精雕细琢，精益求精，打造地标性建筑
----江苏泗阳体育馆幕墙安装施工纪实

    一、安装设计要求
    江苏泗阳体育馆工程由比赛馆和训练馆两个馆组成。
    比赛馆建筑造型为球体结构。建筑竖剖面由左右对称的六段弧线构成平滑相接的多弧线段旋转曲面，形成六个半径球体结构，如图一所示。

图一  比赛馆建筑立面图

    图二  训练馆建筑立面图
    如图二所示，训练馆建筑造型为椭圆体结构。建筑竖剖面为左右对称的五段弧线构成平滑相接的多弧线段旋转曲面，形成五个半径椭圆球体结构。
    两馆均由铝镁锰合金直立锁边、金属屋面和双曲面中空LOW-E玻璃幕墙共同形成墙体和屋面外围护结构。
    幕墙面积共28000m2。
    体育馆及训练馆主体结构形式为框架结构。设计要求：环形砼水平梁、圆型砼柱、扁壳体型大跨度球形网架组成大空间、大跨度的结构主体。
    双曲面玻璃幕墙构造形式由弧形钢结构支撑、铝合金龙骨骨架、双曲面中空LOW-E玻璃面层三部分组成。
 
    二、安装施工纪实
    为了满足和定位体育馆幕墙的球形曲面造型，在弧形钢结构支撑体系制作时，对64根高度为12m的Φ219*10无缝钢管主立管，使用专用高频型材弯曲机进行弯弧（六个弧段组成）。在制作过程中，严格控制弯曲半径的理论尺寸与实际尺寸的误差和垂直度的偏差；半径误差控制在5mm以内，垂直度误差控制在4mm以内。在安装时，必须保证：钢管立管和预埋件焊接连接后，与理论球体半径的定型定位尺寸误差控制在8mm以内、垂直度误差控制在6mm以内。特别是两段弯弧钢管进行拼接时，确保连接平滑顺畅。为此，除了使用经纬仪和垂直度仪进行过程校核、偏差调校外，还要做一比一的现场实际六弧线连接段模型，严格控制弧度的实际误差。这是体育馆弧形曲面玻璃幕墙能够最终准确成型、满足建筑外形曲面球体造型要求的根本保证。
    训练馆Φ219*10无缝钢管主立柱高度为7m，每根由五段弧线组成，加工难度更大；而且训练馆是椭圆体，每根分格立柱弧段线上的弧度也不一样。
    为了严格精确的计算弧线段尺寸，经过现场研究，经过方案比对，我们决定采用三维模型技术。先在电脑上建模，然后将40根立柱弧线段从模型中一一提取，再转换到CAD中，将立柱分别编号，再发送加工单至厂家，要求厂家按加工单精确加工。在弯曲制作时，按照规定的误差进行测量控制，坚决杜绝超差；在现场安装时，按照比赛馆精度控制方法进行安装就位。采用70T汽车吊，进行垂直运输配合；并搭设专用施工脚手架，作为施工作业平台，进行组对焊接和转换就位；用测量仪器进行过程控制，并采用一比一的模型进行靠模比控。
    经过一系列科学化、程序化、规范化的监控作业，整体安装就位的立柱外弧线误差和垂直度误差均符合精度控制要求。
    立柱精确安装就位后，进行钢支撑横梁的安装。横梁采用Φ160*6钢管，两端与立柱焊接。与立柱连接处必须进行相贯线的放线。相贯线放线采用电脑三维模型的建模和提取，进行实际一比一放样、比样、切割、打磨、组对、焊接。打磨成型，焊缝连续饱满。成型好，无气孔、无夹渣、无咬边、无咬肉。
    弧形钢结构施工完毕后，进行铝合金龙骨的制作安装。用氟碳喷涂的方法对铝合金140系列隐框幕墙料进行表面处理。立柱尺寸为140*65*3，同样也需要弯曲加工成弧形。安装铝龙骨的精度控制与钢结构立柱的控制方法和标准完全相同，而且与钢构立柱的弧度也必须要保持一致。铝合金立柱与钢结构采用钢角码连接。铝合金立柱安装时不仅要上下垂直，同时也要保证每根材料的法线方向必须与球体圆心吻合一致。铝合金横梁尺寸为65*65*2，与立柱连接时，需要按照立柱角度进行倒角，以控制与立柱间的缝隙均匀一致。
    铝合金龙骨安装结束后，便是进行玻璃尺寸的下单。玻璃为6(LOW-E)+12A+6钢化中空玻璃，每块玻璃都需要按现场实际测量尺寸。将其四个边长及两个对角线长度量出后，进行电脑放样，如误差超过2mm，则需要重新到现场测量。同时还需要注意玻璃的弧度。因立柱有4个不同的弧度，所以每块玻璃的弧度也就有4个不同的数值，每个竖向分格高度上的玻璃弧度就不可能相同，因而玻璃的下料务必要精确。玻璃制作加工尺寸的准确度直接决定了玻璃放样钢化后成型弧面尺寸的精确度。只有每块玻璃都符合要求，整面玻璃幕墙的整体弧度和成型、以及胶缝的顺畅平滑才能得到充分的保证。
    进行玻璃加工的同时，还要对玻璃胶框的铝合金副框进行弯弧加工，且必须确保其与玻璃四边的弯弧度吻合一致。若不吻合、不叠合，玻璃胶框完成后，胶缝强度会大受影响；同时也无法保证其贴合固定安装到铝合金龙骨上。胶框时，采用双组份结构胶，放在打胶注胶车间进行粘框，注胶粘好后在恒温房中进行养护，待静置养护期满、胶缝固化强度达到安装要求后，方才运至现场作业点进行安装。如此操作，既确保了工程工期，又确保了安装质量符合幕墙施工规范和图纸设计要求。
 
    三、安装施工效果
    安装完成后的训练馆比赛馆幕墙，整体施工质量符合设计和规范要求。很好地满足了建筑师们的外观设计构想：玻璃幕墙与金属屋面交相辉映；同时又实现了建筑师们的造型设计意图：球体结构与椭圆体结构相映成趣。
    泗阳体育馆已经成为当地别具特色的不可多得的一座地标性建筑，充分彰显了现代建筑的现代技术和现代文明。

图三  比赛馆东立面摄影

（作者：江苏省建筑工程集团有限公司
泗阳体育馆游泳馆  项 目 部    冒志宏  茅庆勇
2013年7月15日）