多曲面復雜金屬板裝配式吊頂機械吊裝反向安裝施工技術

徐志強 中建八局裝飾工程有限公司工程師

胡敏華 中建八局裝飾工程有限公司工程師

王紅成 中建八局裝飾工程有限公司高級工程師

劉國舟 中建八局裝飾工程有限公司高級工程師

一、前言

多曲造型的大吊頂具有二維圖紙難表達、下單尺寸難量取、施工安裝難定位骨架與面層制作精度難把控、基層與面層安裝誤差交大、操作平臺費用高、采用傳統工藝無法滿足施工要求等特點。如何保證多曲面金屬板吊頂精確安裝成為了行業重難點問題。為解決骨架制作、面層下料、精準安裝的難題，借助BIM 平臺參數制作結構模型、利用BIM 模型指導施工過程，BIM 平臺中參數化軟件批量提取骨架制作模型，再對胎膜進行三維掃描與BIM 模型進行比對、消除誤差，通過定制抱箍可調節吊桿固定，采用機械吊裝就位反向安裝。

本技術列入國家十三五科研課題基于綠色施工全過程工藝技術創新研究與示范—大空間裝配式裝修施工工藝子課題的重點研發技術。

二、工程概況

西安絲路國際展覽中心精裝修工程，總建筑面積227876，裝飾施工范圍3.6 萬5mm 厚單元式穿孔鋁板達到22500

本工程展廳有15 道梁，每道梁設置有2排單元板塊，每排單元板塊含有30 塊鋁板單元，延中軸線每邊15 塊對稱布置。展廳最大鋁板單元自重約1.87T。

會展中心作為大型的交流國際化平臺，其對展示中國形象，傳播中國聲音具有重要的歷史意義。會展中心項目關系著國家實力的體現和企業責任的彰顯，因此本工程施工質量必將是管理的重中之重。

三、多曲面復雜金屬板吊頂施工重點與難點

1、 在施工范圍內，大桁架吊頂距地面高度相差較大，整個吊頂完成面最高處高度為20m，最低點高度為16m，延屋面桁架梁軸線方向成多曲面裝飾吊頂。

2、 5mm 厚單元式穿孔鋁板規格多達536種，由最低點向最高點呈多曲外傾斜裝飾效果，板塊無規則拼接，整個吊頂凹凸關系層次多，板塊安裝難度高，對整體飾面安裝平整度、接縫寬度、接縫高低差、銜接弧度有嚴苛的要求。

3、 本工程復雜綜合吊頂對墻面石材、墻面鋁板對縫、末端點位排位等尺寸呼應上有著特殊要求，大空間綜合點位排布及過程糾偏對測量精度有著嚴格要求，施工過程中細節收邊收口工序多，現場鋼骨架制作難度大，面層材料規格多，施工過程中專業分包配合多，現場尺寸精準定位難度大。

4、 吊頂底部為橢圓形鋁格柵平頂，格柵規格多達248 中，由中軸線兩側對稱布置，多曲面鋁板傾斜頂與鋁格柵平頂通過燈槽實現平滑收邊收口，整個室內裝飾空間顯得凹凸有致、復雜多變，富有層次感和空間感。

5、 板面整體效果為多曲面外傾斜弧形結構，對于基礎鋼架制作要求較高，原設計鋼架基層為方正箱體，且安裝誤差交大，采用傳統工藝無法滿足施工要求。

四、通過難點分析研發了多曲面復雜金屬板5 大施工技術

1、 三維掃描、BIM 結合深度應用

借助BIM 平臺中參數化軟件批量提取骨架制作模型，現場制作鋼骨架拼成胎模，再對胎膜進行三維掃描與BIM 模型進行比對，消除誤差。最后導出面層材料料單。

2、基于胎膜上的骨架焊接技術

通過BIM 進行建胎模放樣，首先采用方通焊接一個輔助定位的胎模模型。通過在模型上方做放線標記，確定出副龍骨骨架單元的橫梁立柱定位點。現場根據各分段單元副龍骨曲度、高低點的控制，在同一胎膜上制作出各分段單元骨架的每一根龍骨位置的限位構件、高低點的控制限位構件以及可調節吊桿U 型抱箍盤固定點的限位卡件。通過三維掃描對胎膜核對無誤后，方可用于指導施工。

單元骨架按BIM 導出的骨架模型形成骨架下料單，根據下料單，對鋼材進行切割及弧彎，再在胎模上根據各分段的骨架限位卡件位置，預排單元骨架，最后焊接。吊桿抱箍盤安裝，根據定位尺寸將連接吊桿用的主橫梁焊接在骨架單元上，最后將吊桿通過抱箍固定在主橫梁上方，與鋁板骨架單元一起吊裝。

現場胎模上制作單元骨架

1-胎模 2-上胎模 3-限位構件 4-卡位構件 5-胎模支架 6-單元副龍骨橫向骨架 7-U 型抱箍盤 8-單元副龍骨縱向骨架 9-主橫梁胎模詳圖

3、 裝配式單元組件拼裝技術

單元組件骨架制作完成后，在地面鋪設地毯，依據鋁面板編號，先對鋁板進行預排版，之后把定制連接件安裝在鋁板的附框槽上，再將鋁面板逐塊安裝在骨架上。鋁板安裝時，必須嚴格控制鋁板完成面及鋁板拼縫間距。通過定制連接件可沿附框槽的方向左右移動及調整，以到達每一片鋁板精準安裝在單元組件骨架上，定制連接件間距不超過350mm。

單元組件現場安裝圖

單元組件安裝詳圖

4、抱箍式可調節吊桿應用技術

（1） 可調節抱箍式吊桿主要組成部分：它分三部分組成，方通吊桿+調節螺桿+U 型抱箍盤。

方通吊桿上設置：80?80?6mm 鍍鋅方通吊桿加工件；在方通上端開抱箍在轉換層上的栓接操作孔；在方通的下端開上下調節通絲螺桿栓接操作孔；（4）在方通的下端滿焊8mm封口鋼板固定；方通上端設置螺栓固定的U型抱箍用于固定在轉換層鋼骨架上。

調節螺桿：20#通絲螺桿；8mm 厚U 型熱鍍鋼吊件。

U 型抱箍盤：8mm 厚熱鍍鋼制吊耳；抱箍盤；8mm 厚熱鍍鋼加強三角肋板；一對U型抱箍用于固定單元組件骨架。

（2） 通過定制X、Y、Z 三個方向可調節的抱箍吊桿，滿足多曲面鋁板定位、調節與安裝。吊桿在工廠定制加工時，必須在吊桿上標記吊桿編號，方便現場施工人員查找。吊桿安裝前，可通過BIM 放樣確定每個鋁板單元的吊點位置，在轉換層鋼骨架上做好標記，并編制編號，此編號需與對應的吊桿編號相一致。吊桿通過定制鋼抱箍臨時固定在轉換層鋼骨架上，抱箍螺栓暫不擰緊，確保吊桿可以左右移動即可，方便在下一步工序中調節吊桿位置。

1-80＊80＊6mm 鍍鋅方通吊桿加工件 2-開栓接操作孔 3-開栓接操作孔 4-20#通絲螺桿 5-8MM 厚U 型熱鍍鋼吊件 6-8mm 厚熱鍍鋼制吊耳 7-轉換層龍骨U 型抱箍 8-8mm 厚熱鍍鋼加強三角肋板 9-8mm 封口鋼板 10-單元組件U 型抱箍 11-轉換層龍骨U 型抱箍 12-雙螺栓固定可調節吊桿詳圖

5、機械吊裝、反向安裝技術

采用承重4 千斤的卷揚機對單元組件進行提升，拉繩輔助，提升至安裝部位時采用手動葫蘆工具進行臨時固定，此時拆除卷揚機吊環，曲臂車配合單元組件定位，反向安裝調節吊桿。

鋁板單元吊裝時，采用1 臺同步控制的卷揚機起吊，卷揚機連接鋁板單元的4 個吊點。鋁板單元的4 個吊點達到受力平衡后，才能起吊。

鋁板單元起吊致安裝區域后，由工人在操作平臺上將手動葫蘆掛鉤連接在鋁板單元上，連接牢固后再將卷揚機掛鉤摘除。此時鋁板單元由4 臺手動葫蘆吊在安裝位置處。

在轉換層上鋪設200?50mm 厚的木松板作為操作平臺，在平臺上方1800mm 處拉兩道鋼絲繩作為操作工人安全帶的掛點，工人在操作平臺上通過手動操作葫蘆將鋁板單元逐漸調整到位，然后將調節螺桿與吊桿連接到位，將螺桿上的螺帽擰緊。調整過程中，由另外一組工人乘坐曲臂車，車在鋁板外側做全程測量監控，確保鋁板單元調整順直，板塊之間平滑過渡，使整個吊頂平滑度、平整度、縫寬、接縫高低差等指標達到了設計要求及預期效果。

五、結語

西安絲路國際展覽中心精裝修項目采用裝配式機械吊裝反向施工技術有效的控制了展廳高精度復雜造型安裝的精度，提高整體施工質量；采用三維激光掃描技術，避免了安裝誤差造成返工；采用抱箍式可調節吊桿進行鋁板單元框吊裝，為后期運營中更換調整提供了便利條件。從優化方案著手，在保證施工質量和安全的同時，整個吊頂平滑度、平整度、縫寬、接縫高低差等指標達到了設計要求及預期效果，施工質量獲得了業主、設計、監理以及眾多參觀者的一致好評。