多曲面复杂金属板装配式吊顶机械吊装反向安装施工技术

徐志强 中建八局装饰工程有限公司工程师

胡敏华 中建八局装饰工程有限公司工程师

王红成 中建八局装饰工程有限公司高级工程师

刘国舟 中建八局装饰工程有限公司高级工程师

一、前言

多曲造型的大吊顶具有二维图纸难表达、下单尺寸难量取、施工安装难定位骨架与面层制作精度难把控、基层与面层安装误差交大、操作平台费用高、采用传统工艺无法满足施工要求等特点。如何保证多曲面金属板吊顶精确安装成为了行业重难点问题。为解决骨架制作、面层下料、精准安装的难题，借助BIM 平台参数制作结构模型、利用BIM 模型指导施工过程，BIM 平台中参数化软件批量提取骨架制作模型，再对胎膜进行三维扫描与BIM 模型进行比对、消除误差，通过定制抱箍可调节吊杆固定，采用机械吊装就位反向安装。

本技术列入国家十三五科研课题基于绿色施工全过程工艺技术创新研究与示范—大空间装配式装修施工工艺子课题的重点研发技术。

二、工程概况

西安丝路国际展览中心精装修工程，总建筑面积227876，装饰施工范围3.6 万5mm 厚单元式穿孔铝板达到22500

本工程展厅有15 道梁，每道梁设置有2排单元板块，每排单元板块含有30 块铝板单元，延中轴线每边15 块对称布置。展厅最大铝板单元自重约1.87T。

会展中心作为大型的交流国际化平台，其对展示中国形象，传播中国声音具有重要的历史意义。会展中心项目关系着国家实力的体现和企业责任的彰显，因此本工程施工质量必将是管理的重中之重。

三、多曲面复杂金属板吊顶施工重点与难点

1、 在施工范围内，大桁架吊顶距地面高度相差较大，整个吊顶完成面最高处高度为20m，最低点高度为16m，延屋面桁架梁轴线方向成多曲面装饰吊顶。

2、 5mm 厚单元式穿孔铝板规格多达536种，由最低点向最高点呈多曲外倾斜装饰效果，板块无规则拼接，整个吊顶凹凸关系层次多，板块安装难度高，对整体饰面安装平整度、接缝宽度、接缝高低差、衔接弧度有严苛的要求。

3、 本工程复杂综合吊顶对墙面石材、墙面铝板对缝、末端点位排位等尺寸呼应上有着特殊要求，大空间综合点位排布及过程纠偏对测量精度有着严格要求，施工过程中细节收边收口工序多，现场钢骨架制作难度大，面层材料规格多，施工过程中专业分包配合多，现场尺寸精准定位难度大。

4、 吊顶底部为椭圆形铝格栅平顶，格栅规格多达248 中，由中轴线两侧对称布置，多曲面铝板倾斜顶与铝格栅平顶通过灯槽实现平滑收边收口，整个室内装饰空间显得凹凸有致、复杂多变，富有层次感和空间感。

5、 板面整体效果为多曲面外倾斜弧形结构，对于基础钢架制作要求较高，原设计钢架基层为方正箱体，且安装误差交大，采用传统工艺无法满足施工要求。

四、通过难点分析研发了多曲面复杂金属板5 大施工技术

1、 三维扫描、BIM 结合深度应用

借助BIM 平台中参数化软件批量提取骨架制作模型，现场制作钢骨架拼成胎模，再对胎膜进行三维扫描与BIM 模型进行比对，消除误差。最后导出面层材料料单。

2、基于胎膜上的骨架焊接技术

通过BIM 进行建胎模放样，首先采用方通焊接一个辅助定位的胎模模型。通过在模型上方做放线标记，确定出副龙骨骨架单元的横梁立柱定位点。现场根据各分段单元副龙骨曲度、高低点的控制，在同一胎膜上制作出各分段单元骨架的每一根龙骨位置的限位构件、高低点的控制限位构件以及可调节吊杆U 型抱箍盘固定点的限位卡件。通过三维扫描对胎膜核对无误后，方可用于指导施工。

单元骨架按BIM 导出的骨架模型形成骨架下料单，根据下料单，对钢材进行切割及弧弯，再在胎模上根据各分段的骨架限位卡件位置，预排单元骨架，最后焊接。吊杆抱箍盘安装，根据定位尺寸将连接吊杆用的主横梁焊接在骨架单元上，最后将吊杆通过抱箍固定在主横梁上方，与铝板骨架单元一起吊装。

现场胎模上制作单元骨架

1-胎模 2-上胎模 3-限位构件 4-卡位构件 5-胎模支架 6-单元副龙骨横向骨架 7-U 型抱箍盘 8-单元副龙骨纵向骨架 9-主横梁胎模详图

3、 装配式单元组件拼装技术

单元组件骨架制作完成后，在地面铺设地毯，依据铝面板编号，先对铝板进行预排版，之后把定制连接件安装在铝板的附框槽上，再将铝面板逐块安装在骨架上。铝板安装时，必须严格控制铝板完成面及铝板拼缝间距。通过定制连接件可沿附框槽的方向左右移动及调整，以到达每一片铝板精准安装在单元组件骨架上，定制连接件间距不超过350mm。

单元组件现场安装图

单元组件安装详图

4、抱箍式可调节吊杆应用技术

（1） 可调节抱箍式吊杆主要组成部分：它分三部分组成，方通吊杆+调节螺杆+U 型抱箍盘。

方通吊杆上设置：80⋆80⋆6mm 镀锌方通吊杆加工件；在方通上端开抱箍在转换层上的栓接操作孔；在方通的下端开上下调节通丝螺杆栓接操作孔；（4）在方通的下端满焊8mm封口钢板固定；方通上端设置螺栓固定的U型抱箍用于固定在转换层钢骨架上。

调节螺杆：20#通丝螺杆；8mm 厚U 型热镀钢吊件。

U 型抱箍盘：8mm 厚热镀钢制吊耳；抱箍盘；8mm 厚热镀钢加强三角肋板；一对U型抱箍用于固定单元组件骨架。

（2） 通过定制X、Y、Z 三个方向可调节的抱箍吊杆，满足多曲面铝板定位、调节与安装。吊杆在工厂定制加工时，必须在吊杆上标记吊杆编号，方便现场施工人员查找。吊杆安装前，可通过BIM 放样确定每个铝板单元的吊点位置，在转换层钢骨架上做好标记，并编制编号，此编号需与对应的吊杆编号相一致。吊杆通过定制钢抱箍临时固定在转换层钢骨架上，抱箍螺栓暂不拧紧，确保吊杆可以左右移动即可，方便在下一步工序中调节吊杆位置。

1-80＊80＊6mm 镀锌方通吊杆加工件 2-开栓接操作孔 3-开栓接操作孔 4-20#通丝螺杆 5-8MM 厚U 型热镀钢吊件 6-8mm 厚热镀钢制吊耳 7-转换层龙骨U 型抱箍 8-8mm 厚热镀钢加强三角肋板 9-8mm 封口钢板 10-单元组件U 型抱箍 11-转换层龙骨U 型抱箍 12-双螺栓固定可调节吊杆详图

5、机械吊装、反向安装技术

采用承重4 千斤的卷扬机对单元组件进行提升，拉绳辅助，提升至安装部位时采用手动葫芦工具进行临时固定，此时拆除卷扬机吊环，曲臂车配合单元组件定位，反向安装调节吊杆。

铝板单元吊装时，采用1 台同步控制的卷扬机起吊，卷扬机连接铝板单元的4 个吊点。铝板单元的4 个吊点达到受力平衡后，才能起吊。

铝板单元起吊致安装区域后，由工人在操作平台上将手动葫芦挂钩连接在铝板单元上，连接牢固后再将卷扬机挂钩摘除。此时铝板单元由4 台手动葫芦吊在安装位置处。

在转换层上铺设200⋆50mm 厚的木松板作为操作平台，在平台上方1800mm 处拉两道钢丝绳作为操作工人安全带的挂点，工人在操作平台上通过手动操作葫芦将铝板单元逐渐调整到位，然后将调节螺杆与吊杆连接到位，将螺杆上的螺帽拧紧。调整过程中，由另外一组工人乘坐曲臂车，车在铝板外侧做全程测量监控，确保铝板单元调整顺直，板块之间平滑过渡，使整个吊顶平滑度、平整度、缝宽、接缝高低差等指标达到了设计要求及预期效果。

五、结语

西安丝路国际展览中心精装修项目采用装配式机械吊装反向施工技术有效的控制了展厅高精度复杂造型安装的精度，提高整体施工质量；采用三维激光扫描技术，避免了安装误差造成返工；采用抱箍式可调节吊杆进行铝板单元框吊装，为后期运营中更换调整提供了便利条件。从优化方案着手，在保证施工质量和安全的同时，整个吊顶平滑度、平整度、缝宽、接缝高低差等指标达到了设计要求及预期效果，施工质量获得了业主、设计、监理以及众多参观者的一致好评。