《玻璃幕牆橫樑立柱新型連線結構施工工法》是寧波建樂建築裝潢有限公司、寧波建工股份有限公司完成的建築類施工工法，完成人是許必強、熊昱棟、王仁華、余勁草、徐增建，適用於各種明框玻璃幕牆工程、隱框幕牆工程、半隱框幕牆工程，特別適用於多層、加厚、功能性玻璃（發電玻璃、自動變色玻璃）等玻璃重量大的幕牆玻璃工程。
《玻璃幕牆橫樑立柱新型連線結構施工工法》主要的工法特點是：不用施工機具，施工噪聲減小，工作效率提高，安裝簡單方便，連線牢固；對管理者的專業技能和統籌能力要求較高，更適宜套用計算機管理。
2011年9月，《玻璃幕牆橫樑立柱新型連線結構施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：玻璃幕牆橫樑立柱新型連線結構施工工法
- 工法編號：GJEJGF121-2010
- 完成單位：寧波建樂建築裝潢有限公司、寧波建工股份有限公司
- 主要完成人：許必強、熊昱棟、王仁華、余勁草、徐增建
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
玻璃幕牆作為具有獨特的建築裝飾效果的建築外圍護結構，為眾多建築師和業主所青睞，在建築中得到廣泛的套用，其中構件式玻璃幕牆又是幕牆安裝施工中最常用的類型。構件式玻璃幕牆的框架一般由鋁合金立柱和橫樑組成，鋁合金橫樑與立柱的連線一般是在安裝工地現場，通過鋁角碼加不鏽鋼螺栓或螺釘連線。操作方法是在現場把橫樑和立柱確定位置後，用電鑽鑽加裝鋁角碼的孔，再用螺栓或螺釘連線。現場手動工具加工操作，勞動效率比較低，質量也受人為因素，波動較大。
用角碼連線的方法，還有一個問題，就是為了讓角碼連線有操作空間，橫樑用的是形的開口型材，等角碼安裝完成後，為了美觀，再用橫樑蓋板把匚形型材蓋上，把連線接頭隱藏在裡面。看上去橫樑形成一個矩形梁，但實際上只有形型材參與了橫樑的抗扭作用，材料利用率低。
寧波建樂建築裝潢有限公司和寧波建工股份有限公司為了提高橫樑與立柱連線的施工效率，利用在車間裡機械化加工，讓現場操作工作變得簡便，同時也使接頭的質量更高、更一致，開發了一種橫樑立柱新型連線結構技術。形成了《玻璃幕牆橫樑立柱新型連線結構施工工法》。
工法特點
《玻璃幕牆橫樑立柱新型連線結構施工工法》的工法特點是：
1、立柱、橫樑下料、鑽孔和裝配組件均在幕牆生產車間製作完成，構件加工質量、加工精度有保證，節約人工，減少材料浪費。
2、玻璃幕牆橫樑是用閉口型橫樑通過不鏽鋼彈簧鋼銷與立柱連線固定，整個幕牆結構體系牢固、穩定。
3、幕牆施工現場減少立柱鑽孔、橫樑鋁角碼安裝、橫樑蓋板安裝等傳統工序，工期縮短，該工序現場不用施工機具，施工噪聲減小，工作效率提高。
4、橫樑與立柱的連線固定一次成型，避免了二次安裝程式，安裝簡單方便，連線牢固。
5、施工簡便，工藝流程清晰易懂，操作工人易於掌握，對管理者的專業技能和統籌能力要求較高，更適宜套用計算機管理。
操作原理
適用範圍
《玻璃幕牆橫樑立柱新型連線結構施工工法》適用於各種明框玻璃幕牆工程、隱框幕牆工程、半隱框幕牆工程，特別適用於多層、加厚、功能性玻璃（發電玻璃、自動變色玻璃）等玻璃重量大的幕牆玻璃工程。
工藝原理
《玻璃幕牆橫樑立柱新型連線結構施工工法》的工藝原理敘述如下：
1、開口橫樑與閉口橫樑在抗扭性能上的差別
通過理論計算，證明把開口型材改為閉口型材後，抗扭性能大大提高，完全滿足房屋保溫要求提高后玻璃板塊增重的需要。以同樣尺寸的矩形截面來計算，見圖1：
圖1矩形截面
對兩個同尺寸開口與不開口的矩形截面，需從強度和剛度兩方面比較，即：相同外力偶矩作用下，所產生的切應力和扭轉角均較小的截面形式最好。根據《材料力學》相關公式，對最大切應力（即抗扭強度）和扭轉角（即抗扭變形）進行計畫分析，閉口薄壁截面型材在抗扭強度、受扭變形量方面，要遠優於同尺寸的開口薄壁截面型材，完全滿足幕牆保溫要求提高對玻璃重量增加的需要。
2、閉口型橫樑與配有三個孔的，長度為40毫米的橫樑芯管固定，橫樑芯管孔的一端採用不鏽鋼螺栓封死，另一端配有不鏽鋼彈簧和鋼銷，再和已經按橫樑芯管孔位相對應的立柱孔位對齊，使鋼銷在彈簧的作用力下彈入立柱開孔中，使鋼銷就位，從而完成橫樑與立柱的連線。詳見圖2和圖3：
施工工藝
- 工藝流程
《玻璃幕牆橫樑立柱新型連線結構施工工法》的工藝流程：
橫樑下料→橫樑鑽孔→芯管下料→芯管鑽孔攻絲→芯管安裝彈簧限位螺釘→橫樑與芯管安裝→芯管孔位處放置彈簧、鋼銷安裝→兩端同時回縮彈簧鋼銷→立柱孔位處水平推橫樑→用塞尺檢查彈簧鋼銷是否彈入孔位→橫樑安裝到位→檢查是否吻合、牢固。
- 操作要點
《玻璃幕牆橫樑立柱新型連線結構施工工法》的操作要點如下：
1、橫樑下料：根據施工圖紙、加工圖紙和工藝卡要求，採用數控雙頭切割鋸床下料，橫樑加工尺寸允許偏差見表1：
序號 | 檢查項目 | 允許偏差 | 檢查方法 |
1 | 橫樑長度尺寸 | ±0.5毫米 | 鋼捲尺 |
2 | 橫樑端頭斜度 | -15' | 角度儀 |
3 | 橫樑孔位孔距 | ±0.5毫米 | 遊標卡尺 |
2、橫樑鑽孔：按照加工圖紙和工藝卡要求，採用高速四軸數控加工中心鑽孔。詳見圖4和圖5：
3、安裝橫樑芯管：閉口型橫樑與L=40毫米的橫樑芯管採用M5×20不鏽鋼螺釘固定，橫樑芯管孔的一端採用不鏽鋼螺栓封死，另一端配有不鏽鋼彈簧和鋼銷。詳見圖6和圖7：
4、不鏽鋼彈簧、鋼銷安裝：將彈簧先裝入橫樑芯管的孔中，再將鋼銷插入帶有彈簧的橫樑芯管孔中，反覆回縮彈簧鋼銷幾次，檢查彈簧鋼銷是否伸縮自如，是否有卡死現象。詳見圖8：
圖8不鏽鋼彈簧、鋼銷安裝
5、橫樑安裝就位：先找好要安裝的橫樑位置，將彈簧鋼銷縮回使之與橫樑芯管的邊緣平齊，再水平向兩立柱間推進，兩端一定要平齊、同步進行，直至橫樑的鋼銷彈入立柱孔位、安裝到位。詳見圖9：
圖9橫樑安裝
6、檢查是否吻合、牢固：檢查各橫樑就位情況是否有錯，立柱、橫樑接口是否吻合，橫樑安裝是否水平，不鏽鋼彈簧鋼銷是否完全彈入立柱孔內。檢查方法：用觀察、手扳方法檢查橫樑就位和牢固，用水準儀檢查橫樑的水平度，用不鏽鋼塞尺檢查不鏽鋼彈簧鋼銷是否完全彈入立柱孔位，用鋼捲尺檢查橫樑的尺寸偏差。橫樑安裝允許偏差見表2：
序號 | 檢查項目 | 允許偏差 | 檢查方法 | |
1 | 相鄰兩橫樑間對角線長度差（mm） | ≤2000 | ≤1.5 | 經緯儀、水平儀和鋼捲尺 |
>2000 | ≤2.0 | |||
2 | 同一標高平面內橫樑高度差（mm） | 幅寬≤35000 | ≤5 | |
幅寬>35000 | ≤7 | |||
相鄰兩橫樑 | ≤1 | |||
3 | 橫樑安裝的水平度（mm） | 層高≤3000 | 3 | |
層高>3000 | 5 | |||
材料設備
《玻璃幕牆橫樑立柱新型連線結構施工工法》所用的材料及設備明細如下：
1、材料
（1）鋁合金橫樑選用國產高精級型材，合金牌號及狀態號應符合設計要求（通常為6063-T6、6063-T5），閉口型材採用模具一次製造成型。見表3：
牌號 | 狀態 | 壁厚（毫米） | 拉伸試驗 | 硬度試驗 | ||||
拉伸強度（兆帕） | 規定非比例伸長應力（兆帕） | 伸長率（%） | 試樣厚度（毫米） | 維氏硬度 | 韋氏硬度 | |||
6063 | T5 | 不區分 | ≥160 | ≥110 | ≥8 | ≥0.8 | ≥5.8 | ≥8 |
6063 | T6 | 不區分 | ≥205 | ≥180 | ≥8 | / | ||
（2）鋁合金橫樑芯管選用國產高精級型材，合金牌號及狀態號應符合設計要求（一般與橫樑相同），芯管也採用模具一次製造成型。
（3）不鏽鋼彈簧採用彈簧用不鏽鋼鋼絲製作而成，防腐和彈壓力性能比較好。如圖9:
圖9不鏽鋼彈簧
（4）不鏽鋼鋼銷採用牌號為OCr17Ni12Mo2（316）的不鏽鋼棒機械加工而成。
（5）不鏽鋼螺釘採用奧氏體不鏽鋼加工而成，性能等級為A2-70，螺紋強度很高。
2、設備
（1）數控雙頭切割鋸床切削速度高、加工精度高、生產效率高，工具機兩鋸頭可單獨工作，也可同時工作，一次切割出所需要的長度及端部角度。主要加工精度見表4:
序號 | 項目 | 偏差 |
1 | 長度尺寸精度 | ±0.5毫米 |
2 | 角度尺寸精度 | ±10' |
（2）高速四軸數控加工中心可用與在-90°~0°~+90°上下各種幕牆型材的安裝孔、流水槽、鎖孔及攻絲等加工工序，能夠進行鑽孔、銑加工、切割（鋁）及攻螺紋最大M8（鋁）的加工操作。主要加工精度見表5:
序號 | 項目 | 偏差 |
1 | 重複定位精度 | ±0.02毫米 |
2 | 定位精度 | ±0.1毫米 |
3 | 切削表面粗糙度 | 表面粗糙度12.5微米 |
3、勞動力組織
（1）車間製作勞動力組織安排見表6：
1 | 立柱、橫樑切割 | 2 人一組 | 2台設備 | 4人 |
2 | 立柱鑽孔 | 2 人一組 | 1台設備 | 2人 |
3 | 橫樑鑽孔 | 1 人一組 | 4台設備 | 4人 |
4 | 普工 | / | / | 4人 |
5 | 質檢員 | / | / | 1人 |
6 | 共 計 | / | / | 21人 |
（2）現場安裝勞動力組織安排見表7：
1 | 立柱安裝 | 3人一組 | 10個班組 | 30人 |
2 | 橫樑安裝 | 2人一組 | 8個班組 | 16人 |
3 | 普工 | / | / | 12人 |
4 | 質檢員 | / | / | 1人 |
5 | 總計 | / | / | 59人 |
質量控制
《玻璃幕牆橫樑立柱新型連線結構施工工法》的質量控制要求如下：
1、質量控制主要規範標準
《建築裝飾裝修工程質量驗收規範》GB 50210-2001；《玻璃幕牆工程技術規範》JGJ 102-2003；《建築幕牆》JGJ 3035-1996；《建築工程施工質量驗收統一標準》GB 50300-2001；《玻璃幕牆工程質量檢驗標準》JGJ/T 139-2001；《建築鋁型材第1部分基材》GB/T 5237.1-2004；《建築鋁型材第2部分陽極氧化、著色型材》GB/T 5237.2-2004；《鋁合金建築型材第5部分氟碳噴塗型材》GB/T 5237.5-2004；《鋁合金建築型材第6部分隔熱型材》GB/T 5237.5-2004；《鋁型材截面幾何參數算法及電腦程式要求》YST 437-2000；《不鏽鋼棒》GB/T 1220-1992；《不鏽鋼冷加工鋼棒》GB 4226；《彈簧用不鏽鋼絲》YB（T）11-83。
2、QES企業標準及質量體系檔案
寧波建樂建築裝潢有限公司與寧波建工股份有限公司QES三合一管理手冊及體系程式檔案；寧波建樂建築裝潢有限公司與寧波建工股份有限公司體系管理檔案彙編；寧波建樂建築裝潢有限公司與寧波建工股份有限公司《施工工藝標準》。
3、質量管理要點
1）材料控制：所有的鋁合金橫樑牌號、狀態、壁厚及力學性能必須符合設計要求和規範要求，材料採購前必須明確設計及規範標準中對該材料的各項性能及質量要求。橫樑在運輸過程中必須有可靠的保護措施，車間製作完成及現場安裝完後應該做好半成品及成品保護工作。
2）測量放樣：測量放樣是幕牆施工中比較重要的一道工序，放線是否準確將直接影響幕牆施工質量，所以測量放線人員在工作中必須反覆核對，確保放線精確。安裝過程中，堅持做好技術交底工作，使每個操作人員做到心中有數，質量檢驗員要多測多靠，確保全裝精度和牢固性符合要求。
3）編制工藝加工圖：根據加工圖和測量放樣出來的成果圖編制各種加工零件的工藝圖，尤其是立柱和橫樑上孔位尺寸應嚴格對照工藝加工圖，確保正確性和加工精度。
4）車間加工：構件車間加工製作是幕牆工程生產過程中的重要環節，主要的工作是從工藝卡、機械設備、操作人員技能及車間的21世紀管理等方面來抓，立柱孔位的控制、橫樑芯管的加工安裝都得嚴把各道工序質量關，每道工序加工完成後經專職質量檢驗員檢驗，抽檢按10%且不少於5件，當有1件不符合要求則加倍復驗，復驗合格後方能進入下道工序加工，嚴禁不合格的產品出廠。
5）現場安裝：首先立柱標高安裝的準確與否是橫樑安裝準確到位的關鍵因素，直接影響橫樑安裝質量的好壞，所以必須反覆核對立柱的安裝標高以保證橫樑安裝的精確度。其次不鏽鋼彈簧鋼銷與立柱孔位是否完全吻合也直接影響橫樑安裝的精度及牢固性。
6）質量檢驗：在生產的全過程當中一直貫穿著質量檢驗的活動，包括首檢、抽檢及三檢制的執行等。各工種施工人員在做好技術質量交底的基礎上堅持“三檢制”（自檢、互檢、專檢），堅持“上下工序交接制”，即上道工序達不到要求，不準轉入下道工序，嚴格把好每道工序質量關。
安全措施
採用《玻璃幕牆橫樑立柱新型連線結構施工工法》施工時，除應執行中國、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
1、現場所有操作人員上崗前進行職工三級安全教育，保證每個職工受教育時間不小於50學時，考試合格後方能進入現場作業。
2、分項工程施工前由項目技術負責人和安全員對班組和操作工進行安全交底，使每個職工樹立安全意識，懂得安全的重要性。
3、施工操作前對施工機具必須嚴格檢查，作業點的腳手架、防護措施進行全面檢查，對不符合要求的及時要求改正，排除安全隱患。
4、操作人員配備必要的勞動保護用品，進入施工現場戴好安全帽並扣好帽帶，高處作業系好安全帶，防止物件和人員的墜落。
5、設專職安全員進行監督和巡查，每周二次例行安全檢查，日常進行安全巡迴檢查，發現問題及時改正，做到防範於未然。
6、公司工程部每月二次定期檢查項目的安全生產情況，對檢查中發現的問題提出整改通知，項目部在接到通知後，立即落實整改，堅持“三不放過”的原則。
環保措施
《玻璃幕牆橫樑立柱新型連線結構施工工法》的環保措施如下：
1、項目部成立相應的施工環境衛生管理機構，嚴格遵守中國和地方下發的有關環境保護的法律、法規和規章，加強對施工噪聲、粉塵、工程廢棄物及生活垃圾的控制和治理。
2、根據工程所在地的實際情況，建立切實可行的不擾民措施，在施工過程中認真聽取相關方的意見，不斷改正工作。
3、將施工場地和作業現場合理安排、布置規範，做到標示標牌清楚、齊全、醒目，禁止夜間進行生產噪聲污染的施工活動。
4、設定生活垃圾專管人員，定期對生活區衛生檢查和生活垃圾進行清理，生活垃圾需袋裝存放，及時集中清運，並按當地環保部門要求指定的地方排放，不與施工垃圾混放。
5、現場作業產生的一般固體廢物通過破碎技術使之質地均勻，用於填埋等。如有回收利用價值的，集中堆放，便於回收利用。對現場材料包裝盒、保護紙等，集中處理，現場無亂丟亂棄。
6、對施工現場內道路進行硬化，並在晴天經常對施工通道進行灑水，防止塵土飛揚，同時定期對職工做健康檢查，保護施工人員的身心健康。
效益分析
《玻璃幕牆橫樑立柱新型連線結構施工工法》的效益分析是：
玻璃幕牆傳統的開口型橫樑手工現場操作角碼與立柱連線方式，存在著現場安裝工作量大，工期長、質量難以控制、抗扭轉力學性能差等弊端，套用該橫樑立柱新型連線結構施工工法，則可巧妙地解決以上諸多難題，既滿足設計和施工的各項要求，又提高材料的利用率和室內的美觀性，因此產生了比較好的經濟效益和社會效益。
1、經濟效益
（1）幕牆車間立柱、橫樑孔採用高速四軸數控加工中心鑽孔，大大提高了工作效率。每個班組每天可加工100多支立柱，比原來在現場鑽孔減少多道工序和人工。原橫樑水平測量放線需3人一組，角鋁孔位劃樣定位需1人一組，四組，橫樑鑽孔2人一組，四組。原11人完成的鑽孔任務在車間只需2人即可完成。
（2）原現場橫樑安裝需經過測量放樣、角鋁孔位定位、鑽孔、安裝角鋁、安裝橫樑、安裝橫樑
蓋板等6道工序，共需11人共同完成。現場安裝是對工程進度影響較大的一道主要工序。而採用閉口型橫樑，現場安裝每組只需2人，且每組每天能完成200支橫樑的安裝任務。
（3）和義路濱江1號地塊（萬豪大酒店萬豪中心）工程幕牆面積約42000平方米，橫樑約32000支。車間加工總計80天完成製作，每天20人，共用人工約1600工，每班次生產530支現場安裝共60天完成安裝，每天16人，共用人工約960工，按普通開口型橫樑的安裝約需80天完成，每組11人，每組安裝100支，共需4組，每班次安裝266支，人工約350工，縮短了工期20天，節約人工2560工。
2、社會效益
（1）由於採用橫樑立柱新型連線結構施工工法，玻璃幕牆整體的安全性能增加。
（2）工廠化加工程度高，鑽孔的精度和質量能最大程度地得到保證。
（3）現場安裝時間減少，手持電動工具和電源線都可以省去，減少了噪聲和環境污染，達到既節能又環保的良好效果。
（4）大幅度提高了現場安裝效率，為下道工序贏得了時間，使得整棟大樓幕牆安裝進度加快，為按計畫要求將外架拆除提供了有力保障，工程工期提前。
套用實例
《玻璃幕牆橫樑立柱新型連線結構施工工法》的套用實例如下：
1、寧波和義路濱江1號地塊（萬豪大酒店·萬豪中心）工程位於該市最核心的三江口區域，東北面臨餘姚江，東南至電信大樓，西南以和義路為界，西北接解放橋連線線。該工程由主樓和裙房兩部分組成，地上建築面積約85819平方米，主樓平面呈“蝶”形，高度達159.78米，幕牆總面積約42000平方米，全部採用橫樑立柱新型連線結構施工技術。幕牆滿足設計和施工驗收規範要求完成後已3年半，經歷了好幾次颱風天氣，經檢查無發現一處滲漏。受到了市建委、質監站、建築協會等主管部門以及業主、設計、監理等相關方的一致好評。工程已獲得2008年度中國建設工程“魯班獎（中國優質工程），2009年度全國建築工程裝飾獎（幕牆），209年度浙江省建築業新技術套用示範工程。
2、寧波寧興·城市花園商務樓工程位於鄞州中心區天童北路。幕牆工程地上29層，工程總建築面積約43500平方米，幕牆面積約15828平方米，全部採用橫樑立柱新型連線結構施工技術。幕牆滿足設計和施工驗收規範要求。
3、寧波國際金融服務中心北區項目工程位於東部新城中心商務區之核心商務辦公區。工程共有八個單體，幕牆總面積約200000平方米，其中套用該工法的玻璃幕牆面積約20000米，幕牆工程已完工，滿足設計和施工驗收規範要求。
4、其它工程見表8：
序號 | 工程名稱 | 幕牆套用情況 |
1 | 寧波世紀東方商業廣場工程 | 外立面玻璃幕牆面積28000平方米，全部採用新型連線結構施工工藝 |
2 | 寧波和義大道濱江休閒2號地塊工程 | 外立面幕牆總面積約42000平方米，其中套用該工法的玻璃幕牆面積約20000平方米 |
3 | 寧波萬盛商務大廈工程 | 外立面幕牆總面積約30800平方米，其中套用該工法的玻璃幕牆面積約28000平方米 |
4 | 寧波港航服務中心工程 | 外立面幕牆總面積約18000平方米，其中套用該工法的玻璃幕牆面積約10000平方米 |
5 | 寧波國際貿易展覽中心一期綜合配套區（酒店部分）工程 | 外立面玻璃幕牆總面積約42000平方米，全部採用新型連線結構施工工藝 |
榮譽表彰
2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度中國級工法的通知》建質[2011]154號，《玻璃幕牆橫樑立柱新型連線結構施工工法》被評定為2009-2010年度中國二級工法。
