超大型雙曲面鋁條板吊頂在某機(jī)場航站樓的應(yīng)用

1、超大型雙曲面鋁條板吊頂在某機(jī)場航站樓的應(yīng)用深圳市深裝總裝飾股份有限公司梅啟旺摘要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國近幾年來興建了許多如航站機(jī)、 會展中心等大型建筑。大空間建筑天花吊頂設(shè)計及施工都面臨著很大的挑 戰(zhàn)，大部分都是采用大曲面網(wǎng)架的屋面結(jié)構(gòu)形式，下弦的吊頂技術(shù)也得到 不斷提升及創(chuàng)新。本文根據(jù)工程案例，對大型雙曲面鋁條板吊頂?shù)陌惭b施 工進(jìn)行探索。關(guān)鍵詞：航站樓；雙曲面；天花吊頂；難點及特征一、工程概況某機(jī)場航站樓主屋面采用大型鋼網(wǎng)架，覆蓋航站樓全部室內(nèi)空間，天 花吊頂總面積約14萬m2,見圖1。金屬條形板應(yīng)用半開放形式，方向為南 北方向，貫穿最長為700m同時采用網(wǎng)架協(xié)調(diào)的三角形安裝單元（

2、金屬條 板及后部支撐框架組成）方式，每個單元之間轉(zhuǎn)接件相連并與主體結(jié)構(gòu)相 連。圖1 平面圖二、吊頂特征與難點（一）大型空間的曲面網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在進(jìn)行吊頂安裝施工時存在網(wǎng)架變形較 大及球節(jié)點有施工誤差、結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜、測量定位難等特征。應(yīng)用三角形單元布置在下弦吊頂，可以適應(yīng)雙曲面的空間變化，通過六 角法蘭將骨架單元與網(wǎng)架球節(jié)點連接并消除球節(jié)點位置不準(zhǔn)所造成的施工誤差，當(dāng)然也可以同時滿足三角形龍骨單元隨著雙曲面空間變化天花吊頂施工前需要先對網(wǎng)架球節(jié)點認(rèn)真測量， 分段或分區(qū)域找好龍骨 吊桿的固定位置，讓主龍骨所組成的三角形吊頂單元與屋面網(wǎng)架一致，同 時盡可能地減少規(guī)格型號以利于施工。（二）本工程吊頂為雙曲面

3、，規(guī)模及氣勢較大，在施工方面體現(xiàn)出了 施工工藝先進(jìn)、速度快、精度高、工作效率高、質(zhì)量容易保證等特征，充 分體現(xiàn)了新材料、新技術(shù)的應(yīng)用價值。三、吊頂系統(tǒng)施工組織設(shè)計總體吊頂設(shè)計思路：主屋面吊頂由加工廠預(yù)制三角形單元板塊，連接 構(gòu)件與網(wǎng)架球點固定好單元框架，在連接上可以三維調(diào)節(jié)，比較適用于本 大型項目不同固定條件。龍骨框架上部與節(jié)點一直維持垂直固定，底部隨 著房頂?shù)那市D(zhuǎn)，鋁板條通過支架與單元龍骨框架固定在一起。在平面 投影圖上，板條被設(shè)置成整齊間距，它與結(jié)構(gòu)布置網(wǎng)格和柱位置一致，該 平面圖上的位置應(yīng)投影到吊頂?shù)脑O(shè)計曲面表面上。每條吊頂板能從吊頂安 裝單元上方便地拆卸，每個吊頂三角形單元能整體拆

4、卸，以便進(jìn)行維護(hù)和 更換。四、施工技術(shù)要點及解決措施（一）工藝流程施工圖紙深化一鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)高程測量一吊頂定位放線一吊頂?shù)鯒U組件安 裝一吊頂骨架拼裝吊裝一隱蔽工程驗收一天花吊頂面板安裝一面板調(diào)平一 清洗一施工驗收。（二）測量難點解決措施由于工程屬于超大型雙曲面，測量存在一定的難度。我們在對設(shè)計圖 紙進(jìn)行逐個復(fù)合測量各個球點的標(biāo)高，計算好吊頂完成面距離球點的垂直 距離，這些需要標(biāo)注在球節(jié)點上作為施工高程的控制點。由于在施工過程中所產(chǎn)生的鋼網(wǎng)網(wǎng)格變化及屋蓋荷載下沉距離，另外還有鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)架產(chǎn)生 位移等情況，特別是下沉較大的網(wǎng)架球點，我們需要作好適當(dāng)調(diào)整吊頂完 成面的高程，讓吊頂有足夠的空間距離。(1)為

5、保證測量精確度，我們還采取了以下解決措施:控制及攝影機(jī)場鋼結(jié)構(gòu)平面布置為Y字形，需測量的網(wǎng)架下弦球點共11300個。首先在平面圖上對每個下弦球節(jié)點進(jìn)行編號，Y形測量控制線如圖2所示?？刂茟?zhàn)，控制線控制線圖2 測量控制線示意應(yīng)用P31專業(yè)相機(jī)，拍攝200張像片中每隔5張像片布設(shè)3個像片 控制點。為了測定像片控制點的三維坐標(biāo)在下邊建立三維控制網(wǎng)。測定目標(biāo)點三維坐標(biāo)使用解析測圖儀或數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)，量測控制點的圖像坐標(biāo)。光束 法攝影測量網(wǎng)平差是根據(jù)共線條件確定圖像空間外方位元素 ，同時顧及內(nèi) 方位元素的攝影測量平差方式。共線方程：_ai(X -Xs) bi(Y-Ys) Ci (ZN)x- x0 a3

6、 (X - Xs) b3(Y -Ys) c3 (Z - Zs)f a2(X -Xs) %2(Y，Ys) c2 (Z -Zs) y - y。= 一 fa3(X -Xs) b3(Y -Ys) C3 (Z - Zs)式中：x, y為圖像坐標(biāo)；Xs, Ys, Zs為攝影中心坐標(biāo)；C, Y, Z為目標(biāo)方（控制點）坐標(biāo)；a2, a3； bi, b2, b3； c, C2, C3為圖像空間方位旋轉(zhuǎn)矩 陣；xo, y。為圖像主點坐標(biāo)；f為相機(jī)焦距。精度控制措施近景攝影測量的精度與攝影距離、相機(jī)焦距和攝影基線有關(guān)。若相 機(jī)焦距為100mm,針對上述攝影方案可?。簲z影距離30m,估算測量精度約 3mm;攝影距離5

7、0m,估算測量精度約5mm顧及控制點精度，總體點位精度 約8mm 施工時劃分區(qū)段，將誤差消除在每區(qū)段，以免誤差累積。在設(shè)計 上，鋼網(wǎng)架下弦球安裝了 350mm轉(zhuǎn)接圓盤，可抵消100mm水平方向誤差， 龍骨和轉(zhuǎn)接圓盤間的吊桿可消除豎直方向誤差 （見圖5）。（三）吊頂定位放線方法該施工工法以工程測量為依據(jù)，先對曲面網(wǎng)架球點三維位置進(jìn)行測量及 計算，得出每個六邊形的實際邊長后再分析該邊長所接近的區(qū)域，構(gòu)成相 應(yīng)三角形單元近似邊長。然后再該區(qū)域內(nèi)通過測量放線找出三角形龍骨吊 點的控制軸線，計算主龍骨下料尺寸，通過確定三角形單元主龍骨最接近區(qū) 域和連接點構(gòu)件三維方向，消化誤差，從而最大限度地減小龍骨尺寸

8、，方 便構(gòu)件批量加工及安裝。測量分區(qū)須將測量誤差在各個分段內(nèi)消耗，不累 計，控制軸線始終一致。S平（X2 -Xi）2 +（丫2 -Yi）2（1）根據(jù)高程控制點，運用h = H2-Hp,得：S斜=寸S平+ h 2（ 2 ）（四）吊頂?shù)鯒U組件安裝整個吊頂系統(tǒng)是由吊頂三角安裝單元組裝而成，吊頂單元之間通過六角球面法蘭相連接（圖3）。六角法蘭及吊軸組件連接到屋面鋼網(wǎng)架的下弦球 結(jié)點上。圖3三角形單元的連接(1)吊桿與網(wǎng)架上弦球節(jié)點的連接當(dāng)?shù)蹴斎前惭b單元交點處沒有下弦球結(jié)點時,此時通過中心吊件與網(wǎng)架球上弦球點連接(圖4)。施工方法是，將焊接支座牢固焊接在網(wǎng)架上 弦球上，然后，中心吊件通過三根長度可調(diào)節(jié)

9、的絞桿懸吊焊接支座上，所有連接必須牢固可靠。圖4吊桿與網(wǎng)架上弦球點連接(2)吊桿與網(wǎng)架下弦球節(jié)點的連接吊桿與網(wǎng)架下弦球節(jié)點的連接根據(jù)網(wǎng)架球的不同有兩種不同方式 ：當(dāng) 網(wǎng)架下弦球為焊接球時,直接在網(wǎng)架球上焊接一個焊接支座，龍骨吊桿直 接通過螺栓擰緊在焊接支座上；當(dāng)網(wǎng)架下弦球為螺栓球時,此時由于不能 在網(wǎng)架球上直接焊接，龍骨吊桿焊接在一個轉(zhuǎn)接鋼板上，轉(zhuǎn)接鋼板中心通 過螺栓與螺栓球底面的螺栓孔連接（圖5）。螺栓擰入螺栓球內(nèi)長度必須滿足 設(shè)計和規(guī)范要求。圖5吊桿與網(wǎng)架下弦球節(jié)點的連接（五）吊頂骨架拼裝吊裝龍骨在安裝前應(yīng)組裝好，主龍骨截面為三角形，副龍骨截面為菱形， 他們之間通過連接件（圖6）組裝成三角

10、形單元，三角形單元水平方向的安 裝誤差通過該連接件的伸縮來消化。組裝完成后 ，將三角形龍骨架體安裝 在龍骨吊桿上，龍骨吊桿下先安裝一個六角法蘭，三角形龍骨每一個角與 六角法蘭相應(yīng)的角連接后，用螺栓固定，三角形單元隨曲面的變化和適應(yīng) 網(wǎng)架的運動通過該六角法蘭的三維轉(zhuǎn)動實現(xiàn)。龍骨安裝完后，必須調(diào)平,使龍骨表面平整度、接縫寬度和起拱符合設(shè)計要求，并進(jìn)行隱蔽驗收。龍 骨調(diào)整不平，將影響天花面板觀感效果。圖6三角形龍骨單元及扣件構(gòu)造（六）天花吊頂面板安裝天花面板截面呈U型，它通過特制的彈簧安裝扣固定（圖7）在主副龍骨 上。連接件圖7 彈簧安裝扣（七）面板調(diào)平面板調(diào)平質(zhì)量關(guān)乎到整體天花外觀效果，同時也是天

11、花吊頂最后一道 工序。（八）伸縮縫的處理我們在進(jìn)行伸縮縫時，由于鋼屋網(wǎng)架受溫度影響較大，為了保證天花 吊頂整體效果，在金屬條形面板分縫與伸縮縫方向一致時，我們適當(dāng)加大 該處的分縫寬度，避免金屬條板在網(wǎng)架伸縮時相碰。在金屬條形面板分縫 與伸縮縫方向不同時設(shè)置一條假縫，也就是在該伸縮縫處增加一段長度約 為5060cm的略小的條板，將該條板插入伸縮縫兩邊的面板內(nèi)，一端固定, 一端放松，該條板就可以隨著網(wǎng)架的變化而變化，不影響天花整體觀感效 果。（九）天花清理上述工序施工完成后，安排專人用柔軟布料對天花板構(gòu)件進(jìn)行清理，去掉天花板構(gòu)件表面的污漬。(十)鋁條板吊頂安裝的允許偏差和檢驗符合下列要求:項次項目允許偏差(mm檢驗方法1接縫平整度1.5用2m靠尺檢查2接縫順直度3拉5m線，用尺量3端頭直線度3用2m靠尺檢查4分格縫寬度2用尺量檢查五、經(jīng)濟(jì)效益分析超大型雙曲面吊頂工程一般都會存在施工誤差、結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜、測量 定位難等情況，施工誤差及結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題通過具有三維可調(diào)的六角球面 法蘭組件及骨架單元組件相結(jié)合解決，測量難題則由近景測量技術(shù)解決， 實踐證明技術(shù)的可