杭州國際博覽中心G20峰會主會議廳吊頂施工介紹

文/浙江亞廈裝飾股份有限公司技術專員 郭躍驊

浙江亞廈裝飾股份有限公司副總經理 馮林永

浙江亞廈裝飾股份有限公司技術發展部經理 王劍鋒

浙江亞廈裝飾股份有限公司重大項目管理部項目總監 俞茂炬

杭州國際博覽中心G20峰會主會議廳吊頂施工介紹

文/浙江亞廈裝飾股份有限公司技術專員 郭躍驊

浙江亞廈裝飾股份有限公司副總經理 馮林永

浙江亞廈裝飾股份有限公司技術發展部經理 王劍鋒

浙江亞廈裝飾股份有限公司重大項目管理部項目總監 俞茂炬

2016年9月4日，二十國集團領導人杭州峰會在杭州國際博覽中心舉行。杭州國際博覽中心成為世界的焦點。作為峰會主會場的建設，一直圍繞著大國風范、江南特色、杭州元素的要求來全面展開，其中最為耀眼的就是主會議廳吊頂的施工。它由108個斗拱、352根椽子、4根角梁和大型紗燈組成 “內圓外方”的吊頂格局，整個吊頂施工難度極大、工期相當緊張。亞廈應用了BIM技術進行建模、精細化設計和參數化出圖，并在施工過程以樣板先行、工廠化生產現場裝配化施工等等先進的措施，完美的完成了G20主會場的建設任務，得到了全社會各界高度評價。

G20 主會議廳 吊頂 BIM 施工

1 工程概況

杭州國際博覽中心工程作為浙江省重點項目，是G20杭州峰會的主會場，位于杭州奧體博覽城。規劃總建筑面積850443.87m2，為全球第二大單體建筑。設有展覽中心、會議中心、綜合物業、屋頂花園(城市客廳)、地下商業及車庫等五大功能區。其中地下建筑面積313332.84m2，地上建筑面積537111.03m2，地下二層，裙房地上三層，塔樓地上十七層，裙房建筑高度46.65m，塔樓建筑高度99.95m。

杭州國際博覽中心三層主會議廳主要功能為G20峰會期間各國領導人舉行正式會議的核心場所。主會議廳室內空間為43.2m?43.2m，室內高處凈高10m，低處凈高8m，整體設計強調大氣精致、大國風范、江南特色、杭州元素。其中主會議廳吊頂天花上安裝108個中國傳統元素的斗拱，斗拱采用紫銅打造，表面蝕刻雨花點紋樣，再配以白銅制作的352根中式椽子和4根角梁形成 “內圓外方”的吊頂格局，吊頂中間是一個直徑9m的藻井，與會議用圓桌尺寸相呼應。設置有外圈青花瓷圖案燈光膜內圈為杭州特有的“紗燈”，使中國的傳統文化和杭州元素完美的融合在一起，整個吊頂氣勢宏博、古香古色。

2 主會議廳吊頂BIM應用介紹

2.1 原始數據采集與分析

2.1.1 現場鋼結構原始數據的采集

在杭州國際博覽中心主會議廳項目中，土建、鋼結構、機電等的施工質量與施工誤差積累都會對裝飾設計與施工造成影響，所以需要消除這些不良因素，首先需要對施工現場進行原始數據的采集。亞廈BIM團隊采用了最先進的3D激光掃描技術，使用國際最先進的激光3D掃描儀，將已竣工的土建鋼結構進行掃描，采集現場點的云數據，然后進行逆向建模還原現場。接著與在計算機中已經建立的BIM模型進行比對，快速、直觀、準確的發現施工錯誤與誤差，發現和彌補裝飾設計階段與實際現場情況不符的狀況，為設計方案的調整提供數據支持，為裝飾施工技術方案的提供依據。

現場測繪作業

現場鋼結構點云數據

2.1.2 基于逆向模型的設計分析

為了更好更快更精確完成G20峰會主會議廳的吊頂施工，和以往施工不同，亞廈裝飾設計深化不是在原設計圖紙上進行，而是直接在與現場一致的逆向模型上開展，這樣更有利于實際現場的施工。如圖所示，在搭建裝飾設計模型的過程中，發現北面施工實際現場完成的鋼結構逆向模型與設計單位設計參照的鋼結構圖紙對比，標高低了1050mm，吊頂的北面的兩個角的挑檐造型與現狀模型存在嚴重沖突，存在對整個吊頂設計方案全部推翻重做的風險，但是時間已經不允許對吊頂方案做大規模的重新設計了。

逆向鋼結構模型與吊頂沖突

2.1.3 設計方案調整

發現沖突后，亞廈BIM團隊和項目團隊向設計單位進行匯報，設計單位聯合亞廈團隊尋找解決的技術和設計方案，最終決定在鋼結構逆向模型的基礎上進行原吊頂調整，并重新修改吊頂造型,修改后不再與原屋面鋼架沖突。

吊頂造型修改后照片

2.2 BIM精細化設計

2.2.1 設計方案對比和大樣制作

由于沖突，設計單位和亞廈BIM團隊經過數輪方案對比，最終放棄北高南低方案，確定四個角一起降低，調整模型放緩吊頂弧度，在保證凈空高度最低8m前提下對吊頂的造型進行調整。并提出了多種弧度方案，通過BIM技術重新繪制了各種方案的3D模型，來呈現吊頂的預期裝飾效果，并進行方案對比，如圖所示。選定了整體視覺效果最佳方案，項目部團隊根據調整后方案模型數據加工現場大樣，得到了設計師與甲方領導的一致認可后大面積展開施工。

不同弧度的吊頂造型對比選擇圖

2.2.2 深化設計調整

主會議廳的中式挑檐設計每個角都有一根角梁，原設計為600×900弧形梁，由于調整了吊頂造型，將弧度放緩后，設計師在BIM深化模型中發現大梁過于凸顯，影響了整個裝飾效果。于是亞廈團隊在BIM整體模型中創建不同大小的角梁方案進行效果對比，最后經過幾次討論與調整，最終確定改為600×600的角梁，如圖所示為原方案600x900角梁效果與調整方案600x600角梁效果比較。同時對角梁深入斗拱的深度進行了調整，使整根角梁變得更加修長，增加了裝飾美感，原角梁與斗拱方案與優化后角梁與斗拱方案效果比較。

原方案600x900角梁效果

最終方案600x600角梁效果

原角梁與斗拱方案

優化后角梁與斗拱方案

2.3 參數化設計與加工對接

吊頂除了角梁、斗拱外，施工難度最大是352根長短、弧線各異的椽子，一旦吊頂曲面形狀有稍微的微調，352根椽子的數據也要跟著調整，同時352根椽子的加工數據也就相應需要進行調整。傳統設計方法無法滿足這種精度與節奏的要求，所以亞廈團隊采用世界最先進的參數化設計軟件Catia進行設計：首先根據調整完BIM模型形成適用于加工深度的參數化模型。接著根據參數化模型制定吊頂上表面曲面形成曲面模型，然后深化椽子與角梁，根據曲面形狀與弧度自動生成吊頂。最后用每一根椽子和角梁的三維模型直接剖切出圖，形成CAD加工圖，如圖所示。將加工圖提供給加工廠商進行加工。通過設計軟件Catia的設計，只要吊頂曲面方案調整確定，椽子的數據就可以立馬輸出，大大提升的設計深化的效率與準確性。

加工深度的參數化模型

3 施工工藝流程

3.1 施工流程圖

3.2 吊頂施工操作要點

3.2.1 設計方案確定、施工圖紙深化

原設計對吊頂內部的鋼架轉換層無詳細圖紙，由于施工工期緊，亞廈項目團隊組織了結構設計部門配合原設計單位根據最佳吊頂設計方案，通過3d3s鋼結構設計軟件進行了內部鋼架轉換層的設計，并進行了荷載計算、建模、出計算書、出鋼架圖紙，如圖所示。根據設計圖紙進行鋼架轉換層的施工。

3d3s搭建轉換層鋼架模型

3.2.2 腳手架搭設

為了滿足大空間的吊頂的施工要求，需要搭設盤扣式腳手架，架體采用挑空搭設，架體搭設至鋼結構板底面下1.7米，上面滿鋪鋼踏板，在工作面下方設置一層阻燃性水平安全網，以防止高空墜物。并隨著斗拱、角梁、椽子、花燈施工時將腳手架進行降架處理來滿足不同施工高度要求。

3.2.3 測量放樣

現場主管施工員及技術負責人根據土建提供的坐標點，確定在三層樓板上對現場圓心、四個角點進行定位，作為現場吊頂安裝基準點。根據確認的圖紙進行建模放樣，由于此吊頂為異形中式飛檐式吊頂，需要對每一根斗拱、椽子、角梁的弧度及尺寸進行一一放樣，確定每一根斗拱、椽子、角梁的相對位置。

3.2.4 轉換層施工

由于現場吊頂完成面與頂部主結構的距離比較大，現場需要制作轉換層，鋼架轉換層平面布置圖。

轉換層設置有反支撐鋼梁，反支撐鋼梁采用250?125?6?9的H型鋼焊接形成。反支撐鋼梁在工廠進行下料加、彎曲成型運至現場采用12t的小型汽車吊進行吊裝安裝。

轉換層鋼架平面布置圖

轉換層反支撐鋼梁節點圖

3.2.5 紗燈、斗拱、椽子大樣制作安裝

根據圖紙制作1∶10木制斗拱、椽子、角梁大樣供甲方及設計確認，并作為實際制作的參考依據，如圖所示為椽子大樣制作模擬安裝照片，形成施工工藝手冊進行交底，甲方確認的樣板、具體的施工安裝步驟，在施工現場又制作1∶1大樣局部樣品，經甲方確認后，方可批量生產加工。

3.2.6 吊頂料單確定、加工

（1）原材料備貨

大樣確認后，斗拱采用2mm紫銅背襯3mm鍍鋅鋼板內襯鋼骨架進行制作，角梁、椽子采用的2mm銅板背襯1.5mm鍍鋅鋼板內襯鋼骨架進行制作，紫銅、白銅由于訂貨周期比較長，需提前訂貨，根據圖紙估算銅板用量，增加30%庫存，以防最后加工過程中因為缺少原材料導致工期延誤。鋁蜂窩板、吸音紙，根據聲學專家要求的吸音系數的要求提前進行預定。

（2）銅板切割、下料

通過對銅板的“開平”和切割工藝進行下料，注意銅板的成品保護，確保無劃傷，折損。

（3）斗拱、角梁、椽子內龍骨制作

根據斗拱、角梁、椽子為模型，焊制斗拱、角梁、椽子內支撐龍骨，確保斗拱、角梁、椽子不變形、安裝過程中不發生扭曲。內骨架跟著斗拱、角梁、椽子的造型制作。并且按照加工圖紙在內龍骨相應部位設置吊點，作為斗拱、角梁、椽子吊掛點。如圖椽子內龍骨大樣圖。

椽子內龍骨大樣圖

（4）焊接斗拱、角梁、椽子造型

根據安裝放樣圖紙和加工圖紙及對應編號進行斗拱、角梁、椽子銅板的焊接，采用銅焊焊接，焊絲為原銅板剪下的銅絲，保證焊接過程中材料無變化現象，焊接時銅板上墊3 mmPVC隔熱層，確保銅板焊接受熱時不變形。

所有焊接位置為滿焊連接，不能有漏焊假焊現象出現。焊接完成對每一根斗拱、角梁、椽子進行位置編號，編號位置為椽子內側，防止后續工序擦除消失。

（5）拋光打磨

對焊接好的斗拱、角梁、椽子進行整體打磨、拋光（砂拋）。去除焊疤及表面劃傷。拋光打磨過程中應在椽子內部襯上木結構龍骨，確保斗拱、角梁、椽子不變形，避免銅表面損傷、損壞。

（6）望板制作（蜂窩板，吸音）

根據放樣圖紙進行銅板剪裁下料（按圖紙編號）、按照確認的樣板進行機械沖孔處理?？刂茮_孔率，確保吸音系數達到要求。制作弧形模板壓制蜂窩銅板，對加工完的銅板進行折邊、貼吸音紙、壓制蜂窩芯處理。并根據圖紙在網板相應位置設置燈槽和噴淋系統等終端設備空洞。

（7）編號包裝運輸

將制作好的斗拱、角梁、椽子和望板，分別包裝，安裝圖紙編號，配發貨清單，發貨到現場。

3.2.7 吊裝安裝

（1）斗拱、角梁、椽子吊裝施工

根據現場放線位置，確定吊裝點，制作龍骨連接轉換層骨架以方便吊裝，如圖所示為斗拱和椽子的吊裝節點圖。

斗拱和椽子的吊裝節點圖

吊裝要求：吊裝斗拱、角梁、椽子，確保斗拱、角梁、椽子表面不劃傷，整體不變形扭曲，確保接縫嚴密，不出現脫節錯位現象。

（2）望板吊裝施工

按照圖紙編號，對應現場安裝位置吊裝沖孔蜂窩銅板制作的望板，望板吊裝要求確保表面不劃傷，整體不變形扭曲，確保拼接封嚴密，不出現脫節錯位現象。

（3）整體調整，加固

整體調整：對吊裝上去的望板、斗拱、角梁和椽子進行整體調整固定，確保整個曲面順滑流暢無誤后，對吊裝件進行二次加固，吊裝螺桿固定到位，并安排氬弧焊工在吊裝過程中對望板、角梁、銅椽子跟角梁進行局部修整。

G20主會議廳吊頂完成照片

杭州國際博覽中心G20峰會主會議廳吊頂施工介紹

責任編輯：符媛