异型空间幕墙三维扫描测量及可调安装施工工法汇报

异型空间幕墙三维扫描测量与弹性可调安装施工工法完成单位：申报时间：2015年7月1前言2当前异型空间造型的建筑幕墙越来越多，设计师为实现此类造型，往往采用结构复杂的钢结构作为主体基层，由于此类钢结构存在制作安装误差较大，温度变形大，空间角度变化多等问题，导致幕墙玻璃的规格尺寸各异，下料制作周期长，而且安装困难，变形应力大，玻璃易破碎等，传统的放线测量下料和安装技术不论从操作安全性、准确性，还是从进度、成本、质量等方面均已不能满足此类项目的需求。针对以上问题，在2014青岛世界园艺博览会植物馆幕墙工程等项目异型空间幕墙工程的施工中，研究实施了三维激光扫描测量下料、基于实体的深化设计及弹性可调安装等新技术，很好地解决了以上技术难题，并总结提炼形成本工法。效果图效果图3该工法中的关键技术于2015年4月通过山东省建筑工程管理局的专家鉴定，总体技术水平达到国内领先。科学技术成果鉴定证书4该工法中的关键技术于2015年6月通过了青岛市科学技术信息研究所组织的查新鉴定，技术先进，创新性较高，国内尚无其他相关技术研究。由青岛市科学技术信息研究所出具的科技查新报告5采用本工法施工的“2014青岛世界园艺博览会植物馆幕墙工程”和“2014青岛世界园艺博览会睡莲博物馆幕墙工程”作为2014青岛世界园艺博览会主场馆之一，凭借精湛的施工工艺、高标准的施工质量顺利评为“2014～2015年度中国建设工程鲁班奖（国家优质工程）第一批入选工程”。2014～2015年度中国建设工程鲁班奖（国家优质工程）第一批入选工程名单6已成功应用于包括2014青岛世界园艺博览会植物馆幕墙工程、2014青岛世界园艺博览会睡莲博物馆幕墙工程、青岛市伟东城市广场项目幕墙工程中，技术先进，经济合理，具有良好的市场前景。2014青岛世界园艺博览会植物馆效果图2014青岛世界园艺博览会睡莲博物馆效果图青岛市伟东城市广场项目幕墙工程效果图72工法特点81、采用三维激光扫描、免棱镜测量与钢结构无线变形监测相结合的技术，通过AUTOCAD软件对建筑的三维实景模型进行逆向重建，从而快速完成建筑幕墙尺寸的确定，进行批量下料。2、采用特制的球铰夹具，实现幕墙单元的多向可调弹性安装，消化施工尺寸误差，同时，可多块玻璃多角度同时安装，数量可任意增减，安装速度快。3、采用本工艺，玻璃破碎率低且无需人工攀爬测量，安全可靠。工法特点93工艺流程及操作要点10平面控制网建立→平面控制测量→高程控制测量→烛点布设（变形监测）→三维扫描→内业处理→坐标转换→空间定位→虚拟放样→批量下料→夹具底盘安装→丝杆及中心球铰调节→玻璃试装→肋板啮合调节→玻璃对称安装→反复调节到位→夹具面板安装→打胶→清理保洁工艺流程11平面控制测量12高程控制测量13

烛点布设安装14

三维激光扫描15

场馆逆向建模ACDABCD

三维空间虚拟放样生成玻璃尺寸下料表16夹具底盘安装丝杆及中心球铰调节幕墙玻璃试装18玻璃对称安装19反复调节到位、夹具扣盖安装玻璃打胶、清理保洁201平面控糖制网建需立。根据建筑汪物的形状营、大小、育所处的位被置等，沿枣建筑物四享周布设若狸干个主要锻控制点。拾控制点之塘间的距离盏须相对均惭匀、前后庙通视良好响且在测量桌仪器误差太允许的测苗量距离内盾，然后由踩测绘院提抵供的基准落点坐标，或采用闭合佛导线作业界测量法，蚕即可建立常城市坐标铲系下的控宗制网。2平面控制燃测量。平面控制世测量的主退要目的是妄获取控制计网上所有陶控制点的迈平面坐标圾，即（x,y）坐标查，该工增序通过璃全站仪堂测量角筝度和距互离，依困次推算椒各个点忽的坐标肿（起始乌点为已课知城市躺坐标系鱼点）。兴操作要催点如下勤，平面阅控制测献量示意桃见图1。第一部恳分：三外维激光惠扫描测看量、下课料操作要点21图1平面控盛制测量风示意图222.1利用全倘站仪测啦量转折陈角βi和边长Si。2.2根据已劳知点Ｎ舟和定向降点Ｍ的意坐标，范计算MN的方位死角。2.3然后根据便方位角计排算公式，谅计算每条牙边的方位朴角。2.4根据闭合莲网进行方慰位角平差乎和坐标增太量计算和验改正。2.5计算每个偿点的坐标醋。3高程控崇制测量兔。根据电悉子平面叛图先进污行图上谷选点，临然后到羡现场根少据测区透环境进菊行实地腐选点，锻布设若调干个控毕制点，拉每个导月线点均挨以水泥僚墩或者档木桩+钉子作为舌标志，并朝做好点记编。高程控利制测量的巨主要目的盛是解决三之维坐标的哀“Z”值问事题，由衔此，通育过平面始控制测绞量和高忆程控制桃测量，棒（x,y,乳z）的值缸均可以听得以解纳决。23图2高程控制戒测量示意限图244安设烛傅点。钢结构管饭桁架的每收个相贯线巨的节点处逗均有焊接扒的幕墙球钩铰基座，异为了获取扇球铰基座婆形心的坐压标点，需吊在每个球刘铰基座上奸安设树脂削烛点，当邀扫描仪工糖作时，可辜以准确的楚捕捉到该乌点的坐标动。5变形监青测。采用应尽变计无护线监测豆系统对格钢结构血卸载到顺幕墙安孔装全程刺监测,及时监测权其竖向变忠形、支座反位移、及草应力的变客化情况,分析钢老结构的抓安全稳此定性,保证结诉构安全稍，为后瞧续三维鼻扫描及俱安装提浩供保障父。远程各无线自逗动化数娘据采集目系统各聋传感器唇采集的巴数据曲螺线见图3.25图3无线检测愧数据曲线无线传翼输模块266三维扫描答。待结构艰变形监测宜数值稳定款后采用三房诚维激光扫欣描仪分区洋扫描所有乓烛点形成炎点云数据结。扫描过素程中，不债仅需扫描肃到烛点，嚷而且要覆萌盖该部分传的控制点狠的坐标，笛这样，便材于后续的赞坐标转换纪。三维扫劲描分区示抗意见图4。7内业处理腥。通过内液业处理，饲将扫描仪固中的点云茧数据转换锤成坐标数目据。8坐标转叔换。在川幕墙球指铰基座私坐标扫搂描后，孤需将所层扫描点琴（或对仇象）的咳坐标转劳化成城排市坐标艰系下的踩坐标。啄具体转润换方法科为：控制网系准中坐标A0（X0,Y0,Z0）扫描坐墙标系中A1(尘X1,Y1,Z1)扫描坐标钻系中目标忍点A2（X2,Y2,Z2）相对坐饼标差控制网系痕（城市坐脆标系）与誓扫描坐标沟系对目标开点A2进行坐蛾标转换致：2712634578图4扫描区查域分区判示意289空间定狼位。根什据所得页的烛点剩的坐标蜜系值，甚采用计洁算机辅浪助设计愚的方式青，建立网空间定陵位模型欧。10虚拟放样以。以上工食序之后，里即可获得黎所测区域板的三维空痒间定位控庙制点，由青此，可以有借助计算休及进行虚帐拟放样，荡为后续工拐作做好模渴型铺垫。怕三维空间萝虚拟放样基见图5。图5三维空间闯虚拟放样2911批量下勺料。提蚁取每块提玻璃的匙尺寸信狭息，形糠成下料股单，工桨厂定制怀加工。图6玻璃尺山寸三维瘦信息表301夹具底盘廊安装。根颗据设计要纷求、料单乏进行夹具贫底盘安装环。2丝杆及中舟心球铰调拍节。夹具骑底盘安装喉完毕后，宵应分区分著段对丝杆饱及中心球言铰进行整赏体调节，周确保幕墙氏玻璃安装篇标高、角琴度基本符松合设计要糠求。丝杆么及中心球这铰调节。3玻璃试装吧：1）玻璃整体赵安装顺序废应依据建费筑物构造寻特点分区蓝分段进行姿。各区段左宜按照自底下而上，乏先易后难扫，由曲率竖变化较小排面延伸至丧曲率变化抗较大面的辫顺序依次子安装。2）节点玻吊璃安装。堤利用汽车眠吊及玻璃尝吊装专用拼吸盘将玻恨璃根据料柄单编号放直在调节好兵的球铰夹料具玻璃肋类隔板之间盼，隔一布齿一。4肋板啮合较调节。根疗据初装的关玻璃调节悼肋隔板，砖确保肋隔否板之间间幕距适中，每保证各个坏方向幕墙三玻璃准确擦入位。5玻璃对称甜安装。将右各个间隔恰之间的玻古璃对称安剧装就位，愈完成该节爆点内各块革玻璃的安筑装。第二部暖分：幕办墙弹性多向尘可调安装316反复调塞节到位段。反复涛调节丝详杆高度希、球铰惩角度确桂保玻璃通安装平购整顺滑斥，满足稼观感要号求。7夹具前会压盖安毯装。各磨个球铰态夹具处温玻璃安肢装完毕奏后，将殿夹具前坛压盖用摆螺栓拧己紧。8打胶。买玻璃安计装后，皆先清理剖板缝，顷然后嵌疲入泡沫呢条，泡挨沫条嵌礼好后，训贴上防严污染的章美纹纸牧，避免培密封胶鸡造成污皱染。贴庄美纹纸好应保证计缝宽一是致，美届纹纸贴疮完后进退行打胶止，胶缝忙要求宽撕度均匀刻、横平叠竖直，者缝表面堂光滑平帐整。打宴胶完成托密封胶以半干后掀撕下美姓纹纸。夺刮胶部腔位，要施注意缝更宽。用杯橡胶刮短刀进行旺刮胶，掘刮刀根捐据大小歪、形状老能任意御切割。325效益颗分析33以201边4青岛世界圆园艺博览喝会植物馆叫幕墙工程额为例，综旬合考虑质鞋量控制、陆成本造价倡以及对工亲期的影响絮等三个方盏面，与目慎前常用的商三种可行街方案进行凤经济分析狼比较，见言下表。方案经蓬济效益鬼分析对译比表通过对以内上三种方去案成本测阿算分析，茧方案三较升方案一、湾方案二人骑工费、材村料费、管耕理费分别部降低约952.警8万元、132先.8万元，工愿期提分别洗前约4.5个月、2.5个月左匆右，截府止2015年5月未发现汤玻璃破损纠现象，大授大减少了求后续维修米费用，经碧济效益十留分显著。1经济效烈益分析序号方案名称测量费材料费管理费测量下料周期安装工期方案一全站仪测量，人工尺量下料，带龙骨安装18万7920万650万4个月9个月方案二全站仪测量，人工尺量下料，多向可调弹性安装18万7200万550万4个月7个月方案三三维扫描测量下料，多向可调弹性安装施工10.2万7200万425万1.5个月7个月34采用本荒工法不雨仅施工慰安全、危节省人亮工，加佣快工期萌，而且厚施工质招量非常洲高，完井美的呈校现了设猜计效果换，给海进内外游膛客呈现割一幅精肆美的视哨觉盛宴距。同时娱，运用净三维扫蕉描模型最重建，狗也是符瓜合建筑劝业发展直的BIM技术，僻科技、榨绿色、油节能环瞎保，社牧会和环咽保效益恳十分显扒著。2社会和升环保效卸益356应用穷实例36本工法已庄已成功应优用于包括2014青岛世生界园艺蕉博览会锁植物馆隙工程、201车4青岛世界消园艺博览页会睡莲博涝物馆、伟床东城市广渔场项目工谷程中，取押得了明显颂的技术经牛济效果。37实例一：201滋4青岛世壳界园艺学博览会盐植物馆2014青岛世风界园艺塌博览会止植物馆绍幕墙工核程位于宝青岛市渠天水路兵以北，竭百果山民森林公次园内，怎占地面腔积2.4尚4公顷。铲本工乐程地下掩一层混遍凝土结球构、地扰上一层黎钢结构渣，总建截筑面积227否49㎡，其辱中地上辈建筑面夕积135委22㎡，地炭下建筑叨面积922指7㎡，是全蔑亚洲最大霜的钢结构宜植物馆之银一，也是止世界上唯搏一一座把丽海洋展区凉建在山区麦的建筑物赌。植物馆桑地上主体鹊结构为大喜跨度不规跑则空间三胞角管桁架浙网格结构乘，围护构凶造为玻璃卖幕墙。图7植物馆墙效果图38图8植物馆徒幕墙工陪程完成级效果39实例二：201捏4青岛世界听园艺博览摧会睡莲博赵物馆工程