蠶繭式金屬吊頂施工技術(shù)的研究與應(yīng)用

徐志昊

摘 要：蠶繭式金屬吊頂施工技術(shù)是吊頂領(lǐng)域前沿技術(shù)，其采用的工藝是螺栓栓接可調(diào)節(jié)角度的不銹鋼三維調(diào)節(jié)板。在保證施工進(jìn)度的前提下，進(jìn)一步確保加工材料的精確度，從而滿足工程建設(shè)總體進(jìn)度要求。

關(guān)鍵詞：蠶繭式；金屬吊頂；螺栓栓接；施工技術(shù)

中圖分類號：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

蕭山國際機(jī)場擁有168251m 2總建筑面積，航站樓建設(shè)工程為浙江省重點(diǎn)建設(shè)工程，其機(jī)場位置絕佳，設(shè)備種類世界領(lǐng)先。蕭山國際機(jī)場作為一類國際航空港，承擔(dān)國際上重要的定期航班。

1 工程概況

蕭山國際機(jī)場出發(fā)層主樓區(qū)域，采用吊頂施工技術(shù)為蠶繭式金屬吊頂。蠶繭式金屬吊頂體系是由不一尺寸及曲率的正菱形鋁板構(gòu)成，整個(gè)吊頂系統(tǒng)外沿采用弧形條板，內(nèi)有3個(gè)蠶繭式鏤空吊頂。

該蠶繭區(qū)穹頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)有三大板塊：繭尖、繭尾及蠶繭區(qū)。整體結(jié)構(gòu)的實(shí)際尺寸都是有精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，拼接成雙曲面板，以確保其順滑程度。

2 工程難點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)分析

2.1 工程難點(diǎn)分析

2.2.1 吊頂?shù)纳罨O(shè)計(jì)

蠶繭式金屬吊頂?shù)男Q繭區(qū)域要保證3種效能，一需保證穿孔鋁板透光特性，二需龍骨系統(tǒng)要在吊頂面板的背面且不露出來，三需確保該區(qū)域的整體美觀。吊頂?shù)纳罨O(shè)計(jì)中，確保以上3種性能的吊頂設(shè)計(jì)是施工難點(diǎn)。

2.2.2 現(xiàn)場桁架結(jié)構(gòu)

桁架桿件的角度和高度決定不同多變的曲率，同時(shí)整體上要實(shí)現(xiàn)雙向曲面的屋面造型，桁架結(jié)構(gòu)實(shí)為多曲面結(jié)構(gòu)。因此，從整體上觀察，多曲面結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場桁架結(jié)構(gòu)是該工程的難點(diǎn)之一，同時(shí)鋁板的加工及安裝工作加大工程難度系數(shù)。

2.2 工程創(chuàng)新點(diǎn)分析

蕭山國際機(jī)場蠶繭式金屬吊頂系統(tǒng)工程難度系數(shù)大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為減少后續(xù)工程量（鉚接、二次焊接等），該吊頂系統(tǒng)采用的工藝是螺栓栓接，利于安裝大型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；為適應(yīng)多樣的曲率，安裝調(diào)節(jié)板要采用可調(diào)節(jié)角度的不銹鋼三維調(diào)節(jié)板；面板的安裝工藝需防止剪力變形，用螺栓栓接緊固板面折邊。

3 施工中三大部分

施工中主要的3部分：蠶繭部位吊頂施工、蠶繭部位條形板安裝和整體質(zhì)量問題防控。

3.1 蠶繭部位吊頂施工

蠶繭部位吊頂施工是由正菱形鋁板組成。主副龍骨在保證與多曲面結(jié)構(gòu)的桿件投影呈45℃時(shí)，要確保從菱形造型邊穿插過去。與此同時(shí)，主龍骨與桿件有一個(gè)投影交匯點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)是吊裝點(diǎn)。在深化設(shè)計(jì)中，為實(shí)現(xiàn)吊頂整體在大空間上的曲率變化，就要利用裝飾面板和每組單元龍骨之間的角度及高度差，也就是利用該區(qū)域主龍骨串聯(lián)相鄰吊裝點(diǎn)。

材料構(gòu)架為每組單元4個(gè)頂角、主龍骨（12吊桿）、副龍骨（8吊桿）、萬向轉(zhuǎn)動(dòng)吊裝盤，方法為多點(diǎn)調(diào)節(jié)盤點(diǎn)式吊裝。吊點(diǎn)可隨意通過萬向轉(zhuǎn)動(dòng)吊裝盤調(diào)整角度問題，則吊桿便可通過萬向轉(zhuǎn)動(dòng)吊裝盤調(diào)整高度問題，在確保龍骨與吊桿在固定下垂直，保證受力穩(wěn)定性的情況下，可適應(yīng)多變的曲率。

該蠶繭部位的吊頂施工過程如下：先利用抱箍安裝法把半牙螺栓擰緊固定在桁架圓管上，后利用全牙螺栓再次進(jìn)行固定，接著呈井字形地排布安裝主（副）龍骨。該次的吊頂施工過程要注意安裝鋁板時(shí)確保其板面連接處要拼縫整齊。

3.2 蠶繭部位條形板安裝

在吊頂系統(tǒng)區(qū)域中，非蠶繭區(qū)要求主龍骨與多曲面結(jié)構(gòu)之間的桿件投影的角是90°，又因吊裝點(diǎn)為主龍骨和多曲面結(jié)構(gòu)之間的桿件投影的交匯點(diǎn)，故該部位是3層結(jié)構(gòu)的龍骨系統(tǒng)。第一層是長100mm、高3mm厚C型鋼的主龍骨；第二層是5號角鋼的輔助龍骨；第三層是C型的副龍骨。

3.2.1 放線定位、安裝抱箍件及萬向轉(zhuǎn)動(dòng)盤

（1）根據(jù)圖紙上的龍骨位置進(jìn)行彈線工作，從而找出主龍骨對應(yīng)的投影位置。

（2）根據(jù)對吊裝點(diǎn)逐一進(jìn)行編號，從而測量出桿架的實(shí)際高度范圍。

（3）計(jì)算出吊桿的長度。

（4）根據(jù)吊裝點(diǎn)及三維坐標(biāo)參數(shù)，用螺栓緊固安裝抱箍件，接著安裝萬向轉(zhuǎn)動(dòng)盤。

（5）根據(jù)吊裝點(diǎn)安裝相應(yīng)長度的垂直吊桿。

3.2.2 龍骨安裝

安裝龍骨部分主要涉及主龍骨、輔加龍骨及副龍骨。

（1）根據(jù)主龍骨高度的定位參數(shù)，把其固定在萬向轉(zhuǎn)動(dòng)盤的吊桿上，接著調(diào)整主龍骨所對應(yīng)的高程并順直與其相鄰的兩根主龍骨，然后用螺栓緊固龍骨。

（2）根據(jù)弧度的相關(guān)要求和輔加龍骨高度的定位參數(shù)，適時(shí)地增加輔加龍骨，并在其投影方向同主龍骨排布形式上為井字形，接著調(diào)整輔加龍骨所對應(yīng)的高程、角度并順直與其相鄰的兩根主龍骨，然后用螺栓緊固龍骨。

（3）根據(jù)副龍骨高度的定位參數(shù)，在固定轉(zhuǎn)換輔加龍骨的前提下安裝副龍骨，接著調(diào)整副龍骨所對應(yīng)的高度。

3.2.3 鋁板安裝

鋁板安裝部分，首先要確定其頂板的安裝軸線，再根據(jù)軸線逐漸安裝鋁板。

3.3 質(zhì)量問題防控

蠶繭式金屬吊頂施工在質(zhì)量方面的要求甚高，尤其是該吊頂系統(tǒng)領(lǐng)域中所要采用的材料與技術(shù)工藝（正菱形鋁板、正副龍骨、吊桿等）的標(biāo)高、規(guī)格、材質(zhì)、安裝位置及連接方式的相關(guān)處理要求。在工程建設(shè)中，要保證工程中的每一部分安裝的位置及安裝的要求皆符合工程師的設(shè)計(jì)要求及圖紙；既要保證各個(gè)單元組的拼接處無松動(dòng)現(xiàn)象，又要確保吊頂系統(tǒng)中的相關(guān)材料做過防腐處理。

蠶繭式金屬吊頂建設(shè)中安裝鋁板滿足的條件：（1）對鋁板本身質(zhì)量要求高，其表面不能變形和劃痕，保持表面美觀；（2）要符合設(shè)計(jì)理念及要求，尤其是該吊頂系統(tǒng)領(lǐng)域中的標(biāo)高和表面曲線起拱的設(shè)計(jì)要求；（3）鋁板板面的拼接處要求整齊美觀，即曲面弧線要流暢美觀，鋁板被分塊、分格時(shí)要寬度一致。

結(jié)論

蠶繭式金屬吊頂?shù)氖┕ぜ夹g(shù)具有復(fù)雜度高，難度系數(shù)高的特性。蠶繭式金屬吊頂施工中主要包括3部分：蠶繭部位吊頂施工、蠶繭部位條形板安裝和整體質(zhì)量問題防控。在為減少施工過程中的相關(guān)安全隱患及提高工效的多重考慮下，該吊頂系統(tǒng)采用的工藝是螺栓栓接，利于安裝大型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；為適應(yīng)多樣的曲率，安裝調(diào)節(jié)板要采用可調(diào)節(jié)角度的不銹鋼三維調(diào)節(jié)板；面板的安裝工藝需防止剪力變形，用螺栓栓接緊固板面折邊。

蠶繭式金屬吊頂施工技術(shù)經(jīng)過深化設(shè)計(jì)及嚴(yán)格的測量計(jì)算，在保證施工進(jìn)度的前提下，進(jìn)一步確保了加工材料的精確度，從而有著很好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

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