异形建筑中特种耐候钢板拆除施工技术

　　摘要：目前国内对于既有公共建筑和历史保护性建筑的外立面保护性拆除施工方法和施工措施研究较少，且公共建筑和历史保护性建筑的造型奇异、结构复杂、施工难度大，故对于该类工程的施工，可借鉴的案例少、借鉴意义有限。为对既有公共建筑加固和改造技术进行研究，以某改造工程为依托，总结了其特种耐候钢板的拆除顺序、拆除方法、拆除后保护性措施的保护性拆除施工全过程，以期为相似工程提供参考依据。

　　关键词：异形建筑;耐候钢板;拆除

　　引言

　　钢结构建筑必须进行防火和防腐蚀的保护，耐火耐候钢能够提高钢材的高温强度和抗腐蚀性能。本文综述了国内外耐火耐候钢的发展、研究、应用情况，并且从经济对比的分析中展望了耐火耐候钢的发展前景。

　　1耐候钢的构造及性能

　　耐侯钢的概念在20世纪80年代由日本提出，又叫考顿钢，学名耐大气腐蚀钢，是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢，由普碳钢添加一定量的铜，以及磷、铬、镍、钛、钒等耐腐蚀元素制成。它既具有普通钢材的易延展、高强度、抗疲劳等特性，同时在抗腐蚀能力方面又能达到普通碳素钢的2倍～8倍。暴露在自然环境中，经与空气、雨水等作用，钢材表面会自动形成抗腐蚀的保护层，无需涂漆保护，材料的寿命在80年以上。

　　由于其优秀的性能，耐候钢的价格不菲。性能相近的耐候钢与普通钢材相比，耐候钢的价格要高出60%左右。只有集装箱、铁道车辆、石油井架、钻井平台这些使用环境恶劣、对钢材抗腐蚀性能要求高的结构物才会使用耐候钢。而对于普通建筑使用的钢筋混凝土，由于混凝土中埋藏的钢筋极少与氧气、水接触，故使用较少。

　　耐候钢一般在表面有一层透明无色亚光的封固保护，并保证封固层不改变钢板自身颜色和质感，封固漆与耐候密封胶能够相容。

　　2拆除顺序

　　经现场复核，多块GRC板老化严重，并存在裂缝、缺角等破损情况。为防止在GRC板拆除过程中，由于GRC板老化、破损等导致的板件脱钩，从而对未拆除的GRC板造成破坏，故应从下层至上层，分层拆除GRC板，且拆除的GRC板应直接缓慢地落于地面，而非采用汽车吊从上部吊出。为了实现该拆除顺序，需要先拆除顶层GRC板，并将自制的由卷扬机和辅助支架组成的拆除装置固定在承重钢结构的上弦杆上，从而实现对其余GRC板的保护性运送。综上，拆除顺序为：先拆除顶层GRC板，随后从下层至上层，分层拆除。

　　法国馆外立面的斜向交叉异形GRC板数量多、形状复杂，为保证GRC拆除并修复后，可顺利在原位安装，采用犀牛软件建立了法国馆的数字化模型，并对GRC板进行编号。现场保护性拆除施工时，每拆除一块GRC板，需对应数字模型对板块进行编号。

　　3激光扫描

　　建立既有建筑准确的三维模型对于既有建筑的加固、改造、修复是十分重要的，通过既有建筑的设计图纸建立既有建筑的模型，不仅工作量大，而且无法考虑既有建筑在使用过程中产生的变形、老化损坏等缺陷，导致模型与既有建筑不符。三维激光扫描技术是当前被认为能够准确建立既有建筑信息化模型的有效手段，同时，与传统建模方法相比，其由单点手动测量变为连续密集的自动数据采集，可提高建模效率。

　　使用FocusS350扫描仪对卢森堡馆外立面进行三维激光扫描，获取原始点云数据，并用FaroScene软件对点云进行处理，将处理后的数据导入3dsMAX软件，构建卢森堡馆的三维模型。随后，将3dsMAX创建好的模型经AutoCAD软件处理为线框模型，再讲线框明载入Revit中构建场馆的实体模型。在建立卢森堡馆的数字化模型后，需对模型的几何质量进行评价，以局部的扫描质量评价整体模型的几何质量。具体做法如下。

　　(1)将三维模型分解为基元点基元线及基元面。

　　(2)用随机抽样的方法，对其中一部分基元点、基元线及基元面的几何信息进行现场复核。

　　(3)若模型几何信息与现场复核信息无偏差，则模型精度较高，满足使用需求。若模型几何信息与现场复核信息偏差较大，则需重新扫描建模，并重新进行模型几何质量评价，直至模型精度满足需求。

　　4耐候钢板拆除

　　4.1设备盖板拆除

　　设备盖板通过螺栓与焊接在承重钢结构上的L形板件相连，L形板件通过焊接与承重钢结构连接。因此，为拆除设备盖板，只需拆除设备盖板与L形板的连接螺栓即可。然而，经现场探查，由于结构使用年限较久，且设备盖板长期暴露在自然环境中，设备盖板与L形板的连接螺为防止在拆卸螺栓或连接键的过程中，连接键受力不均衡或连接键受力集中导致螺栓无法拆卸或连接键损坏的情况，在GRC板拆卸前，需进行以下措施：

　　1)在GRC板上部两肢和交叉处的下方搭设共3根辅助钢管，辅助钢管与GRC板紧密贴合，并与内、外脚手架临时连接固定。在拆除GRC板与承重钢结构的连接后，GRC板的自重由辅助钢管承担，而非其余未拆除的连接承担，保证其余未拆除连接可顺利拆除施工;在拆除GRC板与承重钢结构的所有连接后，可由2名工人将GRC板沿辅助钢管挪离承重钢结构，并绑扎吊带，省工省力。

　　2)在拆除某一肢的一个螺栓或连接键后，沿顺时针或逆时针方向，拆除下一肢的一个连接键。不应一次性拆除斜向交叉异形GRC板某一肢的全部螺栓或连接键。

　　4.2拆除后保护性措施

　　由于耐候钢板在修复后会继续使用，故要严格保证耐候钢板在拆除后运输至堆场的过程中无磕碰，避免耐候钢板破损。现场采取的措施如下。

　　(1)采用毛毯等织物对耐候钢板进行包裹，以防在运送过程中的磕碰导致耐候钢板损坏。同时，将拆除后的耐候钢板临时集中堆放在堆场的自制钢架上。

　　(2)分批将堆场中的耐候钢板移至定制木架中，并采用玻璃绳将耐候钢板与定制木架固定，其中，玻璃绳与耐候钢板接触处应垫有织物，以避免在运输途中，由于玻璃绳和耐候钢板之间的错动导致的耐候钢板损坏。

　　4.3GRC板保护性运送

　　由于GRC板在修复后会继续使用，故要严格保证GRC板在拆除后运输至堆场的过程中无磕碰，避免GRC板破损。现场采取的措施如下：

　　1)在断开GRC板与承重钢结构的连接后，由2名工人拖住GRC板，并将GRC板沿辅助钢管方向缓慢向外移动，直至GRC板与承重钢结构完全脱开。

　　2)采用毛毯等织物对GRC板进行包裹，以防在运送过程中的磕碰导致GRC板破损;绑扎吊带，绑扎时需在吊带与GRC板两肢接触处添加L形钢板，将GRC板承受的集中力变为均布力，防止GRC板被压坏，同时，防止吊带被GRC板磨坏。

　　3)对于顶层GRC板，直接采用汽车吊缓慢地将其运送至地面;对于其余GRC板，采用自制外立面拆除装置将其从承重钢结构和留有足够空隙的双排脚手架之间缓慢地送至地面。

　　结语

　　今后，艺术元素丰富的建筑还会越来越多，无论从使用上还是美观上耐候钢作为新兴材料将会越来越广泛的被运用。这就需要我们要在工艺、材料、技术不断革新的今天，不断的提高自己的知识技术水平，及时总结工程中新工艺、材料、技术。像耐候钢这样高附加值的结构、装饰一体化的多能材料，我们还要让它走向世界。