合页式可调天花吊顶施工技术

合页式可调天花吊顶施工技术

许俊杰,周贵平,杨亚平,万雄

深圳市宝鹰建设集团股份有限公司 广东省深圳市 518000

摘要：随着建筑技术的不断发展，大型公共类建筑单体建筑的体量不断加大，由于钢结构具有自重轻、工厂化加工程度高、安装施工速度快、抗震与抗冲击性能优良、对环境的污染较小、可再次回收利用等优势，因此在世界各国特别是一些发达国家和地区的建筑工程中得到了广泛的应用。

大跨度钢结构营造大空间是近年来全球新建超大型公共建筑普遍采用的主流结构形式。对于此种结构装饰工程特别是复杂造型工程，如何较好的进行系统性快捷安装便成为了一个难题。在传统技术中，屋顶钢架结构的结构转换层通常采用焊接或固定连接件进行钢架的连接，安装施工过程中难以根据屋顶钢架的造型及面层的设计造型进行钢架转换层的调节，施工难度大，施工周期长、成本较高，且安装完成后难以维修调整，不利于建筑师装饰设计理念的实现，不利于装饰效果的展现。

关键词：合页式；装配式；吊顶

1 技术特点

1.1 提高效率，缩短工期 ，提升施工安全性

本技术在施工前应用三维激光扫描仪对屋顶结构进行全面扫描测量，获取点云数据；掌握屋顶结构的实际误差，据此辅助进行深化设计，所有装饰钢龙骨构件及曲面蜂窝铝板均采用工厂预加工成型，然后用高空直臂作业车吊运至安装位置进行栓接固定安装，大大减少了高空焊接作业，节省了工时，提高工程质量、效率、安全性。

1.2 节约人工、材料成本，降低造价

本技术复杂关键部位的构件在现场的地面完成组装，高处只需进行安装作业即可，无需焊接，降低施工难度，节约人工成本；通过BIM技术辅助下料，提高了下料速度及精准度，节省了时间，提高了材料加工速度且保证了质量，减少了材料加工损耗，缩短了面层蜂窝铝板的供货周期，避免了现场出现不必要的停工待料及人工降效等问题，进一步降低了工程造价。

1.3 确保装饰系统安装质量，完美展示设计效果

本技术吊顶装饰系统的钢龙骨通过平开型合页连接件与横向龙骨进行连接，吊顶铝板通过板面上预埋的滑槽安装几字形连接件，再连接吊杆及“S”型挂件安装在龙骨上，安装时采用两台高空车及全站仪同步协同作业，确保了龙骨的安装精度，保证工程施工质量。所有龙骨构件及面层蜂窝铝板的下料均结合整体模型运用BIM辅助下料预加工成型，安装操作简单易行，栓接式安装方式后期调整及维保方便。通过整体模型提取的三维定位数据在安装时进行各工序的空间精准定位，确保整体装饰系统的安装质量，新技术的综合运用有利于实现建筑师的理念。

2 工艺原理

通过运用三维激光扫描仪对建筑结构进行扫描，搭建吊顶模型，辅助龙骨下料，指导现场组装；利用抱箍钢板组件螺栓连接屋顶钢结构，通过抱箍钢板组件下端的固定竖板和“L”型角码与带吊杆的合页型连接件螺栓连接，使用带吊杆的合页型连接件螺栓连接相邻主钢架，使用平开型合页连接件连接副钢架，在钢架上安装“S”型挂件连接吊杆，吊杆下端使用几字形连接件螺栓连接面板上的安装滑槽，完成面板与钢架的连接；利用抱箍钢板组件下端的固定竖板、带吊杆的合页型连接件、平开型合页连接件上的长孔和面板上的安装滑槽进行水平位置调节，利用吊杆上的螺纹进行上下位置调节，利用合页型连接件的角度开合进行角度的调整，形成合页式可调天花吊顶系统。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 施工准备

熟悉施工图纸设计文件，清楚有关材料的规格、数量，对安装人员进行安全、质量、施工工艺等交底。各种材料级别、规格及零配件应符合设计要求，各种材料应有产品检验合格证书和相关技术资料。

屋架钢结构安装工作均已完成，并通过相关单位的检验合格，影响施工的材料及设施清理干净，施工区域场地进行合理布置，加工场地、原材料堆场、成品构件临时堆场，高空直臂作业车站位布置满足施工要求。临时用电设施布设到位且安全可靠，消防设施符合要求，足量配置现场消防器材、消防设施。进场材料堆放整齐，并做好标记。

3.2 三维激光扫描、点云数据获取

扫描工作开始前，三维激光扫描仪操作人员提前进入现场熟悉情况，根据扫描仪扫描范围、现场通视条件等情况确定设站数、标靶放置位置、扫描线路等，在现场指定设站位置架设扫描仪保证最大的扫描视点，在扫描过程中为了得到精确的信息，必须确保扫描区域内无杂物以及人员出现，造成视线遮挡。

3.3 点云数据分析、新建模型

使用三维激光扫描仪多次设立扫描站点，以非接触式的测量方式快速收集到原建筑天花钢结构坐标数据之后，再将数据导入专用软件进行处理。通过整合、过滤、压缩以及特征提取等过程，详细分析点云数据与设计院提供的建筑模型的偏差，出具三维激光扫描对比报告,全面汇总吊顶的实际偏差数据后，把现场的实际数据添加到原建筑模型之中，重新建立与实际状态完全吻合的吊顶建筑模型。

3.4 BIM技术辅助构件排布、提取下料加工单及安装控制数据单

在模型上对装饰面板重新按设计确定的规格尺寸及间距要求进行模拟排布，以定位轴线为基础，按设计要求的龙骨间距，排布龙骨，模拟布置经过各方审核后，在整体模型图上运用BIM辅助提取精准的构件下料加工单。下料时要求龙骨必须提供分段加工图的具体参考数据，并同时生成安装时的控制点的三维控制数据单，面板下料单通过面层整体模型图，提取单块板的加工数据及安装时控制点的三维坐标。

依据整体模型完成龙骨构件重新排布并提取下料交工单后，龙骨构件安装的定位数据可通过模型定点提供精准的三维控制数据，龙骨安装时通过全站仪依据三维安装控制数据做好龙骨杆件特征点的精确定位，即可保证整体安装精度。

3.5 施工测量、放线

施工图深化设计完成后，及时提交业主、总包、设计院、监理单位审核批准，按照深化设计施工图纸编号，对原建筑天花钢结构进行测量放线工作,复核各部位的三维坐标。测量人员根据BIM设计提供的三维定位数据，对天花的龙骨骨架安装进行测量定位，确保龙骨骨架的安装定位准确。

3.6 龙骨系统安装

1 屋顶钢结构抱箍转换件安装

屋顶钢结构主要由网格组成，在安装钢龙骨前，需要在钢结构进行结构转换，为了减少对钢结构的破坏，采用抱箍的形式进行转换。抱箍钢板组件分为上下两片钢板，使用螺杆连接固定，下片钢板中间预制固定竖板，用于与 “L”型角码的安装，固定竖板开横向长孔，用于下端的横向调节。 “L”型角码安装完成后，再安装带吊杆的合页连接件。

2 主龙骨安装

吊顶面层呈波浪放射形，钢龙骨的安装必须根据屋顶钢结构及吊顶的设计效果进行调整，龙骨构件在工厂加工制作阶段，采用先进的三维激光扫描和数字化预拼装技术很好地保证了构件的加工精度。钢龙骨采用分段预制加工并贴好识别码，龙骨上均预留有螺栓孔，安装时穿入螺栓即可。安装过程中，用高空直臂作业车将钢龙骨运至安装层面，与带吊杆的合页连接件进行螺栓连接，可与上端的固定竖板上的横向长孔进行水平微调，也可通过吊杆上的螺纹进行上下位置调节，然后通过全站仪对主龙骨安装控制点进行精准定位，利用合页型连接件的角度开合进行角度的调整，调整主龙骨使其空间位置符合三维安装定位数据的要求。

3 横向副龙骨安装

主龙骨安装完毕，经三维激光扫描技术检测符合设计要求后即可安装横向龙骨，横向龙骨采用工厂批量加工方式加工，在加工过程中采用三维激光扫描和数字化预拼装技术保证了构件的加工精度，构件逐一编号后运至现场安装，安装前根据龙骨分格图在主龙骨上划线确定好龙骨的安装位置，根据主龙骨上已测量确认的位置检测无误后使用平开型合页连接件固定横向龙骨，可根据合页连接件上的横向长孔进行水平调节，也可利用合页型连接件的角度开合进行角度的调整，最终形成整体龙骨系统。

3.7 蜂窝铝板安装

    根据前期确定的安装顺序及蜂窝铝板排布图，在地面完成蜂窝铝板的组装。将几字型连接件用螺栓套入蜂窝铝板预埋安装滑槽内，几字型连接件通过吊杆上端连接“S”型挂件，然后用高空作业直臂车将板块运至安装位置的装饰系统横向龙骨上初步固定，固定在横向龙骨上的“S”型挂件必须与龙骨表面完全贴合。蜂窝铝板安装过程中采用全站仪依据BIM技术提取的板块三维定位坐标确定每块板块的安装位置，通过调节吊杆和安装滑槽的位置能调整每一块板的空间位置符合设计要求。

3.8 面板调整清理、验收

蜂窝铝板基本安装完成后，选用专业安装人员对单元板块进行调整，调整前根据铝板饰面层表皮的整体模型提取纵、横向调整控制点的三维坐标，控制点间的距离不得大于1000mm，运用全站仪辅助先将板块调整至符合设计要求，保证板块间距、表面曲线起拱与弧线符合设计要求，板块间的宽缝必须与吊顶系统的组合板块间留缝拼接自然，无突兀。调整完成后整体吊顶装饰外观弧面符合建筑师的线性要求，工程质量实测达到工程验收要求。面板调整施工完成后,蜂窝板板面进行清理,清除所有施工污渍。

4 结语

本技术利用抱箍钢板组件下端的固定竖板、带吊杆的合页型连接件、平开型合页连接件上的长孔和面板上的安装滑槽进行水平位置调节，利用吊杆上的螺纹进行上下位置调节，利用合页型连接件的角度开合进行角度的调整，形成合页式可调天花吊顶系统。提升效率、节约材料和人工，保证质量。通过三维激光扫描和BIM辅助获得材料加工数据，所有的钢材、面板、抱箍钢板组件、“L”型角码、带吊杆的合页型连接件、平开型合页连接件、“S”型挂件、几字形连接件均在工厂加工、批量生产，加快速度且保证质量，减少材料损耗；施工现场全部螺栓连接、装配化安装，节约人工，缩短工期，进一步降低了工程造价，建筑设计理念得以完美的展现。

参考文献：

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