由于整個屋面均為雙向曲面,各工序穿插施工,振動較大,頂面不宜架設儀器,為了提高施工質量和速度及防止人工拉線定位產生較大偏差,我們用0.3㎜厚寬的鐵皮,制作了寬400㎜長30米的幾塊T碼放樣板,只要把它展平鋪在安裝好的鍍鋅底板上,靠在T碼基準線上即可畫出在任何曲面上間距都是400㎜的T碼線,這既保證了安裝精度又成倍提高了施工速度。
2.5 弧形鋁檁條定位測量
本工程建筑造形外表面為一個三維空間雙曲面,鄂爾多斯博物館建筑的整體外形是由多個不規則的雙曲面體形有機順滑的集合成一個不規則的異型體,屋面形狀復雜。殼體變化大,各部分雙曲面的曲率半徑相差極大,而屋面要求外掛裝飾鋁板,這種類似的建筑在國內極為少見。
由于其體型和功能的要求,對金屬屋面來說,其設計與施工的難度很大,必須結合實際工程情況采取特殊的、能夠適應本項工程的結構,節點設計和施工工藝方案才能順利完成本項工程。主要體現在:一般情況下,對于一條弧線,用直線段擬合時,弧線曲率半徑與直線段長度相差越小時,擬合誤差較大,反之擬合誤差較小。對于本工程,曲率半徑變化較小的部位,由于裝飾鋁板分片與曲率半徑相差很大,平鋪即可滿足要求;曲率半徑變化較大的部位,由于不同部位母線長度相差較大,裝飾板標準分片與曲率半徑相差較小,擬合形狀誤差很大, 因而要求裝飾鋁板的分片和
連接件能適應屋面的變化,這就造成分片較多,且每一塊大小、尺寸、形狀均不一樣。見圖2.5.1

在屋面防水板安裝結束后,利用防水面板的高直立邊肋作為面層鋁合金裝飾板的支撐端,并采用弧形鋁合金管作為面層裝飾板的過渡性連接支承檁條。弧形鋁合金管的布設位置是按裝飾板(帶)的布置曲線來確定的(按
板帶的中心線布設弧形鋁合金管)。當弧形鋁合金管按設計要求安裝到位后,利用專用的連接夾緊件,再將在工廠里制作成型的裝
飾面板連接在鋁合金支撐管上并調整到位。見圖2.5.2.
頂面裝飾鋁板呈不規則圓圈狀,立面呈不規則起伏狀,(見圖2.5.3;圖2.5.4所示),這就要求鋁管檁條的定位必須準確,才能達到設計效果,否則,將出現角對不齊、縫不均勻、線形不平滑的怪形狀。為此,頂面和立面分別進行測量定位。
為了準確控制好鋁管檁條的位置,需要做大量的內業工作,以頂面裝飾鋁板中心板的中心為圓心,以間隔5°平分360°整圓,得到72條輻線,并把72條輻線延長至地面控制網DD1~DD8的連線上得交點A1~A72,(如圖2.5.5所示)。頂面就在圓心上架設儀器進行全部鋁管檁條的定位測量,立面就在交點(A1~A72)上分加架設儀器進行立面鋁管檁條的定位測量。

在北面塔樓頂層樓面上,利用百頁或天窗位置,把控制點導至屋頂面(鋁鎂錳防水板上),測出圓心點。用方通和厚林板在屋頂面制作2個測量平臺,把其中一個測量平臺抬至圓心上,并架設儀器,對視好要放樣的輻線后水平制動,根據所計算的鋁管檁條中心線至圓心的距離,即可放出鋁管檁條定位點,依此類推,完成所有頂面鋁管檁條的定位測量。
在輻線與外圍控制網的交點(A1~A72)上架設儀器,對視好圓心后水平制動,根據所計算的鋁管檁條中心線高程,即可放出立面鋁管檁條定位點,依此類推,完成所有立面鋁管檁條的定位測量。見圖2.5.6
2.6 其它構造定位測量
本金屬屋面工程頂面有屋面天窗、百頁、
排水溝,立面有入口和造型構造,這些構造若按理論模型進行構造設計,將產生一定的偏差,使得構造外形達不到設計效果,甚至有些節點無法落在網殼結構桿件上。所以,我們對所有這些構造位置的網殼結構節點進行三維坐標實測,并把此測量數據反饋給設計工程師,設計工程師根據實測坐標進行相應構造的細化設計,這就既能保證達到設計的外形效果,也不致出現構造節點落空和與其它工序結構錯位打架的現象。
3 施工過程中對主體支撐結構變形量控制和監測
鄂爾多斯博物館金屬屋面支承部分為鋼結構網殼結構,屋面天窗作為采光、通風、排煙等功能,既能起到美化造型,又能把各種功能集于一處。如若室內面積較大,屋面天窗面積就受采光、通風、排煙等諸多因素的制約,結構變形更是讓人頭痛。
鄂爾多斯博物館東北側和西南側各有一個大面積天窗,東北側的是大堂天窗,西南側的是辦公區天窗,見圖3所示。我們對這兩個天窗在安裝玻璃前后,進行了變形測量,在此把它整理出來,通過實例給各位同行提供一個參考。

3.1 網殼結構
網殼是一種與
平板網架類似的空間桿系結構,系以桿件為基礎,按一定規律組成網格,按
殼體結構布置的空間構架,它兼具桿系和殼體的性質。其傳力特點主要是通過殼內兩個方向的拉力、壓力或剪力逐點傳力。此結構是一種國內外頗受關注、有廣闊發展前景的空間結構。網殼結構又包括單層網殼結構、
預應力網殼結構、板錐網殼結構、肋環型索承網殼結構、單層叉筒網殼結構等,國內自80年代中期以來,網殼結構發展異常迅速,其
穩定性問題遂成為研究熱點領域之一。本工程中,網殼結構所用材料為Q345B,桿件規格為φ159×8 、φ168×8,局部加強用φ168×10或φ180×12,節點絕大部分呈“ 水”字形,如圖3.1。

3.2天窗結構
天窗的結構固定于網結構上,采用160×80×6、120×80×4方通作
桁架,玻璃規格為12+12A+8+1.52
PVB+8鋼化
中空LOW-E
夾膠玻璃,在桁架安裝完畢且未安裝玻璃,就對其上弦標記點使用免陵鏡全站儀進行三維坐標測量;玻璃安裝后未
打膠前再次對標記點進行測量,通過兩次測量,就能計算出變形數據,如圖3.2.2向所示。

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