多曲面復(fù)雜金屬板裝配式吊頂機(jī)械吊裝反向安裝施工技術(shù)

徐志強(qiáng) 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(jí)工程師

劉國(guó)舟 中建八局裝飾工程有限公司高級(jí)工程師

一、前言

多曲造型的大吊頂具有二維圖紙難表達(dá)、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(tái)費(fèi)用高、采用傳統(tǒng)工藝無(wú)法滿足施工要求等特點(diǎn)。如何保證多曲面金屬板吊頂精確安裝成為了行業(yè)重難點(diǎn)問(wèn)題。為解決骨架制作、面層下料、精準(zhǔn)安裝的難題，借助BIM 平臺(tái)參數(shù)制作結(jié)構(gòu)模型、利用BIM 模型指導(dǎo)施工過(guò)程，BIM 平臺(tái)中參數(shù)化軟件批量提取骨架制作模型，再對(duì)胎膜進(jìn)行三維掃描與BIM 模型進(jìn)行比對(duì)、消除誤差，通過(guò)定制抱箍可調(diào)節(jié)吊桿固定，采用機(jī)械吊裝就位反向安裝。

本技術(shù)列入國(guó)家十三五科研課題基于綠色施工全過(guò)程工藝技術(shù)創(chuàng)新研究與示范—大空間裝配式裝修施工工藝子課題的重點(diǎn)研發(fā)技術(shù)。

二、工程概況

西安絲路國(guó)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(wàn)5mm 厚單元式穿孔鋁板達(dá)到22500

本工程展廳有15 道梁，每道梁設(shè)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(duì)稱布置。展廳最大鋁板單元自重約1.87T。

會(huì)展中心作為大型的交流國(guó)際化平臺(tái)，其對(duì)展示中國(guó)形象，傳播中國(guó)聲音具有重要的歷史意義。會(huì)展中心項(xiàng)目關(guān)系著國(guó)家實(shí)力的體現(xiàn)和企業(yè)責(zé)任的彰顯，因此本工程施工質(zhì)量必將是管理的重中之重。

三、多曲面復(fù)雜金屬板吊頂施工重點(diǎn)與難點(diǎn)

1、 在施工范圍內(nèi)，大桁架吊頂距地面高度相差較大，整個(gè)吊頂完成面最高處高度為20m，最低點(diǎn)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(guī)格多達(dá)536種，由最低點(diǎn)向最高點(diǎn)呈多曲外傾斜裝飾效果，板塊無(wú)規(guī)則拼接，整個(gè)吊頂凹凸關(guān)系層次多，板塊安裝難度高，對(duì)整體飾面安裝平整度、接縫寬度、接縫高低差、銜接弧度有嚴(yán)苛的要求。

3、 本工程復(fù)雜綜合吊頂對(duì)墻面石材、墻面鋁板對(duì)縫、末端點(diǎn)位排位等尺寸呼應(yīng)上有著特殊要求，大空間綜合點(diǎn)位排布及過(guò)程糾偏對(duì)測(cè)量精度有著嚴(yán)格要求，施工過(guò)程中細(xì)節(jié)收邊收口工序多，現(xiàn)場(chǎng)鋼骨架制作難度大，面層材料規(guī)格多，施工過(guò)程中專業(yè)分包配合多，現(xiàn)場(chǎng)尺寸精準(zhǔn)定位難度大。

4、 吊頂?shù)撞繛闄E圓形鋁格柵平頂，格柵規(guī)格多達(dá)248 中，由中軸線兩側(cè)對(duì)稱布置，多曲面鋁板傾斜頂與鋁格柵平頂通過(guò)燈槽實(shí)現(xiàn)平滑收邊收口，整個(gè)室內(nèi)裝飾空間顯得凹凸有致、復(fù)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(jié)構(gòu)，對(duì)于基礎(chǔ)鋼架制作要求較高，原設(shè)計(jì)鋼架基層為方正箱體，且安裝誤差交大，采用傳統(tǒng)工藝無(wú)法滿足施工要求。

四、通過(guò)難點(diǎn)分析研發(fā)了多曲面復(fù)雜金屬板5 大施工技術(shù)

1、 三維掃描、BIM 結(jié)合深度應(yīng)用

借助BIM 平臺(tái)中參數(shù)化軟件批量提取骨架制作模型，現(xiàn)場(chǎng)制作鋼骨架拼成胎模，再對(duì)胎膜進(jìn)行三維掃描與BIM 模型進(jìn)行比對(duì)，消除誤差。最后導(dǎo)出面層材料料單。

2、基于胎膜上的骨架焊接技術(shù)

通過(guò)BIM 進(jìn)行建胎模放樣，首先采用方通焊接一個(gè)輔助定位的胎模模型。通過(guò)在模型上方做放線標(biāo)記，確定出副龍骨骨架單元的橫梁立柱定位點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)根據(jù)各分段單元副龍骨曲度、高低點(diǎn)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(gòu)件、高低點(diǎn)的控制限位構(gòu)件以及可調(diào)節(jié)吊桿U 型抱箍盤固定點(diǎn)的限位卡件。通過(guò)三維掃描對(duì)胎膜核對(duì)無(wú)誤后，方可用于指導(dǎo)施工。

單元骨架按BIM 導(dǎo)出的骨架模型形成骨架下料單，根據(jù)下料單，對(duì)鋼材進(jìn)行切割及弧彎，再在胎模上根據(jù)各分段的骨架限位卡件位置，預(yù)排單元骨架，最后焊接。吊桿抱箍盤安裝，根據(jù)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(guò)抱箍固定在主橫梁上方，與鋁板骨架單元一起吊裝。

現(xiàn)場(chǎng)胎模上制作單元骨架

1-胎模 2-上胎模 3-限位構(gòu)件 4-卡位構(gòu)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(shù)

單元組件骨架制作完成后，在地面鋪設(shè)地毯，依據(jù)鋁面板編號(hào)，先對(duì)鋁板進(jìn)行預(yù)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(shí)，必須嚴(yán)格控制鋁板完成面及鋁板拼縫間距。通過(guò)定制連接件可沿附框槽的方向左右移動(dòng)及調(diào)整，以到達(dá)每一片鋁板精準(zhǔn)安裝在單元組件骨架上，定制連接件間距不超過(guò)350mm。

單元組件現(xiàn)場(chǎng)安裝圖

單元組件安裝詳圖

4、抱箍式可調(diào)節(jié)吊桿應(yīng)用技術(shù)

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

方通吊桿上設(shè)置：80?80?6mm 鍍鋅方通吊桿加工件；在方通上端開抱箍在轉(zhuǎn)換層上的栓接操作孔；在方通的下端開上下調(diào)節(jié)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(shè)置螺栓固定的U型抱箍用于固定在轉(zhuǎn)換層鋼骨架上。

調(diào)節(jié)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(qiáng)三角肋板；一對(duì)U型抱箍用于固定單元組件骨架。

（2） 通過(guò)定制X、Y、Z 三個(gè)方向可調(diào)節(jié)的抱箍吊桿，滿足多曲面鋁板定位、調(diào)節(jié)與安裝。吊桿在工廠定制加工時(shí)，必須在吊桿上標(biāo)記吊桿編號(hào)，方便現(xiàn)場(chǎng)施工人員查找。吊桿安裝前，可通過(guò)BIM 放樣確定每個(gè)鋁板單元的吊點(diǎn)位置，在轉(zhuǎn)換層鋼骨架上做好標(biāo)記，并編制編號(hào)，此編號(hào)需與對(duì)應(yīng)的吊桿編號(hào)相一致。吊桿通過(guò)定制鋼抱箍臨時(shí)固定在轉(zhuǎn)換層鋼骨架上，抱箍螺栓暫不擰緊，確保吊桿可以左右移動(dòng)即可，方便在下一步工序中調(diào)節(jié)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(zhuǎn)換層龍骨U 型抱箍 8-8mm 厚熱鍍鋼加強(qiáng)三角肋板 9-8mm 封口鋼板 10-單元組件U 型抱箍 11-轉(zhuǎn)換層龍骨U 型抱箍 12-雙螺栓固定可調(diào)節(jié)吊桿詳圖

5、機(jī)械吊裝、反向安裝技術(shù)

采用承重4 千斤的卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)單元組件進(jìn)行提升，拉繩輔助，提升至安裝部位時(shí)采用手動(dòng)葫蘆工具進(jìn)行臨時(shí)固定，此時(shí)拆除卷?yè)P(yáng)機(jī)吊環(huán)，曲臂車配合單元組件定位，反向安裝調(diào)節(jié)吊桿。

鋁板單元吊裝時(shí)，采用1 臺(tái)同步控制的卷?yè)P(yáng)機(jī)起吊，卷?yè)P(yáng)機(jī)連接鋁板單元的4 個(gè)吊點(diǎn)。鋁板單元的4 個(gè)吊點(diǎn)達(dá)到受力平衡后，才能起吊。

鋁板單元起吊致安裝區(qū)域后，由工人在操作平臺(tái)上將手動(dòng)葫蘆掛鉤連接在鋁板單元上，連接牢固后再將卷?yè)P(yáng)機(jī)掛鉤摘除。此時(shí)鋁板單元由4 臺(tái)手動(dòng)葫蘆吊在安裝位置處。

在轉(zhuǎn)換層上鋪設(shè)200?50mm 厚的木松板作為操作平臺(tái)，在平臺(tái)上方1800mm 處拉兩道鋼絲繩作為操作工人安全帶的掛點(diǎn)，工人在操作平臺(tái)上通過(guò)手動(dòng)操作葫蘆將鋁板單元逐漸調(diào)整到位，然后將調(diào)節(jié)螺桿與吊桿連接到位，將螺桿上的螺帽擰緊。調(diào)整過(guò)程中，由另外一組工人乘坐曲臂車，車在鋁板外側(cè)做全程測(cè)量監(jiān)控，確保鋁板單元調(diào)整順直，板塊之間平滑過(guò)渡，使整個(gè)吊頂平滑度、平整度、縫寬、接縫高低差等指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求及預(yù)期效果。

五、結(jié)語(yǔ)

西安絲路國(guó)際展覽中心精裝修項(xiàng)目采用裝配式機(jī)械吊裝反向施工技術(shù)有效的控制了展廳高精度復(fù)雜造型安裝的精度，提高整體施工質(zhì)量；采用三維激光掃描技術(shù)，避免了安裝誤差造成返工；采用抱箍式可調(diào)節(jié)吊桿進(jìn)行鋁板單元框吊裝，為后期運(yùn)營(yíng)中更換調(diào)整提供了便利條件。從優(yōu)化方案著手，在保證施工質(zhì)量和安全的同時(shí)，整個(gè)吊頂平滑度、平整度、縫寬、接縫高低差等指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求及預(yù)期效果，施工質(zhì)量獲得了業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理以及眾多參觀者的一致好評(píng)。