超高超大吊顶无脚手施工技术研究

发表时间:2021/3/16   来源:《建筑科技》2020年8月下   作者:张雨1 贺磊2
[导读] 本文主要介绍了在超高超大区域的异形吊顶采用现场三维测量技术,然后通过建模进行基层钢材、转接件、龙骨、爪件的下单与制作,同时根据测量数据进行吊顶区域铝板的排版、分缝以及综合点位天花图的确认,然后通过模型进行下单生产。最后采用反吊模式进行超高超大空间吊顶施工。

1上海市建筑装饰工程集团有限公司;2郑州必模装饰工程有限公司 张雨1 贺磊2

摘要:本文主要介绍了在超高超大区域的异形吊顶采用现场三维测量技术,然后通过建模进行基层钢材、转接件、龙骨、爪件的下单与制作,同时根据测量数据进行吊顶区域铝板的排版、分缝以及综合点位天花图的确认,然后通过模型进行下单生产。最后采用反吊模式进行超高超大空间吊顶施工。
关键词:无脚手  反吊   超高超大吊顶  三维测量
        1.工程简介
        2015年1月,国务院和中央军委正式下发文件,同意建设成都新机场。机场性质为区域枢纽机场,场址位于成都天府新区芦葭镇, 机场飞行区等级指标为4F级,除三条跑道外还将建设52万平方米的航站楼、157个机位的站坪、5.9万平方米的货运站等,以及通信、导航、监视、气象等设施。新机场航站楼面积是当前双流国际机场T2航站楼的近1.8倍。航站楼构型取意具有成都特色的太阳神鸟,航站区内四座单元式航站楼犹如四只驮日飞翔的神鸟,寓意着古蜀文明在成都这片神奇土地上历经三千余年的延续、传承和生长,寓意着成都天府国际机场以独有自信高昂的姿态面向世界腾飞。

        T2航站楼商业区天花区域采用蜂窝铝板与灯槽叠级造型,指廊区采用坡度式蜂窝铝板间以斜向灯槽。整体大吊顶铝板施工面积为3.6万平方,标高最高为19.4m,最低处为9.1m。如何做好这超高、超大、异形大吊顶铝板施工是该项目成败的关键点。
        2.现场施工测量及建模
        2.1现场结构复核与测量
        现场与总包土建单位进行坐标点及标高点位交接。坐标点以及标高对于后续大吊顶施工中,大吊顶的前期三维扫描建模、后续材料加工、造型施工点位定点等都起到至关重要的作用。所以在与总包进行点位标高移交手续时,需保证点位的准确度以及做好移交资料的保管。对于现场所移交的点位也需进行保护和标记措施,使点位有清晰、明显的特点。在我方施工范围内坐标点位不得少于三个基准坐标点位,且其中至少两个个点位之间处于空间相通仪器可视范围。然后对总包移交控制点进行坐标系转换,进行全场控制网布设,然后运用全站仪和三维激光扫描仪等对现场结构进行空间位置及标高检查。
        在现场测量首先使用全站仪通过已得到的基准点确定坐标系(可提前引二级基准点),然后使用放样标记纸贴于现场各处。再使用小型棱镜放置于所贴的放样标记纸上,对现场进各处行点位放样(放样点越密集,所扫描结果越准确),每放样完成一个点全站仪会录入该点的坐标。通过扫描仪进行三维扫描:首先用扫描球放置于各处已经录入坐标点所贴的放样标记纸上。再将扫描已经架设于个点大致扫描球覆盖区域中间位置,然后进行三维扫描。
        2.2模型表皮搭建(LOD 100)
        根据现场实际结构位置及高度,依照节点对控制面的要求,进行表皮模型的搭建,尤其要注意的是搭建过程中需与各相关标段及专业处理好交接位置的关系。

        2.3 模型优化及分割(LOD200)
        在不影响整体空间效果,安装施工要求及图纸要求的前提下,对整体模型表皮进行优化,按照节点方案对模型进行板块分割
        2.4三维节点模型搭建(LOD300)
        三维节点的搭建有助于对各构件进行可行性的检核,有助于施工方对节点进行更加直观的了解。

       2.5加工模型搭建(LOD400)
        搭建可用于实际加工的BIM模型,每个构件及板块信息均可从BIM模型中进行提取,材料下单是监理施工BIM模型的主要功能,依据给定的设计分割线,在模型上直接提取出单元板块的三维模型,并完成生产要素的量取,生成指定格式的料单。
        3.现场安装施工
        2.1现场技术准备
        首先针对现场球节点下方的体系进行分解,首先在球节点下方通过24mm的不锈钢丝杆与万向固定论形成三维调节系统,可以根据现场不同的角度和高度调节以便于转换层钢架安装。
其次通过钢桁架球体预设连接件,制作160*80*4热镀锌方管转换层,固定在钢桁架上,转换层施工完成后,蜂窝铝板的构造回到常规的勾搭龙骨吊顶的做法。

        2.2 安全防护措施施工
        铺设生命线:
        通过现场已设有的马道,在顶面施工范围内合理铺设钢丝绳,用于后续工人施工得安全保证。
        钢丝绳使用前必须检查绳索是否有损坏;?钢丝绳不得有急剧的曲折、环圈、跳丝或砸扁等缺陷;?钢丝绳末端结成绳套时,最少用三个卡子,若用编结法时,其编结部分长度不少于钢丝绳直径的15倍,但最短不少于300mm;钢丝绳严禁用打结的方法连接;?使用中如发现出油现象(新绳例外)即表明钢丝绳变形很大、应立即停止工作,进行检查处理;钢丝绳应经常保持清洁,
铺设安全网
        安全网在施工中起到防止高空坠物现象的作用,所以对于安全网的质量和安全网铺设的要严格要求按照规范制度。首先安装所需的安全网需要达到合格使用的标准,需厂家提供检验报告合格证等相关文件。现场取样送予权威检测机构进行检测,待检测合格报告下发方可大面铺设。
        在铺设安全网时候每根绳子都要系在支架上,安全网的边沿应与支架紧贴,打结的时候要尽量保证打结的结实,解开的话也不麻烦,保证工作中受力不散脱的原则,有筋绳的安全网在安装的时候还要把筋绳链接在支架上。安全网网面不宜拉得过紧,两层网中间距不得超过10m,网与下方物体表面的最小间隔应不小于3m。安全网安装完成之后,要经过安检员检查完成通过后方可使用。平常要对使用中的安全网做不定期的检查,发现坠落物体及时清理。
        在安全网铺设完成后需要上报监理单位进行验收,在现场监理单位的监督下,进行安全网的防坠实验;用100kg的砂袋,从最高层作业面使其自由下落。必须保证实验后水平兜网完好无损,方可使用
        2.3根据图纸加工转换层及龙骨基层材料
        根据模型尺寸加工转换层吊杆、龙骨长度
        通过前期专项团队的现场实际尺寸的模型建立,可以精确求出实际球点的三维坐标,通过计算就可以得到网架球结构每根下悬管的实际边长,并据此确定构成转换层主、副龙骨的尺寸,再根据高程控制点和吊顶完成标高点,确定每个球点到装饰面的长度,确定吊杆和吊杆组件的长度。按照三维模型中的尺寸数据下料,不但提高施工精度,同时还简化了现场测量的工作量。
        组装转换层球点爪件
        爪件是连接网架球结构与转换层龙骨所用连接件,爪件顶部转接件通过对穿螺栓固定于球结构点下方预留吊顶转接件,需注意螺栓需一正一反固定。爪件底部为托盘用于连接转换层主龙骨。爪件因底部托盘的不同一般分为多种类型。
        第一种为底部托盘是十字型爪件,此类型为常规使用最多类型。因底部托盘为十字固定型,所以只适用于工程项目球结构点之间呈规则矩形的情况。
        第二种为爪件底部托盘为圆形型,因此类型爪件底部托盘为圆形且托盘连接件与托盘呈可活动方式连接,所以此类型爪件可以调节相邻球结构点之间呈不规则形状时转换层龙骨所需得角度,属于通用型爪件。但圆形爪件在安装时候需调节角度,而十字型爪件相较于圆形爪件有着更加稳固和快捷的优势,所以一般情况下都使用十字型爪件。
        第三种爪件为底部托盘只有三边型,此类型爪件用于转换层边界处。有特殊要求的可向厂家专门要求定制特殊类型。
        爪件的组成一般由顶部连接件、吊杆、碗型固定盖板、托盘、等其他零部件组成(如图所示)。一个熟练工人组装一个爪件一般需要十分钟左右,且与球结构点底部预留连接件和龙骨连接件所需的螺栓都应提前组装于爪件上,便于后续安装爪件和龙骨。
        前期因已经做好现场三维扫描建模,所有每个球节点的坐标与标高都已确定相对应所需吊杆的长度。所以每一个球结构点都对应相应长度吊杆的爪件,工人在组装爪件时根据提前加工好的吊杆长度,组装好爪件后需做好标记,便于后续爪件安装时对应相应球节点安装。
        2.4铝板安装

        铝板安装之前需要将安全网进行降标高,降至转换层以下,施工方式与第一次施工方式一致。
        铝板安装与基层转换层施工一样,只是将转换层换成了铝板,都是采用无脚手架反吊施工的形式进行。
        3.小结
        本工艺相较于传统的满堂脚手架施工方案相比,具有减少大量脚手架的拆搭工作,减少了现场的施工安全风险,同时反吊施工技术不占用现场场地,不影响现场的墙面、地面的施工,大大的提高了工作效率,有效的缩短了施工周期,对于大型公共建设工程如机场、体育场馆、文化馆等超大超高空间的吊顶施工。
参考文献:
1、《建筑工程施工》,2010.机械工业出版社,房树田
2、《建筑装饰装修工程》,2006.山西科学技术出版社,杜逸玲
3、《建筑装饰构造》2002.高等教育出版社,伍昌友
4.《建筑装饰工程制图与CAD》,2015.清华大学出版社,赵克理

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