高難度精品大跨度雙曲線10.8萬平米吊頂創(chuàng)新與施工

張耀輝

摘 要：“該工程是奧運會項目，T3航站樓工程，整個分為T3A＼T3B＼T3C，因此他的結構形式T3A＼T3B是基本相同的，屋頂部的吊頂做法也是相同的，共計25萬平米的此類吊頂，它的做法，安裝方式，也是相同的。因此在工藝要求，滿足大吊頂雙曲線的弧形曲面變化、做法上方便安裝、模塊化、標準化、裝配化。質(zhì)量達到設計要求及功能和驗收標準。

關鍵詞：雙曲線弧型吊頂；全方位可調(diào)六爪駁接吊桿；標準單元；創(chuàng)新點

1 工程背景

在2006年首都國際機場T3航站樓工程，是作為一項重要基礎工程，是2008年奧運工程，乃至更久遠的發(fā)展做好充分準備，航站樓本質(zhì)是交通功能的建筑。是乘客抵首都北京必經(jīng)之路，同時也是北京乃至全國的形象窗口建筑，因此首要任務是為旅客提供最先進、舒適、便捷進出港環(huán)境，同時能有機巧妙地將與地域文化結合起來，給乘客帶來北京甚至全國的獨特文化特色體驗。國際化、人性化、地域化、和生態(tài)化是機場的建筑工程的主流。作為首都國際化大都市。首都機場具有深厚歷史底蘊的城市在此基礎上更應體現(xiàn)讓人印象深刻的文化內(nèi)涵。此項工程是由英國.諾曼.福斯特先生設計，和福斯特公司聯(lián)合設計。結構由英國奧亞納和北京建筑設計院組成聯(lián)合設計聯(lián)合體。為人字型平放對頂平放建筑，南北長900m*東西長790m長，加之屋頂為金黃色，外漂通高直徑2.5m大紅鋼柱南北長分布一周圈，承托起這座宏偉的建筑。（核心區(qū)最高處高度）45m高由黃到紅十幾種顏色漸變突出體現(xiàn)中國的文化理念，吊頂采用半開放式鋁條板均為南北走向分布。

2 T3航站樓工程大吊頂?shù)奶攸c和難點

（1）T3航站樓內(nèi)屋頂為球型網(wǎng)架鋼結構，屋面吊頂為雙曲線連續(xù)曲面鋁合金條板吊頂系統(tǒng)，屋面建筑吊頂面積，是國內(nèi)超大型吊頂。最大特點是：東西北翼為單弧面、雙曲線向中間變化，南北指廊兩半弧面弧面和雙曲線向中間變化。按照設計要求吊頂曲面連續(xù)不斷，是最大特點。（2）屋頂為球型網(wǎng)架鋼結構，屋面吊頂為雙曲線連續(xù)曲面鋁合金條板吊頂系統(tǒng)，沒有詳圖和參照樣品，也是最難的難點之一。（3）按設計要求吊頂只可以在，主屋面網(wǎng)架下玄球點設吊桿駁接點經(jīng)測算，它的下玄球點點位誤差較大、高差及雙曲網(wǎng)架的變化大、而且到邊上沒有球點，意味著沒有吊點，只有航架，那還要另設計出固定的方法，按照鋼網(wǎng)架要求吊點吊桿只能用已預留的吊點，不可以在其他航架上焊接，因此要滿足要求，就要研發(fā)出一套的裝配方便，全方位能調(diào)節(jié)消除偏差，通用所有配件標準化，減少異形件，還要安裝快捷，方便，制定加工方案來，此是難點二。（4）主屋面網(wǎng)架下玄球點設吊桿駁接點，這樣10.8吊頂面積，下玄球點到球點的跨距5.2米，經(jīng)計算，要滿足主龍骨的強度采用鋁合三角形主龍骨、壁厚為3mm厚，按照構造需要、美觀、保證整體性采用三角型單元框設計，由三角形組成六邊型的中間為主吊點、隨屋架下玄接球點為吊頂系統(tǒng)分布點，組成吊頂連接成套的系統(tǒng)，同時隨屋面雙向曲面變化而變化。各部可調(diào)節(jié)消除偏差。大吊頂還要設置三方向斜拉桿、長短、角度、可調(diào)，保證吊頂?shù)姆€(wěn)定性。難點之三：因此整個成套吊頂系統(tǒng)要進行研發(fā)。

3 創(chuàng)新與施工

3.1 雙曲面超大面積新型吊桿爪件研究創(chuàng)新一

（1）吊頂是國外設計出方案圖大概做法和，其它具體做法與網(wǎng)架連接、能隨屋面雙向曲面變化而變化的。為滿足吊點功能采用萬向調(diào)節(jié)的“六爪駁接件”與網(wǎng)架節(jié)點連，無疑成為吊頂系統(tǒng)了中的重要部件，能夠隨著鋼網(wǎng)架的曲率旋轉變化。多方位可調(diào)節(jié)角度方案。（2）吊桿一端設計成ф38球頭鑲嵌在爪件內(nèi)，并帶鎖死裝置。用以調(diào)節(jié)大角度0°～18°，吊桿的另一端為0mm～150mm絲扣、可調(diào)節(jié)長短（即高低），且六爪件還要與六個方向的三角形單元，連接成六邊型、為能消除偏差，連接爪要在（0mm～30mm內(nèi)可調(diào)神縮量），保證整個大吊六邊統(tǒng)一，標準化三角形單元的尺寸，調(diào)后能鎖死，保證安全穩(wěn)定吊頂（詳見下表）。

3.2 吊頂成套系統(tǒng)主龍骨開模加工創(chuàng)新點二

（1）主龍骨的壁厚、形式、承載力、通過計算實驗確定，三角形主龍骨內(nèi)設多根肋頸保證承載力、和穩(wěn)固，吸聲襯里作用，以便平整和更具有強度的標準三角形龍骨框。（2）三角形主龍骨的規(guī)格為200×50×δ3.0×L，截面形狀為△形，下角設計有T形槽開口，以便于條板龍骨任意滑動，材料為AA6063T5鋁合金型材，主次龍骨均采用擠壓模具一次成型生產(chǎn)。整體強度高，穩(wěn)定性好。

3.3 三角型龍骨框連接碼研究創(chuàng)新點三

（1）三角主龍骨連接碼。用于主龍骨三角框間的連接并連接六爪可調(diào)駁接件，每套駁接件上有規(guī)格為250×120×24×δ6.0連接碼，和一件規(guī)格為175×120×24×δ6.0連接碼，形狀為U形，用沖孔折 彎.攻絲加工成形，材料為奧氏體不銹鋼板，材料厚度δ6.0mm。已形成完整的吊頂骨架鏈接可調(diào)系統(tǒng)。消除結構的偏差。（2）提供標準尺寸，三角主龍骨連接角碼組裝標準三角形單元，與六爪件依次安裝三角形龍骨框的連接，并調(diào)節(jié)偏差后，可鎖死。

3.4 大吊頂三方向斜拉桿研究創(chuàng)新點四

整個吊頂系統(tǒng)和吊頂?shù)陌逡陨系膬?nèi)部，和吊頂有上照下照燈及設備，需要檢修，設有檢修碼道，因此它們與吊頂為一體要保證穩(wěn)固性、安全的。

3.5 大吊頂格柵條形板/專用卡研究創(chuàng)新點五

（1）在施工安裝環(huán)節(jié)，吊頂條形板材鋪設與三角形框成60、120、180度角安裝。（2）吊頂條形面板材料選用鋁錳合金，合金牌號：AA3005或AA3105。厚度0.8mm。條板經(jīng)滾壓加工而成，產(chǎn)品表面采用雙面預滾涂烤漆工藝處理，正面涂層采用法瑯搪烤漆工藝，背面為，聚酯烤漆。所有的與主框連接、即要牢固、可靠平整，可調(diào)角度。因此設計出帶彈簧中心軸定型卡，在條板中任意滑動和轉動。加工長度隨安裝位置不同而不同，但不大于6m，且每6m長度誤差不大于±0.25mm。以保證整個大吊頂程獻出米字型的效果，橘黃色的鋁格柵吊頂從30m～45m高，連綿不斷，氣勢如虹，雄偉壯觀。

4 結束語

T3航站樓高難度大跨度雙曲線條形板吊頂。最終在全體施工人員共同努力下，開動腦筋，發(fā)揮大家力量，以科學務實太度，精益求精設計·研發(fā)，較好保質(zhì)保量完成這項任務，T3航站樓工程榮獲魯班獎。