超大型雙曲面鋁條板吊頂在某機(jī)場航站樓的應(yīng)用.doc

1、超大型雙曲面鋁條板吊頂在某機(jī)場航站樓的應(yīng)用深圳市深裝總裝飾股份有限公司梅啟旺摘要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展， 我國近幾年來興建了許多如航站機(jī)、會展中心等大型建筑。大空間建筑天花吊頂設(shè)計(jì)及施工都面臨著很大的挑戰(zhàn)，大部分都是采用大曲面網(wǎng)架的屋面結(jié)構(gòu)形式，下弦的吊頂技術(shù)也得到不斷提升及創(chuàng)新。本文根據(jù)工程案例，對大型雙曲面鋁條板吊頂?shù)陌惭b施工進(jìn)行探索。關(guān)鍵詞 :航站樓；雙曲面；天花吊頂；難點(diǎn)及特征一、 工程概況某機(jī)場航站樓主屋面采用大型鋼網(wǎng)架，覆蓋航站樓全部室內(nèi)空間，天2花吊頂總面積約 14 萬 m，見圖 1。金屬條形板應(yīng)用半開放形式，方向?yàn)槟媳狈较?，貫穿最長為 700m。同時(shí)采用網(wǎng)架協(xié)調(diào)的三角形安裝

2、單元（金屬條板及后部支撐框架組成）方式，每個(gè)單元之間轉(zhuǎn)接件相連并與主體結(jié)構(gòu)相連。圖1平面圖二、吊頂特征與難點(diǎn)（一）大型空間的曲面網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在進(jìn)行吊頂安裝施工時(shí)存在網(wǎng)架變形較大及球節(jié)點(diǎn)有施工誤差、結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜、測量定位難等特征。應(yīng)用三角形單元布置在下弦吊頂，可以適應(yīng)雙曲面的空間變化，通過六角法蘭將骨架單元與網(wǎng)架球節(jié)點(diǎn)連接并消除球節(jié)點(diǎn)位置不準(zhǔn)所造成的施工誤差，當(dāng)然也可以同時(shí)滿足三角形龍骨單元隨著雙曲面空間變化。天花吊頂施工前需要先對網(wǎng)架球節(jié)點(diǎn)認(rèn)真測量， 分段或分區(qū)域找好龍骨吊桿的固定位置，讓主龍骨所組成的三角形吊頂單元與屋面網(wǎng)架一致，同時(shí)盡可能地減少規(guī)格型號以利于施工。（二）本工程吊頂為雙曲面，規(guī)模

3、及氣勢較大，在施工方面體現(xiàn)出了施工工藝先進(jìn)、速度快、精度高、工作效率高、質(zhì)量容易保證等特征，充分體現(xiàn)了新材料、新技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。三、吊頂系統(tǒng)施工組織設(shè)計(jì)總體吊頂設(shè)計(jì)思路：主屋面吊頂由加工廠預(yù)制三角形單元板塊，連接構(gòu)件與網(wǎng)架球點(diǎn)固定好單元框架，在連接上可以三維調(diào)節(jié)，比較適用于本大型項(xiàng)目不同固定條件。龍骨框架上部與節(jié)點(diǎn)一直維持垂直固定，底部隨著房頂?shù)那市D(zhuǎn)，鋁板條通過支架與單元龍骨框架固定在一起。在平面投影圖上，板條被設(shè)置成整齊間距，它與結(jié)構(gòu)布置網(wǎng)格和柱位置一致，該平面圖上的位置應(yīng)投影到吊頂?shù)脑O(shè)計(jì)曲面表面上。每條吊頂板能從吊頂安裝單元上方便地拆卸，每個(gè)吊頂三角形單元能整體拆卸，以便進(jìn)行維護(hù)和更換

4、。四、施工技術(shù)要點(diǎn)及解決措施（一）工藝流程施工圖紙深化鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)高程測量吊頂定位放線吊頂?shù)鯒U組件安裝吊頂骨架拼裝吊裝隱蔽工程驗(yàn)收天花吊頂面板安裝面板調(diào)平清洗施工驗(yàn)收。（二）測量難點(diǎn)解決措施由于工程屬于超大型雙曲面， 測量存在一定的難度。 我們在對設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行逐個(gè)復(fù)合測量各個(gè)球點(diǎn)的標(biāo)高，計(jì)算好吊頂完成面距離球點(diǎn)的垂直距離，這些需要標(biāo)注在球節(jié)點(diǎn)上作為施工高程的控制點(diǎn)。由于在施工過程中所產(chǎn)生的鋼網(wǎng)網(wǎng)格變化及屋蓋荷載下沉距離，另外還有鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)架產(chǎn)生位移等情況，特別是下沉較大的網(wǎng)架球點(diǎn)，我們需要作好適當(dāng)調(diào)整吊頂完成面的高程，讓吊頂有足夠的空間距離。（1）為保證測量精確度，我們還采取了以下解決措施：控制及攝

5、影機(jī)場鋼結(jié)構(gòu)平面布置為Y 字形 ,需測量的網(wǎng)架下弦球點(diǎn)共11300 個(gè)。首先在平面圖上對每個(gè)下弦球節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號, Y 形測量控制線如圖2 所示。圖 2測量控制線示意應(yīng)用 P31 專業(yè)相機(jī)，拍攝 200 張像片中每隔5 張像片布設(shè) 3 個(gè)像片控制點(diǎn)。為了測定像片控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)在下邊建立三維控制網(wǎng)。測定目標(biāo)點(diǎn)三維坐標(biāo)使用解析測圖儀或數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng),量測控制點(diǎn)的圖像坐標(biāo)。光束法攝影測量網(wǎng)平差是根據(jù)共線條件確定圖像空間外方位元素,同時(shí)顧及內(nèi)方位元素的攝影測量平差方式。共線方程：x - x0 a1 ( XX s ) b1 (YYs ) c1( Z Z s )a3(X Xs) b3 (YYs ) c3

6、(ZZ s )y y0 fa2 ( X X s ) b2 (Y Ys )c2(Z Z s )a3 ( XX s )b3 (YYs )c3 (ZZ s )式中： x，y 為圖像坐標(biāo)； Xs，Ys，Zs 為攝影中心坐標(biāo)； C，Y，Z 為目標(biāo)方（控制點(diǎn)）坐標(biāo)； a1，a2，a3；b1，b2，b3；c1，c2，c3 為圖像空間方位旋轉(zhuǎn)矩陣； x0，y0 為圖像主點(diǎn)坐標(biāo)； f 為相機(jī)焦距。 精度控制措施近景攝影測量的精度與攝影距離、相機(jī)焦距和攝影基線有關(guān)。若相機(jī)焦距為 100mm, 針對上述攝影方案可取 : 攝影距離 30m, 估算測量精度約 3mm; 攝影距離 50m, 估算測量精度約 5mm。顧及控

7、制點(diǎn)精度 , 總體點(diǎn)位精度約 8mm。 施工時(shí)劃分區(qū)段 , 將誤差消除在每區(qū)段 , 以免誤差累積。在設(shè)計(jì)上, 鋼網(wǎng)架下弦球安裝了 350mm轉(zhuǎn)接圓盤 , 可抵消 100mm水平方向誤差 ,龍骨和轉(zhuǎn)接圓盤間的吊桿可消除豎直方向誤差(見圖 5)。（三）吊頂定位放線方法該施工工法以工程測量為依據(jù)，先對曲面網(wǎng)架球點(diǎn)三維位置進(jìn)行測量及計(jì)算，得出每個(gè)六邊形的實(shí)際邊長后再分析該邊長所接近的區(qū)域，構(gòu)成相應(yīng)三角形單元近似邊長。然后再該區(qū)域內(nèi)通過測量放線找出三角形龍骨吊點(diǎn)的控制軸線 , 計(jì)算主龍骨下料尺寸, 通過確定三角形單元主龍骨最接近區(qū)域和連接點(diǎn)構(gòu)件三維方向，消化誤差，從而最大限度地減小龍骨尺寸，方便構(gòu)件批量

8、加工及安裝。測量分區(qū)須將測量誤差在各個(gè)分段內(nèi)消耗，不累計(jì)，控制軸線始終一致。平（X2 X1)2(Y2 Y1)2(1)根據(jù)高程控制點(diǎn)，運(yùn)用hH 2H p，得：S斜S平 2h 2（2）（四）吊頂?shù)鯒U組件安裝整個(gè)吊頂系統(tǒng)是由吊頂三角安裝單元組裝而成,吊頂單元之間通過六角球面法蘭相連接 ( 圖 3) 。六角法蘭及吊軸組件連接到屋面鋼網(wǎng)架的下弦球結(jié)點(diǎn)上。圖 3 三角形單元的連接（ 1）吊桿與網(wǎng)架上弦球節(jié)點(diǎn)的連接當(dāng)?shù)蹴斎前惭b單元交點(diǎn)處沒有下弦球結(jié)點(diǎn)時(shí) , 此時(shí)通過中心吊件與網(wǎng)架球上弦球點(diǎn)連接 ( 圖 4) 。施工方法是 , 將焊接支座牢固焊接在網(wǎng)架上弦球上 , 然后 , 中心吊件通過三根長度可調(diào)節(jié)的絞桿

9、懸吊焊接支座上 , 所有連接必須牢固可靠。圖 4 吊桿與網(wǎng)架上弦球點(diǎn)連接（ 2）吊桿與網(wǎng)架下弦球節(jié)點(diǎn)的連接吊桿與網(wǎng)架下弦球節(jié)點(diǎn)的連接根據(jù)網(wǎng)架球的不同有兩種不同方式: 當(dāng)網(wǎng)架下弦球?yàn)楹附忧驎r(shí) , 直接在網(wǎng)架球上焊接一個(gè)焊接支座 , 龍骨吊桿直接通過螺栓擰緊在焊接支座上 ; 當(dāng)網(wǎng)架下弦球?yàn)槁菟ㄇ驎r(shí) , 此時(shí)由于不能在網(wǎng)架球上直接焊接,龍骨吊桿焊接在一個(gè)轉(zhuǎn)接鋼板上,轉(zhuǎn)接鋼板中心通過螺栓與螺栓球底面的螺栓孔連接( 圖 5) 。螺栓擰入螺栓球內(nèi)長度必須滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。圖 5 吊桿與網(wǎng)架下弦球節(jié)點(diǎn)的連接（五）吊頂骨架拼裝吊裝龍骨在安裝前應(yīng)組裝好 , 主龍骨截面為三角形 , 副龍骨截面為菱形 ,他們之間

10、通過連接件( 圖 6) 組裝成三角形單元 ,三角形單元水平方向的安裝誤差通過該連接件的伸縮來消化。組裝完成后,將三角形龍骨架體安裝在龍骨吊桿上 ,龍骨吊桿下先安裝一個(gè)六角法蘭,三角形龍骨每一個(gè)角與六角法蘭相應(yīng)的角連接后,用螺栓固定 , 三角形單元隨曲面的變化和適應(yīng)網(wǎng)架的運(yùn)動(dòng)通過該六角法蘭的三維轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。龍骨安裝完后,必須調(diào)平 ,使龍骨表面平整度、接縫寬度和起拱符合設(shè)計(jì)要求,并進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收。龍骨調(diào)整不平 ,將影響天花面板觀感效果。圖 6 三角形龍骨單元及扣件構(gòu)造（六）天花吊頂面板安裝天花面板截面呈 U型,它通過特制的彈簧安裝扣固定( 圖 7) 在主副龍骨上。圖 7彈簧安裝扣（七）面板調(diào)平面板調(diào)平

11、質(zhì)量關(guān)乎到整體天花外觀效果，同時(shí)也是天花吊頂最后一道工序。（八）伸縮縫的處理我們在進(jìn)行伸縮縫時(shí)，由于鋼屋網(wǎng)架受溫度影響較大，為了保證天花吊頂整體效果，在金屬條形面板分縫與伸縮縫方向一致時(shí)，我們適當(dāng)加大該處的分縫寬度，避免金屬條板在網(wǎng)架伸縮時(shí)相碰。在金屬條形面板分縫與伸縮縫方向不同時(shí)設(shè)置一條假縫，也就是在該伸縮縫處增加一段長度約為 5060cm的略小的條板，將該條板插入伸縮縫兩邊的面板內(nèi) , 一端固定 , 一端放松 , 該條板就可以隨著網(wǎng)架的變化而變化，不影響天花整體觀感效果。（九）天花清理上述工序施工完成后 , 安排專人用柔軟布料對天花板構(gòu)件進(jìn)行清理 , 去掉天花板構(gòu)件表面的污漬。（十）鋁條板吊頂安裝的允許偏差和檢驗(yàn)符合下列要求：項(xiàng)次項(xiàng)目允許偏差（ mm）檢驗(yàn)方法1接縫平整度1.5用 2m靠尺檢查2接縫順直度3拉 5m線，用尺量3端頭直線度3用 2m靠尺檢查4分格縫寬度2用尺量檢查五、經(jīng)濟(jì)效益分析超大型雙曲面吊頂工程一般都會存在施工誤差、結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜、測量定位難等情況，施工誤差及結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題通過具有三維可調(diào)的六角球面法蘭組件及骨架單元組件相結(jié)合解決，測量難題則由近景測量技術(shù)解決，實(shí)踐證明技術(shù)的可靠性及效率性。同時(shí)該工程竣工后取得了良好的經(jīng)濟(jì)效