原材费用无

27、需加工处理，原材费用800元元/,合同合同单价单价858元元/,共计共计5550 ，玻璃原材创，玻璃原材创效效58元元/ 5550 =32.19万元；万元；2、冷弯实验费、冷弯实验费24万元。万元。3、利用吊车利用吊车+电动吸盘电动吸盘+压弯工装件进行压弯工装件进行玻璃安装，安装费用为玻璃安装，安装费用为320元元/ ，合同，合同单价玻璃安装费为单价玻璃安装费为630元元/ ，创效，创效（630-320） 5550 =160.95万元；万元；4、节约工期、节约工期15天，每天投入管理费、人天，每天投入管理费、人工费和机械费工费和机械费1.2万元，工期节约成本万元，工期节约成本15天天1.2=1

28、8万元万元 ； 合计：合计：32.19+160.95+18-24=187.14万万经济效益计算认证书经济效益计算认证书八、确认效果南宁机场作为广西区重点工程，备南宁机场作为广西区重点工程，备受社会各界关注，双曲面幕墙作为受社会各界关注，双曲面幕墙作为工程的一大难点，也是一大亮点，工程的一大难点，也是一大亮点，而玻璃板块冷弯拧扭施工难度非常而玻璃板块冷弯拧扭施工难度非常大，在国内并为多见。项目部圆满大，在国内并为多见。项目部圆满完成玻璃的安装作业。幕墙施工质完成玻璃的安装作业。幕墙施工质量成型优良，施工工艺科学合理、量成型优良，施工工艺科学合理、可操作性强，安全可靠，可对类似可操作性强，安全可靠，可对类似双曲面幕墙予以参考，具备推广使双曲面幕墙予以参考，具备推广使用的价值，得到业主及业界同行的用的价值，得到业主及业界同行的高度肯定。高度肯定。针对玻璃幕墙冷弯扭拧成型技术，我针对玻璃幕墙冷弯扭拧成型技术，我QCQC小组在公司没有类似工程经验