蠶繭式金屬吊頂施工技術的研究與應用

徐志昊

摘 要：蠶繭式金屬吊頂施工技術是吊頂領域前沿技術，其采用的工藝是螺栓栓接可調節角度的不銹鋼三維調節板。在保證施工進度的前提下，進一步確保加工材料的精確度，從而滿足工程建設總體進度要求。

關鍵詞：蠶繭式；金屬吊頂；螺栓栓接；施工技術

中圖分類號：TU74 文獻標志碼：A

蕭山國際機場擁有168251m 2總建筑面積，航站樓建設工程為浙江省重點建設工程，其機場位置絕佳，設備種類世界領先。蕭山國際機場作為一類國際航空港，承擔國際上重要的定期航班。

1 工程概況

蕭山國際機場出發層主樓區域，采用吊頂施工技術為蠶繭式金屬吊頂。蠶繭式金屬吊頂體系是由不一尺寸及曲率的正菱形鋁板構成，整個吊頂系統外沿采用弧形條板，內有3個蠶繭式鏤空吊頂。

該蠶繭區穹頂的結構有三大板塊：繭尖、繭尾及蠶繭區。整體結構的實際尺寸都是有精準的數據，拼接成雙曲面板，以確保其順滑程度。

2 工程難點及創新點分析

2.1 工程難點分析

2.2.1 吊頂的深化設計

蠶繭式金屬吊頂的蠶繭區域要保證3種效能，一需保證穿孔鋁板透光特性，二需龍骨系統要在吊頂面板的背面且不露出來，三需確保該區域的整體美觀。吊頂的深化設計中，確保以上3種性能的吊頂設計是施工難點。

2.2.2 現場桁架結構

桁架桿件的角度和高度決定不同多變的曲率，同時整體上要實現雙向曲面的屋面造型，桁架結構實為多曲面結構。因此，從整體上觀察，多曲面結構的現場桁架結構是該工程的難點之一，同時鋁板的加工及安裝工作加大工程難度系數。

2.2 工程創新點分析

蕭山國際機場蠶繭式金屬吊頂系統工程難度系數大，結構復雜，為減少后續工程量（鉚接、二次焊接等），該吊頂系統采用的工藝是螺栓栓接，利于安裝大型網架結構；為適應多樣的曲率，安裝調節板要采用可調節角度的不銹鋼三維調節板；面板的安裝工藝需防止剪力變形，用螺栓栓接緊固板面折邊。

3 施工中三大部分

施工中主要的3部分：蠶繭部位吊頂施工、蠶繭部位條形板安裝和整體質量問題防控。

3.1 蠶繭部位吊頂施工

蠶繭部位吊頂施工是由正菱形鋁板組成。主副龍骨在保證與多曲面結構的桿件投影呈45℃時，要確保從菱形造型邊穿插過去。與此同時，主龍骨與桿件有一個投影交匯點，這個點是吊裝點。在深化設計中，為實現吊頂整體在大空間上的曲率變化，就要利用裝飾面板和每組單元龍骨之間的角度及高度差，也就是利用該區域主龍骨串聯相鄰吊裝點。

材料構架為每組單元4個頂角、主龍骨（12吊桿）、副龍骨（8吊桿）、萬向轉動吊裝盤，方法為多點調節盤點式吊裝。吊點可隨意通過萬向轉動吊裝盤調整角度問題，則吊桿便可通過萬向轉動吊裝盤調整高度問題，在確保龍骨與吊桿在固定下垂直，保證受力穩定性的情況下，可適應多變的曲率。

該蠶繭部位的吊頂施工過程如下：先利用抱箍安裝法把半牙螺栓擰緊固定在桁架圓管上，后利用全牙螺栓再次進行固定，接著呈井字形地排布安裝主（副）龍骨。該次的吊頂施工過程要注意安裝鋁板時確保其板面連接處要拼縫整齊。

3.2 蠶繭部位條形板安裝

在吊頂系統區域中，非蠶繭區要求主龍骨與多曲面結構之間的桿件投影的角是90°，又因吊裝點為主龍骨和多曲面結構之間的桿件投影的交匯點，故該部位是3層結構的龍骨系統。第一層是長100mm、高3mm厚C型鋼的主龍骨；第二層是5號角鋼的輔助龍骨；第三層是C型的副龍骨。

3.2.1 放線定位、安裝抱箍件及萬向轉動盤

（1）根據圖紙上的龍骨位置進行彈線工作，從而找出主龍骨對應的投影位置。

（2）根據對吊裝點逐一進行編號，從而測量出桿架的實際高度范圍。

（3）計算出吊桿的長度。

（4）根據吊裝點及三維坐標參數，用螺栓緊固安裝抱箍件，接著安裝萬向轉動盤。

（5）根據吊裝點安裝相應長度的垂直吊桿。

3.2.2 龍骨安裝

安裝龍骨部分主要涉及主龍骨、輔加龍骨及副龍骨。

（1）根據主龍骨高度的定位參數，把其固定在萬向轉動盤的吊桿上，接著調整主龍骨所對應的高程并順直與其相鄰的兩根主龍骨，然后用螺栓緊固龍骨。

（2）根據弧度的相關要求和輔加龍骨高度的定位參數，適時地增加輔加龍骨，并在其投影方向同主龍骨排布形式上為井字形，接著調整輔加龍骨所對應的高程、角度并順直與其相鄰的兩根主龍骨，然后用螺栓緊固龍骨。

（3）根據副龍骨高度的定位參數，在固定轉換輔加龍骨的前提下安裝副龍骨，接著調整副龍骨所對應的高度。

3.2.3 鋁板安裝

鋁板安裝部分，首先要確定其頂板的安裝軸線，再根據軸線逐漸安裝鋁板。

3.3 質量問題防控

蠶繭式金屬吊頂施工在質量方面的要求甚高，尤其是該吊頂系統領域中所要采用的材料與技術工藝（正菱形鋁板、正副龍骨、吊桿等）的標高、規格、材質、安裝位置及連接方式的相關處理要求。在工程建設中，要保證工程中的每一部分安裝的位置及安裝的要求皆符合工程師的設計要求及圖紙；既要保證各個單元組的拼接處無松動現象，又要確保吊頂系統中的相關材料做過防腐處理。

蠶繭式金屬吊頂建設中安裝鋁板滿足的條件：（1）對鋁板本身質量要求高，其表面不能變形和劃痕，保持表面美觀；（2）要符合設計理念及要求，尤其是該吊頂系統領域中的標高和表面曲線起拱的設計要求；（3）鋁板板面的拼接處要求整齊美觀，即曲面弧線要流暢美觀，鋁板被分塊、分格時要寬度一致。

結論

蠶繭式金屬吊頂的施工技術具有復雜度高，難度系數高的特性。蠶繭式金屬吊頂施工中主要包括3部分：蠶繭部位吊頂施工、蠶繭部位條形板安裝和整體質量問題防控。在為減少施工過程中的相關安全隱患及提高工效的多重考慮下，該吊頂系統采用的工藝是螺栓栓接，利于安裝大型網架結構；為適應多樣的曲率，安裝調節板要采用可調節角度的不銹鋼三維調節板；面板的安裝工藝需防止剪力變形，用螺栓栓接緊固板面折邊。

蠶繭式金屬吊頂施工技術經過深化設計及嚴格的測量計算，在保證施工進度的前提下，進一步確保了加工材料的精確度，從而有著很好的社會效益與經濟效益。

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