大跨度橢圓形球面軟膜天花施工工法

1、大跨度橢圓形球面軟膜天花施工工法 目 錄1. 前言32. 特點33. 適用范圍44. 工藝原理45. 工藝流程和操作要點55.1工藝流程55.2操作要點66. 材料與設(shè)備117質(zhì)量控制127.1主要施工規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)127.3 質(zhì)量保證措施138. 安全措施149 環(huán)保措施1410 效益分析1511 應(yīng)用實例15大跨度橢圓形球面軟膜天花施工工法北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司北京城建道橋建設(shè)集團(tuán)有限公司北京城建深港建筑裝飾工程有限公司吳繼華 羅崗 王念念 蔣維東 孫英偉1. 前言隨著我國建筑業(yè)的不斷發(fā)展,建筑風(fēng)格日益多樣化。大型建筑為了滿足使用功能的需求,采用高大立體空間,使可利用空間增大,是未來建筑的發(fā)

2、展方向,如采用常規(guī)吊頂材料和施工工藝則工藝復(fù)雜、施工繁瑣、專業(yè)施工協(xié)調(diào)難度大。橢圓形球面軟膜天花是一種封閉式吊頂材料,其懸掛系統(tǒng)為:鋼架+扁碼、F碼、雙扣碼+鋁板+內(nèi)置光帶模組,通過調(diào)節(jié)面板高度、方向以及照明和顏色的變化,將吊頂表現(xiàn)得更加通透和富有動感,具有獨特雅致藝術(shù)效果,在現(xiàn)代建筑中優(yōu)勢越來越明顯,經(jīng)濟(jì)效益不斷提高。 北京城建集團(tuán)在中國國學(xué)中心高大空間區(qū)域,首次采用大跨度橢圓形球面軟膜天花施工工藝,對軟膜天花內(nèi)置光帶施工工藝與施工工法進(jìn)行了研究,特別是大跨度橢圓形球面軟膜天花施工技術(shù),各種連接節(jié)點進(jìn)行了系統(tǒng)研究,形成了獨特的“高大空間橢圓形球面軟膜天花施工工法”。經(jīng)查新檢索,該項技術(shù)屬國內(nèi)

3、首創(chuàng)。本工法成功應(yīng)用于中國國學(xué)中心工程中,其工程質(zhì)量、施工進(jìn)度等各方面受到了業(yè)主、監(jiān)理等有關(guān)部門的充分肯定,并先后獲得國家優(yōu)質(zhì)工程鋼結(jié)構(gòu)金獎XX市結(jié)構(gòu)長城杯金獎,并以確定了竣工長城杯,誓奪魯班獎的質(zhì)量目標(biāo)。2. 特點2.0.1針對高大異形結(jié)構(gòu)空間吊頂設(shè)計與施工問題,該工法提出了大跨度橢圓形球面軟膜天花施工技術(shù),主要由鋼架、燈帶和軟膜組成,懸掛系統(tǒng)簡潔,施工工藝先進(jìn)。2.0.2采用特殊處理的玻璃纖維和氟樹脂及維綸纖維A級防火軟膜天花,具有抗腐蝕性強、防火性能佳等特點。2.0.3LED模組燈帶,簡化了照明系統(tǒng)安裝XX省了工期。2.0.4利用BIM技術(shù),直接產(chǎn)生加工尺寸,進(jìn)行軟膜天花預(yù)安裝,此方法大

4、大提高了生產(chǎn)效率。2.0.5針對此項工程深化了專用碼件(已獲得專利,專利號:202020207931.1),用于軟膜和鋼架的連接,即提高了工程的安全牢固性又提高了美觀程度。2.0.6針對大跨度橢圓形球面軟膜天花施工進(jìn)行深化分割,此分割提高了軟膜天花整體荷載又不失其美觀性,使其安全性大大提高。3. 適用范圍本工法適用于大型公建、體育館、機(jī)場、地鐵站等的高大異型結(jié)構(gòu)空間軟膜天花吊頂裝飾施工。 4. 工藝原理針對公共建筑高大異形結(jié)構(gòu)空間,通過深化設(shè)計,選用適合的軟膜天花分割方式,在現(xiàn)場按順序安裝。懸掛體系為熱鍍鋅方鋼,通過連接件將扁碼、雙扣碼、F碼(以下簡稱碼件)固定在方鋼上。熱鍍鋅方鋼與碼件協(xié)同作

5、用、受力合理,減少吊頂骨架重量。采用計算機(jī)BIM三維建模的輔助方法,深化了型材的連接形式與加工尺寸,采用方鋼焊接與新型碼件安裝的方式解決了傳統(tǒng)工藝帶來的安裝工藝復(fù)雜與安裝牢固性弱等問題。5. 工藝流程和操作要點5.1工藝流程 精準(zhǔn)放線定位深化設(shè)計材料加工工型鋼檢修馬道焊接鋼架接縫處滿刷防火涂料內(nèi)腔鋼架焊接接接第二道內(nèi)腔鋼架焊接接安裝碼件安裝內(nèi)腔鋁板LED模組安裝利用BIM軟件預(yù)安裝安裝時采用風(fēng)炮進(jìn)行軟膜軟化,以便進(jìn)行安裝安裝軟膜天花接縫打膠圖5.0.1-1大跨度橢圓形球面軟膜天花施工工藝流程圖5.2操作要點5.2.1精準(zhǔn)放線定位: 以國學(xué)堂中心點為基準(zhǔn)起拱高度與圓的直徑為輔助,精確計算測量出鋼

6、架與完成面線的尺寸。5.2.2深化設(shè)計材料加工:按照總體設(shè)計思路對吊頂部位的布局和節(jié)點進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(以精確放線得出的尺寸應(yīng)用到圖紙當(dāng)中),以達(dá)到既符合設(shè)計要求同時又方便安裝的理想效果。按照深化設(shè)計圖紙要求加工完后,先在工廠抽樣進(jìn)行預(yù)拼裝,經(jīng)拼裝檢驗合格后方可出廠進(jìn)場。5.2.3型鋼檢修馬道焊接: 為了保證軟膜天花安裝完畢后期燈具的檢修特增設(shè)檢修馬道,馬道鋼材均采用Q235B型鋼,與結(jié)構(gòu)鋼梁采用T型連接焊接,兩端設(shè)置焊縫的引弧板和引出板,手工焊引弧和引出板的長度不小于2020,焊縫等級為三級,(并以通過焊縫探傷檢查試驗)設(shè)置檢修用過人橫道,橫道寬度900mm,分為外環(huán)；中環(huán)；內(nèi)環(huán),便于檢修。5.

7、2.4內(nèi)腔鋼架焊接: 內(nèi)腔鋼架焊接根據(jù)軟膜天花圖案造型焊接,采用40*40*4方鋼在冷床上進(jìn)行彎曲作業(yè),焊縫長度尺寸為25mm,焊縫高度5mm并滿足相應(yīng)焊接規(guī)范與要求,軟膜天花單塊尺寸最大寬度為2490*615mm,兩條邊長為562020,安裝高度達(dá)23m。弧度起拱高度進(jìn)行計算后,鋼架弧度在廠家直接加工,這樣既能縮短工期,又能保證弧度的準(zhǔn)確性。進(jìn)場后按照前期深化設(shè)計分割要求通過與檢修馬道的轉(zhuǎn)換連接進(jìn)行焊接作業(yè),在焊口處涂刷防銹漆防銹漆攪拌均勻,共計刷兩道深灰色防銹漆作為防銹處理。到達(dá)尺寸與造型精確,鋼架焊接無漏焊,焊接牢固等魯班獎質(zhì)量驗收等級。 5.2.5安裝碼件:采用不銹鋼燕尾絲固定雙扣碼件

8、,雙扣碼貼近弧形鋼架通長安裝,F碼貼近圓形直徑通長安裝,接縫處一定要密實,縫隙大小為1mm。在靠邊的一側(cè),采用F碼件進(jìn)行收邊固定,F碼與雙扣碼交接處要進(jìn)行通縫處理。安裝示意圖如下: 扁碼 F碼 雙扣碼5.2.5-1本圖為介紹三種碼件的樣式5.2.5-2軟膜天花整體圖紙(局部詳見圖中所示附圖1,3,4)5.2.5-3軟膜天花豎向剖面圖5.2.5-4雙扣碼安裝示意圖(5.2.5-3中附圖1)5.2.5-5 F碼安裝示意圖5.2.6安裝內(nèi)腔鋁板:因部分鋁板具有檢修功能,所以安裝時采用非固定式可開啟鋁板進(jìn)行安裝,每塊鋁板四邊具有40mm翻,每塊鋁板進(jìn)行錯位搭接方式固定在熱鍍鋅方鋼上。如下圖5.2.6-

9、1圖5.2.6-1內(nèi)腔鋁板安裝搭接圖5.2.7 LED燈帶模組安裝:首先采用雙面膠條臨時臨時固定,待安裝完成后采用專用卡扣件固定在內(nèi)腔鋁板處。如下圖5.2.7-1模組安裝位置圖。5.2.7-1模組安裝位置圖5.2.8星象圖案軟膜天花利用BIM軟件預(yù)安裝； 為了使天圓地方的理念得到深刻的闡述,特增加星象圖案,但由于軟膜天花安裝時對接縫隙過大,造成星象與星象之間美觀性降低。在安裝之前利用BIM軟件進(jìn)行預(yù)組裝,使雙扣嗎縫隙大小保持在10mm之內(nèi),誤差保持在2mm之內(nèi),使整體造型自然流暢。如下圖5.2.8-1星象圖案。5.2.8-1星象圖案5.2.8-1星象圖案局部放大圖5.2.9安裝軟膜天花:找出對

10、應(yīng)的軟膜,用風(fēng)炮或吹風(fēng)機(jī)協(xié)調(diào)至合理加熱展開,距離不宜太近,溫度不宜過高,以防損壞軟膜。按對角、對點進(jìn)行安裝,扣邊條、角位、軟膜平整順暢,焊接縫調(diào)整直線。安裝過程中一定要注意軟膜的保護(hù),不要讓軟膜碰到周圍尖銳、棱角物品,更要注意鏟刀對自身的傷害。鏟刀頂?shù)娇圻吙p里后,一定確保刀與縫接觸牢固,在用力往龍骨槽里拉時更要注意力度的均勻性,不要用力過猛,不然會使鏟刀滑出扣邊,傷到自己或鄰近的軟膜。5.2.10接縫打膠: 用道康靈透明玻璃膠在F碼處。雙扣碼軟膜天花邊角處打膠留縫,膠縫寬2-3mm。6. 材料與設(shè)備6.0.1材料:40*40*4熱鍍鋅方鋼；雙扣碼；F碼、A級防火軟膜天花、透明玻璃膠、LED燈具

11、模組等 6.0.2施工用主要設(shè)備。表6.0.2-1 主要施工機(jī)具序號名稱規(guī)格型號定額功率或容量數(shù)量備注1電 焊 機(jī)BX6-1200.28kW22切 割 機(jī)JIG-SDG-3501.25kW23氧氣、乙炔24板 手活動板手或六角板手55墨 斗26小 白 線1100m7小配電箱48角磨機(jī)other交流電29加熱風(fēng)炮16.0.2測量器具:表6.0.2-2 測量器具配置儀器名稱儀器型號數(shù)量紅外線水準(zhǔn)儀1鋼 尺50m1線 墜1kg 3kg 5kg各1個鋁 合 金 塔 尺5m2靠 尺2m 1水 平 尺600mm2經(jīng)緯儀1激光測距儀量程50m17質(zhì)量控制7.1主要施工規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗收規(guī)范(

12、GB502102020)建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范(JGJ80-91)7.2質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)7.2.1主控項目(1)吊頂標(biāo)高、尺寸、起拱和造型應(yīng)符合設(shè)計要求。 (2)軟膜天花材質(zhì)、品種、式樣、規(guī)格、顏色必須符合設(shè)計和國家標(biāo)準(zhǔn)要求。 (3)扁碼、F碼和雙扣碼安裝必須穩(wěn)固、嚴(yán)密、無松動。(4)鍍鋅方鋼、規(guī)格、安裝間距及連接方式應(yīng)符合設(shè)計和規(guī)范要求。方鋼、龍骨應(yīng)經(jīng)過防銹或防腐處理。7.2.2 一般項目 (1)軟膜天花表面應(yīng)潔凈,色澤一致,表面平整。幾何尺寸誤差在允許范圍內(nèi),宜負(fù)誤差。(2)扁碼、雙扣碼、F碼接縫應(yīng)均勻一致,角縫應(yīng)吻合,表面應(yīng)平整、無翹曲、錘印,不得有劃傷等表面缺陷。(3)軟膜天花吊頂安裝的

13、允許偏差和檢驗方法應(yīng)符合表7.2.2-1的規(guī)定。表7.2.2-1 軟膜天花吊頂工程的質(zhì)量允許偏差和檢驗方法項目允許偏差(mm)檢驗方法起拱高度2通過手持測距儀測量0之間距離分格間距2尺量檢查接縫高低差1用鋼直尺和塞尺檢查起拱弧度2采用經(jīng)緯儀以圓形為基準(zhǔn)測量7.3 質(zhì)量保證措施7.3.1 材料要求 所有物資進(jìn)場必須進(jìn)行檢驗,檢驗的內(nèi)容有原材檢驗報告、產(chǎn)品出廠合格證,對涂料、油漆、膠類物質(zhì)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抽樣復(fù)檢。7.3.2 技術(shù)要求 彈線必須準(zhǔn)確,經(jīng)復(fù)驗后方可進(jìn)行下道工序。內(nèi)腔鋁板加工尺寸必須準(zhǔn)確。 7.3.3 質(zhì)量要求 1.內(nèi)腔鍍鋅方鋼龍骨必須牢固、弧線自然:起拱高度應(yīng)符合圖紙要求。安裝碼件時嚴(yán)

14、格按照方鋼弧線進(jìn)行安裝。受力節(jié)點應(yīng)裝訂嚴(yán)密、牢固、保證龍骨的整體剛度。鍍鋅方鋼的尺寸應(yīng)符合設(shè)計要求,縱橫拱度均勻,互相適應(yīng)。2.當(dāng)所有軟膜天花鋁合金碼件固定好后再安裝軟膜,軟膜天花吊頂面層必須與碼件貼合固定,先把軟膜打開用專用的加熱風(fēng)炮充分加熱均勻,然后用專用的插刀把軟膜張緊插到鋁合金龍骨上,把四周多出的軟膜修剪完整即可。 3.接縫應(yīng)弧度自然,軟膜天花安裝前應(yīng)嚴(yán)格控制其角度和周邊的規(guī)整性,尺寸要一致。安裝時應(yīng)嚴(yán)格控制與方鋼之間的縫隙,并按拼縫中心點,排放軟膜天花,排列必須保持整齊,應(yīng)沿中心點和邊線進(jìn)行,并保持接縫均勻一致。8. 安全措施8.0.1專業(yè)工種必須持證上崗,戴好齊全合格的防護(hù)用品,所

15、有工人必須經(jīng)進(jìn)場教育并考核通過后方可進(jìn)行施工作業(yè)。8.0.2 從事電氣焊、剔鑿、磨削作業(yè)人員應(yīng)使用面罩或護(hù)目鏡。氧氣瓶口處禁止沾油。氧氣瓶和乙炔瓶工作間距不得小于5m,兩瓶距用火點不應(yīng)少于10米。未安裝減壓器的氧氣瓶嚴(yán)禁使用。如采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接,應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行各項有關(guān)安全規(guī)定,保持良好通風(fēng)。 8.0.3嚴(yán)格遵守防護(hù)架使用規(guī)定,高空作業(yè)人員系安全帶,觀察好周圍作業(yè)環(huán)境。操作架經(jīng)驗收合格后使用。8.0.4定期對滑輪等吊具進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)破損立即更換。8.0.5電焊作業(yè)時必須雙線到位,漏電保護(hù)器靈敏有效。8.0.6用火應(yīng)開用火證,設(shè)看火人,用火地點設(shè)置消防器材,焊接部位下方設(shè)接火盆。8.0.7施工

16、時應(yīng)搭設(shè)專用的操作平臺,經(jīng)驗收合格和方可使用。隨著工程進(jìn)展分層拆除。9 環(huán)保措施9.0.1噴刷油漆、涂料時,在作業(yè)范圍內(nèi)的樓地面上用彩條布覆蓋隔墊,有效防止油漆、涂料污染。9.0.2施工垃圾采用封閉容器吊運到地面,施工垃圾嚴(yán)禁隨意凌空拋撒?，F(xiàn)場垃圾要及時清運,清運時要灑水,防止揚塵。9.0.3嚴(yán)格控制強噪聲作業(yè),電動等強噪音機(jī)具,采取隔音棚或隔音罩進(jìn)行降噪封閉、遮擋。9.0.4加工機(jī)具樓地面采取有效防滲漏隔墊措施,防止?jié)櫥瑒┑葘Φ孛嬖斐晌廴尽?.0.5電焊作業(yè)面做好防護(hù)遮擋,防止對周邊環(huán)境造成光污染。10 效益分析10.0.1 經(jīng)濟(jì)效益通過對吊頂區(qū)域采用橢圓形球面軟膜天花施工工藝,保證了節(jié)點的

17、受力狀態(tài)且降低了工程質(zhì)量風(fēng)險,降低了操作難度,大大節(jié)約了人工費和工期。以中國國學(xué)中心工程為例,國學(xué)堂橢圓形球面軟膜天花吊頂施工面積近140平米。其中,鋼架與碼件的使用減低了此項工程的造價,較普通安裝方式降低 2400元/平米,節(jié)約材料費336000元,并且通過降低軟膜天花自重,使整體橢圓形球面軟膜天花得到了簡化；異性鋁板采取先進(jìn)BIM軟件與工廠化加工生產(chǎn),減少了現(xiàn)場手工操作,節(jié)約人工5工日/平米,節(jié)約人工費10萬元。共節(jié)約材料費、機(jī)械費和人工費共計436000元。大體積LED模組式發(fā)光燈帶的設(shè)計,使照明系統(tǒng)安裝更加簡單,而且避開了吊頂交叉施工,爭取了工期3天。取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。10.0.2

18、 社會效益中國國學(xué)中心工程已獲得國家優(yōu)質(zhì)工程鋼結(jié)構(gòu)金獎XX市結(jié)構(gòu)長城杯金獎,并以確定了竣工長城杯,誓奪魯班獎的質(zhì)量目標(biāo)。特別是氣勢宏偉,賦予立體感的橢圓形球面軟膜天花的構(gòu)思和綜合效果得到有關(guān)部門和社會各界的一致認(rèn)同和好評；為大跨度橢圓形球面軟膜天花施工工藝在公共建筑高大空間的應(yīng)用積累了豐富經(jīng)驗。節(jié)點連接簡潔、可靠,操作方便易行,在施工中積累的豐富經(jīng)驗,將會在以后類似工程施工中起到很好的借鑒作用。11 應(yīng)用實例11.0.1 中國國學(xué)中心工程中國國學(xué)中心位于奧林匹克中心區(qū),其建筑面積103531,中國國學(xué)中心項目地上部分由主樓(國學(xué)展陳、國學(xué)體驗)和東西兩翼裙房(國學(xué)研究、教育培訓(xùn)用房)部分組成。 地下一層功能包括國學(xué)圖書館、國際學(xué)術(shù)交流會場池座層、國學(xué)中心管理辦公及附屬設(shè)施。 國學(xué)堂為本工程重點施工區(qū)域,著對中國傳統(tǒng)文化,天圓地方的理念的闡述,本施工工藝應(yīng)運而生,通過對軟膜天花上噴繪出星象圖案,從而營造出氣勢恢宏的天空星象體系。本施工工藝橢圓形球面直徑13.28米,軟膜天花最高起拱高度1.7米,內(nèi)腔基層最高起拱高度2.1米,超越了國內(nèi)其他項目對軟膜天花施工工藝的認(rèn)知。 11.0.2 北苑大酒店工程位于XX市朝陽區(qū)雙營路甲6號,處于北京北五環(huán)外的奧運商務(wù)區(qū)、2020奧運會媒體村之中,毗鄰首都奧