超大型双曲面网架下弦铝条板吊顶施工工法.docx
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超大型双曲面网架下弦铝条板吊顶施工工法
超大型双曲面网架下弦铝条板吊顶施工工法
广东省建筑装饰工程曾思成蓝建勋冯秉和许艺晖罗维雄
1.前言
随着我国经济的高速进展，人们生活水平的不断提高，为知足人们日趋增加的物质文化活动的需要，全国各地接踵兴修了许多规模宏大的公共建筑，如机场、会展中心、体育馆等，这些大空间公共建筑多数采纳了大曲面网架的屋面结构形式，使网架下弦的吊顶技术不断创新，涌现出一批新的施工工法，增进了建筑装饰施工技术的提高。
首都机场3号航站楼超大型装饰工程的超大型双曲面网架屋面天花设计及安装，目前尚无标准及先例可循，天花构造体系适应双曲面转变和吸收网架变形和施工误差的问题传统天花体系无法解决，是国内空白的重大工程难题。
广东省建筑装饰工程开展科技创新，进行了一系列研究、设计、实验和施工，解决了适应超大型复杂曲面网架变形的铝条板吊顶设计及施工技术，经科技查新为国内初创填补了国内空白，经专家鉴定达到了国内领先水平，而且创同类工程规模最大、技术难度最复杂的先例，可为类似工程提供借鉴。
二、工法特点
大空间曲面屋盖网架结构吊顶工程存在网架变形较大、球节点位置存在施工误差、空间结构复杂，吊顶吊点测量、定位困难等特点。
屋面网架球下弦吊顶龙骨大体布置单元是三角形，以适应双曲面的空间转变，通过具有三维可调的六角法兰将三角形骨架单元与网架球节点连接，并排除网架变形运动和球节点位置不准造成的施工误差，同时知足三角形龙骨单元随双曲面的空间转变的转动。
吊顶系统施工前，必需对网架球节点进行认真测量，分段分区域找出龙骨吊杆固定位置，使主龙骨组成的三角形吊顶单元与屋面钢结构网架相一致，并尽可能减少三角形主副龙骨的规格型号，以利施工。
吊顶系统既可拼图又可作单、双曲面转变，气势宏大，充分表现了新材料、新技术在今世建筑装饰装饰中的成功应用。
施工速度快、精度高。
各类构件在工厂提早加工，运至现场装配作业。
施工工艺先进、可操作性强、工序衔接紧密，工效高。
技术含量高、质量容易保证，并能产生明显的经济效益。
3、适用范围
本施工工法适用于大空间、超大型复杂曲面网架结构工程吊顶施工，对其它超大型曲面弹性变形较大结构建筑吊顶工程有借鉴意义。
4、工艺原理
该工法以严格的工程测量为依据，第一通过对基层曲面网架的球点三维位置测量，对测量数据进行研究、分析、计算，得出网架球结构每一个六边形的实际边长，然后分析该边长，找到边长最接近的区域，据此确信该区域组成六边形的相应三角形单元近似边长。
最后，在确信找到边长最接近的区域内，通过测量放线找出三角形龙骨吊点的操纵轴线，计算主龙骨下料尺寸数据，通过确信三角形单元主龙骨最接近区域和连接点构件三维方向对误差的消化设计来最大限度地减少龙骨尺寸类型，利于构件批量加工和安装。
五、施工工艺流程及操作要点
施工工艺流程
施工图纸深化钢网结构高程测量吊顶定位放线
吊顶吊杆组件安装吊顶骨架拼装吊装隐蔽工程验收天花吊顶面板安装面板调平清洗施工验收
、操作要点
施工图纸深化设计。
图纸深化前，测量员必需配合设计师进行现场复核，检查屋架施工误差，发觉问题，及时解决。
高程测量
依据设计图纸标注：
测量人员逐个复核测量各球点标高，计算出吊顶完成面距离球点的垂直距离，标注在球节点上，作为吊顶施工高程操纵点。
此高程操纵点必需考虑钢网网格施工进程中的转变及受屋盖荷载的阻碍所产生的下沉距离，应增加考虑钢网结构架转变移位的因素，专门是显现个别下沉比较大的网架球点时，必需适当调整吊顶完成面的高程，给吊顶足够调整的空间距离。
吊顶定位放线
依照已知的网架球点三维坐标，运用以下公式
（1）和公式
（2），求出实际球点之间的距离，然后通过EXCEL的计算就能够够取得网架球结构每一个六边形的实际边长，分析该边长，找到边长最接近的区域，据此确信购成该六边形的相应三角形近似边长。
最后，在确信找到边长最接近的区域内，通过测量放线找出三角形龙骨吊点的操纵轴线。
S平=[（X2-X1）2＋（Y2-Y1）2]1/2
（1）
依照高程操纵点，运用：
h=H2-H1,取得
S斜=[S平2＋h2]1/2
（2）
该测量放线分段分区进行，必需将测量误差在各分段内消耗，不得累计，操纵轴线必需始终一致。
吊顶吊杆组件安装。
整个吊顶系统是由吊顶三角安装单元组装而成，吊顶单元之间通过六角球面法兰相连接。
六角法兰及吊轴组件连接到屋面钢网架的下弦球结点上。
当单元交点上没有下弦球结点时，那么应以吊杆将转接件连接到网架的上弦点上。
吊顶不该以网架的杆件做连接条件。
吊杆与网架上弦球节点的连接。
当吊顶三角安装单元交点处没有下弦球结点时，现在通过中心吊件与网架球上弦球点连接。
中心吊件具体构造。
施工方式是，将焊接支座牢固焊接在网架上弦球上，然后，中心吊件通过三根长度可调剂的绞杆悬吊焊接支座上，所有连接必需牢固靠得住。
吊杆与网架下弦球节点的连接。
吊杆与网架下弦球节点的连接依照网架球的不同有两种不同方式：
当网架下弦球为焊接球时，直接在网架球上焊接一个焊接支座，龙骨吊杆直接通过螺栓拧紧在焊接支座上；当网架下弦球为螺栓球时，现在由于不能在网架球上直接焊接，龙骨吊杆焊接在一个转接钢板上，转接钢板中心通过螺栓与螺栓球底面的螺栓孔连接。
螺栓拧入螺栓球内长度必需知足设计和标准要求。
以上焊接节点和机械连接点必需认真检查，确保施工质量。
吊顶骨架拼装吊装。
龙骨在安装前应组装好，主龙骨截面为三角形，副龙骨截面为菱形，他们之间通过连接件组装成三角形单元，三角形单元水平方向的安装误差通过该连接件的伸缩来消化。
组装完成后，三角形龙骨单元每一个角通过连接件与六角法兰连接，六角法兰由吊杆安装在网架球上，三角形单元随曲面的转变和适应网架的运动通过该六角法兰的三维转动实现。
龙骨安装完后，必需调平，使龙骨表面平整度、接缝宽度和起拱符合设计要求，并进行隐蔽验收。
龙骨调整不平，将阻碍天花面板观感成效。
天花吊顶面板安装。
天花面板截面呈U型，它通过特制的弹簧安装扣固定在主副龙骨上。
面板调平。
面板调平是整个天花吊顶最后一道关键工序，它的施工质量决定了整个天花外观成效。
施工时，需要预备切割机、打磨机等工具，并挑选技术水平比较高的班组认真认真的进行调平工作，直至达到验收要求。
伸缩缝的处置。
钢屋网架受温度阻碍专门大，为保证天花吊顶整体成效，当金属条形面板分缝与伸缩缝方向一致时，适当加大该处的分缝宽度，知足温度伸缩要求，幸免金属条板在网架伸缩时相碰；当金属条形面板分缝与伸缩缝方向不同时，设置一条假缝，即在该伸缩缝处增加一段长度约为50cm—60cm外廊尺寸略小的条板，将该条板插入伸缩缝两边的面板内，一端固定，一端放松，该条板就能够够随着网架的转变而转变，不阻碍天花整体观感成效。
天花清理。
上述工序施工完成后，安排专人用柔软布料对天花构件进行清理，去掉天花构件表面的污渍。
劳动组织（见表）
表人员配备一览表
人员组成
人数
职责
项目经理
l
负责施工组织、协调现场
技术负责人
1
负责各项施工技术工作及技术攻关
技术员
2
负责施工技术的交底及验收、施工资料的收集与整理
质量员
3
负责施工质量
安全员
5
负责施工安全
材料员
6
负责组织材料进场及管理
班组长
8
负责安排具体施工人员工作
测量放线工
6
负责放线及测量工作
天花班组
根据实际需要
负责吊顶具体安装工作
油漆工
根据实际需要
负责钢构件施焊后的油漆工作
电工
5
负责施工现场的用电工作
焊工
根据实际需要
负责焊接工作
杂工
根据实际需要
负责材料的运输工作及现场清理
六、材料与设备
表要紧材料表
材料械名称
规格
技术指标
备注
发兰组件
￠150
奥氏体不锈钢件
连接座与吊杆
￠20
A3
螺栓
M20×50
高强螺栓
铝合金龙骨
壁厚3mm
挤压成型铝合金AA6063T5
双面预滚涂珐搪瓷烤漆工艺处理
铝合金条面板
厚度
铝锰合金AA3005
双面预滚涂珐搪瓷烤漆工艺处理
表要紧施工机械表
机械名称
规格型号
数量（台）
备注
托普康全站仪
GPT-3002N
2
电子经纬仪
DJD2A
2
激光垂直仪
DZJ2
2
托普康水准仪
AT-G6
3
无线对讲机
T5428
20
交流电焊机
BX-260
8
冲击电钻
17KW
2
型材切割机
YZA-10
8
手提电锯
12
砂轮切割机
KT-971
6
打磨机
NBJ-4
24
7、质量操纵
吊顶的隐蔽工程质量，应符合以下有关规定：
吊顶所用的吊件、龙骨、连接件、吊杆的材质、规格、安装位置、标高及连接方式应符合设计要求和产品的组合要求，龙骨架组装正确连接牢固，安装位置和整体安装符合图纸和设计要求。
检查方式：
观看，尺量检查。
龙骨架单元体组装连接点必需牢固，拼缝周密无松动，平安靠得住。
检查方式：
观看、手板检查。
六爪接驳连接件与屋架的焊接必需将基层用角向磨光机打磨去除油漆方可焊接，连接件必需与屋架球体下焊接牢固，焊缝符合设计要求，吊杆必需垂直。
检查方式：
观看检查，材料合格证、材质检测报告。
六爪接驳连接件与屋架球体螺栓连接，螺栓拧入球体的有效长度必需符合设计要求。
检查方式：
观看，尺量检查。
吊顶所用连接件、吊杆应做防松及防锈处置。
检查方式：
观看检查。
吊顶工程分格线宽度、条板间距应符合设计要求，曲面弧线应流畅。
检查方式：
观看，拉线尺量。
吊顶的面板查验批工程质量主控检查项目应符合以下有关规定：
铝条板的材质、品种、规格、颜色，必需符合设计和国家标准要求。
查验方式：
观看，尺量检查。
吊顶的标高、分格和表面曲线起拱与弧线必需符合设计要求。
查验方式：
观看，尺量检查。
铝条板安装必需牢固，分格方式及分块尺寸，分格缝宽度应符合设计要求。
条板纵向应顺直，起拱顺畅，弧线圆滑，边缘整齐、顺直。
查验方式：
观看和尺量检查，检查隐检记录。
吊顶的面板查验批工程质量一样检查项目应符合以下有关规定：
铝条板的表面应干净、美观、色泽一致，无凹坑变形和划痕，边缘整齐。
查验方式：
观看。
铝条板的安装质量应符合以下规定：
板面起拱合理，表面平整，曲面弧线流畅美观，拼缝顺直，分块分格宽度一致，板条顺直，拼接处平整，端头整齐。
查验方式：
观看，拉小线尺量。
铝条板吊顶安装的许诺误差和查验方式应符合以下要求：
表铝条板吊顶安装许诺误差和查验方式
项次
项目
允许偏差（mm）
检验方法
1
接缝平整度
用2m靠尺检查
2
接缝顺直度
3
拉5m线，用尺量
3
端头直线度
3
用2m靠尺检查
4
分格缝宽度
2
用尺量检查
成品爱惜
成品堆放操纵：
分类、分规格，堆放整齐、平直、下垫木；叠层堆放，上、下垫木；水平堆放，上下一致，避免变形损坏；侧向堆放，除垫木外加撑脚，避免倾覆。
成品堆放地做好防霉、防污染、防锈蚀方法，成品上不让堆放其它物件。
、成品运输:
做到车箱清洁、干燥，装车高度、宽度、长度符合规定，堆放科学合理；超长构件成品，配置超长架进行运输。
装卸车做到轻装轻卸，捆扎牢固，避免运输及装卸散落、损坏。
、成品爱惜：
在拆、改装修架子时，注意架子回转要慢，不要碰着饰面上，架子的扣件不得乱扔，以避免伤人和砸坏面板。
已完工的部位应设专人看管，遇有危害成品的行为应当即制止，关于造成成品损坏者应给予适当处置。
每一装饰面成活后，均按规定清理干净，进行成品质量爱惜工作。
严禁在装饰成品上涂写、敲击、刻划。
架子拆除作业时注意避免钢管碰撞，脚手扳轻放。
八、平安方法
工程负责人必需全面承担施工现场的平安责任，并签定《平安责任书》。
严格遵守有关劳动平安法规要求，增强施工平安治理和平安教育，严格执行各项平安生产规章制度。
施工班组必需按期每一个月同意一次平安教育，提高平安意识，必需坚持防火平安培训活动，坚持焊接、油漆等危险作业进行防火平安技术交底制度，及时排除火灾隐患。
按标准要求设置防火分区“严禁烟火”明显标志，配备足足数量的消防水桶、防火布、接火器等消防器材，消防立管架设到脚手架作业平台，施工现场一切消防设施、装置未经批准不得擅自移动、破坏。
严格遵守施工用火审批制度。
焊接作业等动火前，要清除周围易燃物，配备看火人员和灭火用具，电焊机外壳、焊钳与把线必需接零接地绝缘良好。
施工层脚手架必需通过验收合格后方可上架作业。
不准在工程内、库房内调配油漆、稀料，并应设置消防器材和“严禁烟火”明显标志。
施工现场和仓库禁止抽烟，需要抽烟者应在指定专设有防火方法的抽烟室。
凡从事电焊作业的人员必需持特种作业上岗证，实行持证上岗，并应利用面罩或护目镜，配戴相应的劳保用品。
安装吊顶用的施工机具在利用前必需进行严格查验。
施工人员应配备平安帽、平安带、工具袋，避免人员及物件的坠落。
施工现场中各类危险设施、临边部位、洞口都必需设置防护设施和明显的警告标志。
严禁高空抛物。
运输吊顶材料时，下方应有专人看护，无关人员不得进入材料运输区。
九、环保方法
成立对应的施工环境卫生治理机构，在施工进程中严格遵守国家和地址政府下发的有关环境爱惜的法律、法规，增强对工程材料、设备、生产垃圾的操纵和治理，
严格原材料的采购，选择环保材料。
第一选择无毒、无害、无污染的材料，施工中原材料的采购必需严格依照ISO9001和ISO14001的相关执行文件进行，操纵材料的有害物质在规定范围内。
严格操纵施工进程中的环境污染。
在施工工程中，严格依照工地环境治理方案，操纵粉尘污染、噪声污染、灯光污染。
施工完成后，评估施工对环境的阻碍，制定纠正和预防方法，增进环保体系的健全和提高。
10、效益分析
该工法施工简单科学，施工速度快，能够知足工期紧张的需要。
三角型单元设计使铝条板开料后的长、短料都取得最大利用，天花结构体系的设计使天花分区统一开料尺寸，幸免了本来由于网架曲率每点都不同而造成每一个天花三角型单元尺寸都不同的犯错浪费，严格的测量计算操纵和工厂化生产，使一样类似工程3%下降为%，节省了材料费。
设计施工简单，提高工效1/3。
全国各地接踵兴修了许多规模宏大的公共建筑，如机场、会展中心、体育馆等，这些大空间公共建筑多数采纳了多曲面网架的屋面结构形式，该功效对同类工程有较大的借鉴意义和指导作用，有较高的应用推行价值。
1一、应用实例
北京首都国际机场3号航站楼工程是我国规模最大的国际航空港，是国家重点工程，首都标志性建筑，具有世界一流功能和特色的超大型航空枢纽工程，也是2020年奥运会最重要的配套工程，其规模宏大、举世注视。
整个航站楼分为T3A、T3B和T3C三部份，其中T3B工程主屋面天花吊顶高42m，面积约10万平方米，整个吊顶系统安装在巨型钢网架之下，将航站楼的室内空间完全覆盖，吊顶采纳半开放的金属条形板，所有条板均为南北方向，采纳于屋面钢结构网架网络相和谐的三角形安装单元方式，每单元由金属条板及后部支撑框架组成（支撑框架需依照屋面钢网架颜色渐变，分区做C1-C16等十六种不同的颜色），每一个三角安装单元之间由一个专门设计的可调每单元之间角度的转接件相连，并由那个转接件与主体结构相连。
该工程通过精心设计和施工，完成后的T3B国际港主楼双曲穹拱形网架吊顶极为壮观，钢网架及天花龙骨由两翼至核心部位由红、橙、橘红、黄色等12种色彩组成，和拼纹铝条面板起伏渐变，犹如彩色云霞托起腾飞的巨龙。
超大型网架下弦双曲面天花设计及施工技术及其工法，经科技查新为国内初创，而且创同类工程规模最大、技术难度最复杂的先例，填补了国内空白，经专家鉴定达到了国内领先水平，工程质量和观感成效取得业主及社会的普遍好评。
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