超高金属质感雕塑施工工法的制作方法

本发明涉及雕塑施工技术领域，尤其涉及一种超高金属质感雕塑施工工法。

背景技术：

金属雕塑在环境设计领域有着丰富内容，涉及造型，色彩等诸多因素并随着时代发展而不断充实其内涵。金属雕塑在环境艺术设计的目的并不是雕塑本身，而是通过设汁，运用空间规划布置、造型控制、色彩变化等手段，营造一个富有艺术感染力和个性的环境，并通过这一环境有计划和有逻辑的将环境的意义展现给观众，并使观众感受到设计者传达出的思想内涵。

随着时代的进步，社会的发展，金属雕塑受到人们的普遍关注，它已成为一个城市、一个区域的时代精神的体现和文化发展的特殊标志。金属雕塑对于城市环境的风貌、个性的识别与张扬起着重要作用，承载着审美、实用、文化传承的作用。

长影海南生态文化产业园项目中国区工程的南、北塔尖采用金属质感雕塑，其中北塔安装高度从104至156米，南塔安装高度从104至132米，均需采用1600吨吊车进行吊装施工，施工难度高，而且国内没有成功的施工经验和成熟的施工技术可以借鉴，因此我们提出了超高金属质感雕塑施工工法，用来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在施工难度高，而且国内没有成功的施工经验和成熟的施工技术可以借鉴的缺点，而提出的超高金属质感雕塑施工工法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

超高金属质感雕塑施工工法，包括以下步骤：

s1：施工准备：包括技术准备、材料设备准备、人员准备；

s2：模型制作：具体为泥稿，定稿，翻制；

s3：骨架制作：具体为放样，焊接；

s4：雕塑锻造：具体为号料，成型，矫正；

s5：雕塑组装：具体为组装，打磨，防腐处理，验收；

s6：雕塑吊装：利用bim技术模拟吊装过程，利用1600吨大型履带吊将成品金属雕塑安装在主体结构基座上，构成建筑整体的一部分；

s7：节点处理：包括防水处理和防雷处理。

优选的，所述s1中，技术部门认真研究业主提供的施工技术文件，并邀请设计院对工厂进行设计技术交底，经技术部门消化理解后，编制雕塑锻造工艺方案、雕塑验收要求、完成施工图转换、焊接工艺评定、火焰切割工艺评定、涂装工艺评定、工艺文件编制、工装设计和质量计划编制技术准备工作，在制作前，先进行设计图纸的自审和互审工作，并按工艺规程做好各道工序的工艺准备工作。

优选的，所述s1中，雕塑安装操作平台脚手架搭设必须牢固、可靠、外脚手架四周按照安全规定设置安全网，电焊机、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条烘箱、焊条保温桶、钢丝刷、石棉布、测温计设备经过检查，使用正常，组织专业人员对工厂金属锻造材料、设备进行检查，留存影像资料，并报监理、业主，制造所需的材料、机具和工艺装备符合工艺规程的规定，所用钢材应按图纸设计要求使用，并有质量证明书，相应的材质报告，且符合设计要求及现行国家标准的规定，连接材料、焊条材料均有质量证明书或符合设计要求，碰伤或混批的高强螺栓不得使用，制作、安装、检查、验收所用钢尺精度一致，经法定计量检测部门检定取得证明。

优选的，所述s1中，为达到优良的制造质量，使业主、设计满意，对参加本工程雕塑工程的管理人员、技术人员和焊工进行上岗前全员技术培训和质量意识教育、技术交底和应知应会教育，对于主要工种，如焊工、涂装工、组装工、划线工、检查工进行特殊培训和考试，实行持证上岗制度，其中，电焊工按焊接方法、焊接位置分别进行考试，合格者发给相应范围的合格证书，不得超越证书范围作业。

优选的，所述s2中，先根据设计图纸和设计意图进行1：1的模型制作，模型制作第一步先进行泥稿制作，泥稿制作完成后，并会同设计师和招标单位进行修改和定稿，定稿后，将泥稿翻制成模型，按要求按照模型进行用1.2不锈钢锻造，之后进行焊接组装。

优选的，所述s3中，放样是根据设计院提供的施工详图和模型以及在制作过程中实际情况，以1:1的比例在样板台上绘出实样，求取实长，根据实长制成样板，放样须使用经过计量检定的钢尺，并将标定的偏差值计入测量尺寸，尺寸划法须先量全长后分尺寸，不得分段计量相加，避免偏差积累，放样和样板是号料的基础，其允许偏差须符合两对角线长度差允许偏差1.0mm，长度允许偏差±1.0mm，两最外排孔中心，线距离允许偏差±1.0mm，同组内相邻两孔中心线距离允许偏差±0.5mm，相邻两组端孔间中心线距离允许偏差±1.0mm。

优选的，所述s3中，焊接金属应与基本金属相适应，焊接采用氩弧焊，钢与不锈钢之间焊接材料采用不锈钢焊条，成型不锈钢板整体组装后需进行整体的焊接，当焊接两种不同厚度的板材时，可采用与低强度板材相适应的焊接材料，焊缝的布置应对称焊缝中心，并使焊缝截面的重心与板材的重心重合，避免在一处集中大量焊缝，焊缝的焊脚尺寸不得小于1.5t，但对自动焊，最小焊角尺寸可减小1㎜，对t型连接的单面角焊缝，应增加1㎜，当焊件厚度等于或小于4㎜时，则最小焊角尺寸应与焊件厚度相同，角焊缝的缝脚尺寸，除钢管结构外，不宜大于较薄构件厚度的1.2倍，角焊缝的两焊缝脚尺寸应相等，当焊件厚度相差较大且焊脚尺寸不能符合以上规定时，可采用不等角尺寸，但应符合有关规定。

优选的，所述s4中，号料时将模型进行分割，以此为依据，在材料上划出实样并打上各种加工记号，号料应使用经过检查合格的不锈钢板，避免直接用钢尺所造成的过大偏差或因看错尺寸而引起的不必要损失，锻造时根据号料的尺寸，进行局部锻造成型，号料过程中发现原料有质量问题，则要另行调换或和技术部门及时联系，当材料有较大幅度弯曲而影响号料质量时，可先矫正平直，再号料，在制作过程中，烘烤钢板要达到温度，加热的温度是个经验值，边加热边敲打，恢复变形，因不锈钢板不是受力构件，因考虑每一片的自身焊缝牢固，因此加热时对温度没有具体要求，边加热边修正，恢复变形为宜，以便可以保证敲打锤拓，如有原材料变形因气割、剪切变形、焊接变形的，影响浮雕的制作及安装质量，须采用机械或火焰矫正，矫正后的板材表面不应有明显的凹痕和损伤，表面划痕深度不得大于0.5mm。

优选的，所述s5中，组装时，须先组装按照内部钢架和玻璃钢内村，依托模型进行组装，保证不变形，不走样，板材表面经过焊接须进行打磨处理，使其接触外表面平顺、流畅，达到高度的艺术水准，不锈钢板表面应打磨光滑，不锈钢板处理好的磨擦面，不得有飞边、毛刺、焊疤或污损，应注意浮雕整体表面的保护，防止在运输、装卸、堆放、二次搬运、翻吊时连接板的变形，安装前，应处理好被污染的连接面表面，防腐防锈、油漆处理主要涉及的油漆有氟碳漆、环氧富锌漆，主要使用部位有龙骨的环氧富锌漆，外表面的金色氟碳漆饰面，浮雕表面在吊装之前应进行防腐防锈处理，达到钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂附着物，可以显示均匀的金属光泽等级达到sa2级标准，为了保证隐蔽部位的质量，应经质检人员检查认可，签发隐蔽部位验收记录，方可封闭焊接，组装出整体后，必须由艺术监督部门进行全面检查，经合格认可后方可进行继续组装。

优选的，所述s7中，防水处理：雕塑吊装完毕后对结构埋件处做防水处理，防雷处理：采用12圆钢与主体结构防雷钢筋相连。

本发明中，所述超高金属质感雕塑施工工法的有益效果是：

1、工程使用的金属雕塑表现出金属的自然状态和加工的质感变化，形成强烈的视觉冲击，同时让人们感受到材质美；

2、采用的304不锈钢易于锻打，容易造型，且不锈钢表面光滑，造型好看，线条顺滑；

3、雕塑骨架采用焊接易于控制造型，且使用热镀锌材料能满足热带特殊气候耐久性要求；

4、塔尖雕塑采用1600吨大型履带吊整体吊装，减少高空作业安全隐患，施工工期易于保证；

5、金属雕塑大部分造型构件工厂内加工，构件施工质量易于控制；

6、利用bim技术对金属雕塑模型进行模拟施工，可确定吊装作业时间，保证各项工序穿插，合理节省工期；

本发明的雕塑模型及雕塑均采用场内加工，采用工厂化生产，进度可控，质量可控，利用bim技术模拟吊装过程，可合理确定塔尖雕塑安装、外墙施工及屋面作业穿插工序，有效减少不合理工序穿插造成的影响，间接缩短总体施工工期，减少高空作业安全隐患，降低施工难度，施工工期易于保证。

附图说明

图1为本发明提出的超高金属质感雕塑施工工法的工法流程框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1，超高金属质感雕塑施工工法，包括以下步骤：

s1：施工准备：雕塑安装操作平台脚手架搭设必须牢固、可靠、外脚手架四周按照安全规定设置安全网，电焊机、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条烘箱、焊条保温桶、钢丝刷、石棉布、测温计设备经过检查，使用正常，组织专业人员对工厂金属锻造材料、设备进行检查，留存影像资料，并报监理、业主，制造所需的材料、机具和工艺装备符合工艺规程的规定，所用钢材应按图纸设计要求使用，并有质量证明书，相应的材质报告，且符合设计要求及现行国家标准的规定，连接材料、焊条材料均有质量证明书或符合设计要求，碰伤或混批的高强螺栓不得使用，制作、安装、检查、验收所用钢尺精度一致，经法定计量检测部门检定取得证明，为达到优良的制造质量，使业主、设计满意，对参加本工程雕塑工程的管理人员、技术人员和焊工进行上岗前全员技术培训和质量意识教育、技术交底和应知应会教育，对于主要工种，如焊工、涂装工、组装工、划线工、检查工进行特殊培训和考试，实行持证上岗制度，其中，电焊工按焊接方法、焊接位置分别进行考试，合格者发给相应范围的合格证书，不得超越证书范围作业；

s2：模型制作：先根据设计图纸和设计意图进行1：1的模型制作，模型制作第一步先进行泥稿制作，泥稿制作完成后，并会同设计师和招标单位进行修改和定稿，定稿后，将泥稿翻制成模型，按要求按照模型进行用1.2不锈钢锻造，之后进行焊接组装，玻璃钢模型的翻制环节要在翻制过程中控制稀释的比例，做到操作工艺严谨、合理，使翻制玻璃钢模型温度均匀，收缩系数控制在1％内，确保翻制成型的模型硬度大，且无变形现象，为确保模型的准确性，整个过程由雕塑家亲自监理完成；

s3：骨架制作：放样是根据设计院提供的施工详图和模型以及在制作过程中实际情况，以1:1的比例在样板台上绘出实样，求取实长，根据实长制成样板，放样须使用经过计量检定的钢尺，并将标定的偏差值计入测量尺寸，尺寸划法须先量全长后分尺寸，不得分段计量相加，避免偏差积累，放样和样板是号料的基础，其允许偏差须符合两对角线长度差允许偏差1.0mm，长度允许偏差±1.0mm，两最外排孔中心，线距离允许偏差±1.0mm，同组内相邻两孔中心线距离允许偏差±0.5mm，相邻两组端孔间中心线距离允许偏差±1.0mm，焊接金属应与基本金属相适应，焊接采用氩弧焊，钢与不锈钢之间焊接材料采用不锈钢焊条，成型不锈钢板整体组装后需进行整体的焊接，当焊接两种不同厚度的板材时，可采用与低强度板材相适应的焊接材料，焊接结构是否需要采用焊前预热或焊后热处理等特殊措施，应根据材质、焊接厚度、焊接工艺、焊接时天气情况等因素来决定，焊缝的布置应对称焊缝中心，并使焊缝截面的重心与板材的重心重合，避免在一处集中大量焊缝，焊缝的焊脚尺寸不得小于1.5t，(t指较厚焊件的厚度(㎜))，但对自动焊，最小焊角尺寸可减小1㎜，对t型连接的单面角焊缝，应增加1㎜，当焊件厚度等于或小于4㎜时，则最小焊角尺寸应与焊件厚度相同，角焊缝的缝脚尺寸，除钢管结构外，不宜大于较薄构件厚度的1.2倍，角焊缝的两焊缝脚尺寸应相等，当焊件厚度相差较大且焊脚尺寸不能符合以上规定时，可采用不等角尺寸，不等角尺寸指焊缝两条边焊接的构件厚度不一样时，可以采用焊缝高度不一样高，但对薄的一侧焊缝应满足构造规定；

s4：雕塑锻造：号料时将模型进行分割，以此为依据，在材料上划出实样并打上各种加工记号，号料应使用经过检查合格的不锈钢板，避免直接用钢尺所造成的过大偏差或因看错尺寸而引起的不必要损失，锻造时根据号料的尺寸，进行局部锻造成型，号料过程中发现原料有质量问题，则要另行调换或和技术部门及时联系，当材料有较大幅度弯曲而影响号料质量时，可先矫正平直，再号料，在制作过程中，烘烤钢板要达到一定温度，加热的温度是个经验值，边加热边敲打，恢复变形，因不锈钢板不是受力构件，因考虑每一片的自身焊缝牢固，因此加热时对温度没有具体要求，边加热边修正，恢复变形为宜，以便可以保证敲打锤拓，如有原材料变形因气割、剪切变形、焊接变形的，影响浮雕的制作及安装质量，须采用机械或火焰矫正，矫正后的板材表面不应有明显的凹痕和损伤，表面划痕深度不得大于0.5mm；

s5：雕塑组装：组装时，须先组装按照内部钢架和玻璃钢内村，依托模型进行组装，保证不变形，不走样，板材表面经过焊接须进行打磨处理，使其接触外表面平顺、流畅，达到高度的艺术水准，不锈钢板表面应打磨光滑，不锈钢板处理好的磨擦面，不得有飞边、毛刺、焊疤或污损，应注意浮雕整体表面的保护，防止在运输、装卸、堆放、二次搬运、翻吊时连接板的变形，安装前，应处理好被污染的连接面表面，防腐防锈、油漆处理主要涉及的油漆有氟碳漆、环氧富锌漆，主要使用部位有龙骨的环氧富锌漆，外表面的金色氟碳漆饰面，浮雕表面在吊装之前应进行防腐防锈处理，达到钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂附着物，可以显示均匀的金属光泽等级达到sa2级标准，为了保证隐蔽部位的质量，应经质检人员检查认可，签发隐蔽部位验收记录，方可封闭焊接，组装出整体后，必须由艺术监督部门进行全面检查，经合格认可后方可进行继续组装；

s6：雕塑吊装：利用bim技术模拟吊装过程，利用1600吨大型履带吊将成品金属雕塑安装在主体结构基座上，构成建筑整体的一部分；

s7：节点处理：防水处理：雕塑吊装完毕后对结构埋件处做防水处理，防雷处理：采用12圆钢与主体结构防雷钢筋相连。

本发明中，(1)吊装机械选择：

①工况选择：scc16000/1600t履带式起重机ljd(b)90+90m；(带超起配重)

②跨距：75m；

③额定起重量：76t；

④吊物重量：40t；

⑤吊索具重量：9t；

⑥吊装总重：49t；

⑦负荷率：64.5％；

⑧未上路基板地压：36.1t/m²；

⑨路基板均载地压：20.3t/m²。

(2)最高点立柱吊装

吊点对吊机高度要求：156米(塔高)+2.0米(钩长)+3米(限位高度)+3米(吊装钢丝绳长度)+1米(就为高度)＝165米

①工况选择：scc16000/1600t履带式起重机ljd(b)90+90m；

②跨距：61m；

③额定起重量：50.1t；

④吊物重量：3t；

⑤吊索具重量：9t；

⑥吊装总重：12t；

⑦负荷率：24.0t；

⑧未上路基板地压：31.7t/m²；

⑨路基板均载地压：17.8t/m²。

(3)金属雕塑分段吊装

本发明中，焊缝外观质量要求如下表：

本发明中，焊缝外观质量要求如下表：

本发明中，效益分析：

1、社会效益：利用金属材料自身的延展性能，灵活发挥艺术创作的能力，使其板材出现特有的肌理效果，从而增添手工锤制的淳朴感，产生厚重的美感，实现最终建成的效果与方案中标时效果相一致的目标。超高金属雕塑成为了长影产业园区的特色，提高了长影产业园区和建设单位在海南省的影响力，社会效益明显。

2、经济效益：厂内加工，加快施工进度，雕塑模型及雕塑均采用场内加工，采用工厂化生产，进度可控，总工期节约2个月，间接节约成本50万元，厂内加工，质量可控，雕塑模型及雕塑均采用场内加工，采用工厂化生产，质量可控，同时减少后期维护费用，间接节约后期维护费用10万元，bim施工模拟，合理穿插，利用bim技术模拟吊装过程，可合理确定塔尖雕塑安装、外墙施工及屋面作业穿插工序，有效减少不合理工序穿插造成的影响，间接缩短总体施工工期，节省间接管理费用25万元。

3、技术效益：采用不锈钢材料做金属雕塑，需应用模型放样技术进行泥稿制作、定稿，泥稿制作技术极大的加快了建设、设计单位对模型的认可速度，为公司提供了技术积累，同时促进了当地建筑行业发展，工程使用的1600吨大型履带吊在海南省为首次使用，给当地大型履带吊在地基处理、运输、组装等方面应用积累了经验，使用1600吨履带吊进行塔尖超高金属雕塑吊装，吊装高度高，施工水平高，为后续类似工程提供了技术参考，促进公司在当地建筑行业的技术领先。

4、节能效益：金属雕塑构件工厂内生产和组装，相比现场作业方式，能耗低，节约材料，塔尖使用的金属材料，可回收利用，符合“低碳环保”的要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。