预应力索桁架点支式弧形玻璃幕墙施工技术摘要：随着经济和社会的发展，玻璃幕墙在建筑中的应用越来越广泛，其造型丰富，形式多样，尤其是随着预应力索桁架点支式玻璃幕墙的应用，更是取得了一系列良好的效果。

基于此，本文结合工程实例详细分析了预应力索桁架本质和该构造在施工中的难点与重点，同时介绍了主要的工艺流程，阐述了玻璃幕墙安装定位与控制方法，最后对全文进行了认真总结，希望对此方面的设计施工人员能够起到一定的参考作用。

关键词：预应力索桁架；点支式弧形玻璃幕墙；施工技术中图分类号：tu765 文献标识码：a 文章编号：1671-3362（2013）04-0083-021 引言在当前的建设施工应用中，玻璃幕墙的使用非常广泛，它不仅有着丰富的造型，而且形式各式各样。

从我国的应用状况分析来看，我国玻璃幕墙的结构采用预应力索桁架点支式玻璃幕墙非常多，而且取得了很多成效。

本文正是在笔者的工程实践基础上，分析了预应力索桁架本质，并对该构造在施工中的难点与重点、主要的工艺流程进行了探讨。

预应力索桁架点支式玻璃幕墙通过点支承将围护玻璃与支承结构结合在一起，相对于有框玻璃具有结构轻盈通透、结构轻巧，承载力强、造型新颖美观等优点，是一种集建筑、结构、功能、艺术于一体的新型幕墙结构，因此备受国内外建筑师的青睐，正越来越多的应用在国内城市标志性建筑中。

但是该结构科技含量极高，对设计、施工、工艺以及材料都有着极高的要求，任何一个方面出现差错都不能确保工程的质量。

为此，本文以预应力索桁架点支式弧形玻璃幕墙工程实例为例，将其设计和施工中的一些难点以及施工的工艺等要求进行了详细介绍说明，对预应力索桁架的推广和使用提供一定的帮助。

2 预应力索桁架本质点式玻璃幕墙预应力索桁架属于张拉整体结构中的一种。

拉索和压杆通过不同的组合形式构成的机构，该机构可应自我完成应力平衡，称作张拉整体结构。

压杆在实际应用时也可以是连续的，而这种结构在有些条件下效率更高。

因此，通常也将各种张拉整体结构一同称作索杆张力结构。

索桁架结构主要由竖索、两条斜索、短硬杆和长硬杆以及连接部件连接索与索、索与硬杆等部分组成，其中还包括索桁架和玻璃幕墙之间的x型驳接头。

3 工程施工难点与重点以某地一工程为例，幕墙面积达5.2万m2，该建筑物的中部是一个直径为56m、高34m的圆柱形玻璃体构成的服务大厅，600多片钢化夹胶玻璃构成了整个玻璃体的曲面。

经预张拉的φ20mm 的不锈钢铰线组成了整个悬索桁架机构，圆柱顶部的排烟窗是有异形钢化夹玻璃和钢化夹胶玻璃组成，其投影面积为1586m2。

整个工程所使用的玻璃总重量达247t。

相对来说整个工程的工作量比较大，因此存在下面几个难点与重点：（1）预应力索桁架在形式上是一种柔性结构，因此要对不锈钢拉索加载预应力。

在索桁架形状确定后，加载预应力的大小和预应力的均衡决定了整个机构支撑刚度的大小，也决定了每榀索桁架刚度的一致性。

在索结构还没承受荷载之前，结构的几何形状与图纸的一致性、索中预应力值的大小以及悬索桁架的空间定位和均衡施加预应力都是本工程的施工难点。

（2）大厅的圆柱形玻璃幕墙是由多片不同曲率的曲面玻璃组成，由于机构的安装对每个支撑点的尺寸精度要求较高，对玻璃的形状和尺寸等误差要求的控制范围较细，加大了整个工程中的玻璃空间对位安装难度，因此，施工中的尺度精度是否满足设计要求直接决定着整个施工的成败。

（3）预应力索桁架结构与设计布置。

由于大厅是对外服务办公活动场地，是展现当地形象的一面窗口，在索桁架结构的形体语言与工程的主题相协调，因此我们选用了国内较少使用的丫形多跨竖向连续受力拉索结构体系（如图1中的第一个图），这种结构形式积极向上，符合整个建筑的特点。

（4）主材的选用。

选定钢索直径时不但要确保其能承受50年一遇的最大荷载，还要考虑视觉及心理感受的影响。

在本工程中选用1×37φ20不锈钢绞线的主受力索（前受力索和后受力索）和承重索，其最小破断力为21kn，弹性模量e=1.54×105n/mm2，选用1crl8ni9 奥氏体不锈钢作为撑杆、悬空杆及驳接系统的材料。

玻璃采用圆弧形曲面弯钢化夹胶透明玻璃，其透光率、紫外线阻隔率以及隔音效果都非常理想。

4 重点施工工艺介绍整个施工过程对施工工艺的要求极高，这也直接关系到整个工程质量的好坏，因此，必须严格按照要求执行。

首先是对测量放线空间以确保空间的准确定位，这是一个工程的基础，然后再确定尺寸精度控制单元以保证整个工程的精度控制，精度控制单元确定后就可以进行连接耳板、安装固定撑杆的工作，完成以后就可以进行拉索机构系统的安装定位调整，这其中要进行拉索的预张拉，还要对整个机构的定位进行准确调整，以便确保安装精度，这是整个工程中最重要的工作。

随后就可以对驳接系统进行安装调整，接着就是玻璃安装，打胶收口和最后的整理清洁工作，这些完成后就可以进行工程的交验了。

下文将详细对这些流程进行介绍：4.1 测量放线由于受到各种外界因素的影响，现实中土建结构的实际尺寸与理想的设计尺寸经常存在一定的偏差，所以必须要在幕墙安装之前对土建结构进行实地测量，将测量的数据作为安装幕墙和玻璃实际分块尺寸的依据。

测量放线的关键是幕墙的分格和标高。

首先根据图纸对结构进行水平和垂直测量，以便确定幕墙施工控制线。

然后依据板块布置图作好控制钢线，得出板块分割线。

最后，调整实际放线与设计图之间的误差以保证加工制作出的符合实际需要的幕墙。

4.2 尺寸精度控制单元的确定预应力索桁架的尺寸安装精度要求较高，这是因为幕墙玻璃是通过驳接系统穿过边缘的4个孔与索桁架固定到一起，因此索桁架上的每个支撑定位点的误差要保证控制在±5mm以内。

每个支撑点，水平和竖向尺寸精度误差控制在±3mm以内，对角线误差控制在±5mm以内。

4.3 耳座、驳接座的焊接焊接前要对误差进行调整保证空间的精确定位。

耳座、驳接座都是整个支承结构的主要受力部位，所以焊接质量要严格控制以满足设计要求。

另外，焊接完成后要对焊缝进行检测以达到施工要求，还要注意到焊接的后处理。

4.4 拉索结构系统的安装为了消除拉索受初始拉力时的非弹性变形，在下料前必须要对拉索进行预张拉处理。

首先安装垂直承重索，并将预应力值一次施加到位，然后安装受力索，要保证前后受力索在一端同时张拉，主要分以下几步进行：（1）按总预拉力值的20%进行第一级张拉。

（2）空间定位后按总预应力值的80%进行二级张拉，然后保持拉力48h并且粗调悬空杆的位置，最后再调整定位尺寸。

（3）测量内力稳定后的桁架内力损失，根据这个数值去进行超张拉，并保持12h。

（4）超张拉内力稳定后再将内力放松至100% 的预拉力，只有确保每一榀索桁架的内力都已经满足预张拉值后，才可以将节点和垂直承重索连接锁紧。

预张拉完成后再进行拉索下料和压套组装，一般要求比先前设计长度多出1～3mm。

压套组装完毕，进行横、竖向拉索与悬空杆的安装及调整，一般施工时都是按照先上后下，先竖后横的安装原则。

首先安装竖向拉索，然后逐层将竖向拉索、悬空杆初步调整到位，最后连接横向拉索，待整个结构组装完成后，按尺寸控制单元和以下调整方法精确调整索结构形状、悬空杆、索中预应力。

（1）调整悬空杆。

依次核准悬空杆的中心位置以保证所有的悬空杆前端与玻璃平面的一致性。

（2）调整索结构形状和预应力值。

如果索结构形状不到位就会严重影响到下道工序的施工，所以要对索结构进行以形状为主、应力为辅的张拉控制措施，当然这还要保证索力的误差控制在结构安全度范围之内。

对索的长短及预应力通过拉索的端头锚固处的调节螺栓进行调节，所以一般采用反复张拉、逐步到位的施工工艺对预应力施工进行控制，即用扭力扳手对索结构形状进行3～4次反复的微调，就可得到满足设计要求的形状和预应力控制值。

（3）检测索桁架。

要对经历过预张拉后的索桁，按照尺寸控制精度单元进行进一步的精度检测，以保证安装节点的精度满足要求。

同时，还要使用扭力扳手对索内预拉力值进行100%检测，并进行登记备案。

4.5 驳接系统的安装由驳接座、驳接爪、驳接头构成得驳接系统是整个点支式玻璃幕墙安装的核心部件，它决定着玻璃安装定位和幕墙变形补偿等一系列的功能，下面将对驳接爪安装、调整以及驳接头安装进行详细分析。

（1）安装驳接爪。

安装时，应将驳接爪与驳接座的连接螺杆拧紧，有时需要加长的连接螺杆来调整驳接爪的空间位置，以确保吃紧驳接座，这能有效的防止驳接爪安装和使用过程中发生松动、坠落。

（2）调整驳接爪。

索结构安装节点空间位置受各种因素的影响会导致误差存在，所以在驳接爪初步安装就位后，需要仔细检查每个控制单元和玻璃的定位尺寸，利用全方位拉细钢丝对每个驳接点进行偏差检查，同时还要校正每个驳接爪的定位尺寸，以保证驳接爪的各项安装偏差都能够满足技术规程要求。

（3）安装驳接头。

驳接头和玻璃是同时进行安装的。

首先将透明胶涂布在玻璃孔周边和驳接头胶垫上，然后将驳接头安装在玻璃孔上并保证锁紧，等到璃安装到位后再连接驳接头的尾部与驳接爪并锁紧。

要保证驳接头各部件之间紧密黏贴，保持面接触，同时锁紧力度不要用力过大，以免造成玻璃的早期破坏。

在安装过程中如发现驳接头安装长度不足，应及时更换加长的驳接头。

4.6 玻璃安装与注胶安装玻璃前先主动检查一下驳接爪孔位的标高、分格尺寸是否满足初期的设计要求，相邻驳接爪的平面误差是否再驳接头的可调节范围之内，发现较大的偏差要及时处理。

安装玻璃时，应预先将驳接头与玻璃在安装平台上装配好，然后调整玻璃各个角的平面度，要保证玻璃水平偏差满足设计标准后才可以加螺母固定。

为保证注胶效果，在注胶前要用二甲苯清洗玻璃缝处的污渍，待风干后再用设计规定牌号硅酮胶进行注胶；为了保证胶缝嵌填密实，注胶时最好采用双人里外同步、匀速按照同样的次序和方法进行注胶。

注胶完成后进行刮胶，这一过程中如果发现局部打胶缺陷，要先切除清理干净以后再进行补胶。

整个幕墙安装完成后，用中性清洁剂采用自上而下的方法清洗幕墙及外露件。

清洗之前一定要确保中性清洁剂对不锈钢爪和玻璃没用腐蚀作用。

5 总结综上所述，预应力索桁架点支式弧形玻璃幕墙的建筑内外结构轻颖，通透性好，技术含量高，是当今应用最多的新型幕墙结构形式。

但是对它的受力分析比较复杂，工艺要求也比较高。

因此必须针对这些特点和难点，制订并执行严格的技术控制措施，才能确保工程正常进行，同时大胆创新，仔细研究，才能获得良好效果。

笔者相信随着科技的发展，这种结构形式会越来越多的应用在各种场合。

参考文献[1] 王德勤，王再庭.预应力索桁架点支式弧形玻璃幕墙设计与施工[j].施工技术，2010（7）.[2] 霍剑峰.预应力索桁架点支式弧形玻璃幕墙设计与施工技术[j].建材与装饰，2008（3）.[3] 宋晗，郭锐，田超，等.点支式玻璃幕墙施工技术[j].陕西建筑，2011（12）：138.[4] 叶辉恒.预应力索桁架点支式弧形玻璃幕墙施工技术探讨[j].广东建材，2008（8）.[5] 刘军进，吕志涛.预应力索桁架在玻璃幕墙支承体系中的应用[j].建筑结构，2011（6）.[6] 刘军进，陈新杰，孙永新.点式玻璃幕墙预应力索桁架结构设计的几个概念[j].工业建筑，2009（7）.[7] 罗棉东.预应力索桁架点支式弧形玻璃幕墙施工技术[j].广西工学院学报，2011（6）.[8] 孙晓阳.灵山胜境梵宫建筑室内超高、超大、异形扣件式钢管脚手架搭设施工技术[j].江苏建筑，2011（01）.[9] 马赢，石永久，王元清.点支式中空玻璃板承载性能的有限差分法分析[j].清华大学学报（自然科学版），2009（03）. [10] 叶柏龙，李志强，喻爱南，杨立军.玻璃幕墙索桁架支承体系工作状态设计[j].湖南理工学院学报（自然科学版）， 2009（04）（编辑：张慧）。