大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法

《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》是北京市建築工程裝飾有限公司完成的建築類施工工法，完成人是張春雷、付文、單艷傑、白玉璞、張帆，適用於大空間、大型曲面網架結構工程吊頂施工。

《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》主要的工法特點是吊頂龍骨布置呈三角形龍骨單元板；每條吊頂板可以從吊頂龍骨單元上方便地拆卸，每個吊頂龍骨單元可以整體拆卸；施工速度快、精度高。

2008年01月31日，《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家一級工法。

基本介紹

• 中文名：大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法
• 工法編號： YJGF008-2006
• 完成單位：北京市建築工程裝飾有限公司
• 主要完成人：張春雷、付文、單艷傑、白玉璞、張帆
• 套用實例：北京首都國際機場3號航站樓T3B屋面吊頂工程
• 主要榮譽：國家一級工法（2005-2006年度）

形成原因

隨著中國經濟的高速發展，為滿足人們日益增長的物質文化活動的需要，中國各地相繼興建了許多規模宏大的公共建築，如機場、會展中心、體育館等，這些大空間公共建築大都採用了大曲面網架的屋面結構形式，進而帶動了網架屋面下吊頂裝飾施工技術的發展。

北京市建築工程裝飾公司在首都機場T3B航站樓精裝修工程中，開展設計研發和技術攻關，經過試驗和總結提高，形成了一套套用於網架屋面下的大面積連續曲面鋁條板施工技術，取得了明顯的社會效益和經濟效益。經總結，形成《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》。

工法特點

《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》的工法特點是：

1.大空間曲面屋面網架結構工程存在網架變形運動較大、球節點位置存在施工誤差、空間結構複雜，吊頂裝飾工程測量、吊點定位困難的特點。

2.吊頂龍骨布置呈三角形龍骨單元板，以適應連續曲面的空間變化，通過具有可調的六爪駁接件將三角形龍骨單元板與網架球節點連線：並消除球節點位置不準造成的施工誤差，同時滿足三角形龍骨單元隨連續曲面空間變化的轉動。

3.每條吊頂板可以從吊頂龍骨單元上方便地拆卸，每個吊頂龍骨單元可以整體拆卸，進行維護和更換。

4.施工速度快、精度高。各種構件在工廠提前加工，運至現場裝配作業。

5.施工工藝先進、可操作性強、工序銜接緊密，工效高。

6.技術含量高、質量容易保證，並能產生明顯的經濟效益。

操作原理

適用範圍

《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》適用於大空間、大型曲面網架結構工程吊頂施工，對其他大型建築吊頂工程有借鑑意義。

工藝原理

《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》首先通過對基層曲面網架的球點進行位置測量，對測量數據進行研究、分析，確定了單元板尺寸和吊點位置，並計算出了起拱高度，進而採取相應的起拱措施，保證面板安裝的整體平滑度。

通過使用可變角度六爪駁接件、彈簧安裝口等一系列的新研發的產品，方便、快捷地將鋼網架球節點與龍骨單元板、龍骨單元板與鋁合金條形板進行現場裝配，保證了吊頂施工的整體速度和精度。

1.系統節點

該吊頂工程是由六爪駁接件、龍骨、鋁條板通過連線件進行連線；並通過六爪駁接件與連線座的連線；連線座與球形網架的焊接，形成了一個完整的吊頂系統（吊頂系統連線節點見圖1）。

圖1 吊頂系統連線節點圖

2.特殊部位節點

六爪駁接件是實現吊頂連續曲面的重要組成部分，它實現了上下位置、角度調節以及旋轉功能，是吊頂各構件的核心（可變角度六爪駁接件節點見圖2）。

圖2 六爪駁接件節點圖

六爪駁接件並且實現了與六塊單元板龍骨的連線（六爪駁接件與單元龍骨板連線構造圖連線構造節見圖3）。

圖3 六爪駁接件與單元龍骨板連線構造節點圖

彈簧安裝扣由彈簧卡、安裝扣、連線件、限位板組成，實現了上部與龍骨連線、下部與鋁條板連線（彈簧安裝扣構造節點見圖4）。

圖4 彈簧安裝扣構造節點圖

參考資料：

施工工藝

工藝流程

《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》的工藝流程見圖5。

圖5 工藝流程

操作要點

《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》的操作要點如下：

一、測量放線

1.測量放線是吊頂工程中要求最為精密的一道工序，在控制吊頂平滑度上起著重要作用。測量放線工作總體上遵守先整體、後局部的程式。

2.利用水平儀、經緯儀將結構軸線進行覆核並施放到地面，作為原始控制線。

3.將地面控制線利用經緯儀向上導到鋼樑上，用拉通鋼絲的形式形成控制線。

4.將屋面網架與控制線的誤差進行分區控制、消化、不使其有誤差積累。

5.將三條控制線的交點，標記到球節點上，初步形成吊點位置。

二、確定單元板尺寸

1.球形網架球節點位置、標高都存在誤差，如果按照原設計施工，每一塊龍骨單元板大小，每一根龍骨的尺寸都不同，將給廠家加工、現場施工帶來極大的麻煩，工期也無法保證，需要將尺寸統一。

2.將吊頂每一個吊點的間距進行實測實量，數值匯總、分析後，以曲線弧度，數值相差值為依據，將中部龍骨單元統一成單一或多種定型尺寸，邊部龍骨單元全部採用實測數值加工。

三、確定吊點位置

將確定後的龍骨長度，與原初定吊點間長度進行比對，將初吊點按偏差移位，形成實際吊點。

四、起拱、確定標高

1.吊頂標高為屋面球形網架下弦球中線垂直向下偏移固定值，隨結構的變化而變化，標高為曲線值，吊頂面層形成連續曲面。

2.雙向曲率較小（趨於平直），且跨度較大的屋面，面層完成後將不能達到帶有平滑曲線的視覺效果，需要進行起拱。曲線變化明顯的屋面，面層隨網架結構變化，完成後可以達到曲線平滑的面層效果，不需要起拱施工。

3.依據國家標準2/1000起拱的要求，結合該吊頂工程跨度較大，並帶有一定弧度的實際情況，決定按3/1000的標準起拱，起拱最大處在吊頂中心。在一定範圍內，吊頂起拱幅度隨曲線變化而均勻增加。

4.標高在屋面球形網架下弦球中線垂直向下偏移固定值的基礎上，減去起拱高度和網架誤差值，而確定每一處吊點的標高。

五、連線座焊接

連線座與球形網架的焊接採用兩種形式：第一種，為直接焊接在球節點下表面；第二種，由於施工前統一了龍骨尺寸，使部分吊點出現了偏離球節點的情況，不能直接焊接在球點上，要焊接在球節點下的轉接鋼板上。

六、吊桿、拉桿安裝

1.由於吊頂的每一處吊點標高均不一樣，要通過吊桿長度進行調節，但是北京市建築工程裝飾有限公司考慮到加工速度、安裝速度、安裝質量的因素，將大部分吊桿統一為一種尺寸。

2.將吊桿擰入連線座絲套內，絲套長為定值，由於統了吊桿尺寸，吊桿外露尺寸均相等，這樣就很容易的對吊桿入套的長度進行質量檢查。

3.拉桿的上部與網架上弦球點預留焊點進行焊接，通過拉桿上的調節孔，調節拉桿長度，保證三翼連線桿在吊點的位置，然後將吊桿擰入三翼連線桿底部的絲孔（三翼連線桿見圖6）。

圖6 三翼連線桿

七、六爪駁接組件安裝

六爪駁接組件是實現吊頂連續曲面的重要組成部分，它實現了上下位置、角度調節以及旋轉功能，是吊頂各構件的核心。

1.將上限位螺母、球面上限位板、六爪駁接件、球面墊圈、下限螺母依次套入吊桿，完成六爪駁接組件的初步安裝。

2.按照確定的標高，調整下限螺母的位置，但要保證下限螺母到吊桿底部留有3個絲扣的距離，並墊有金屬墊片。

3.標高確定後，組件初步擰緊固定，但要保證六爪駁接件可以轉動，角度可以調節，以便與龍骨單元板連線。

4.在龍骨單元板安裝並調整完成後，六爪駁接件的位置、角度都已經固定，再將上、下限螺母擰緊，在底部安裝裝飾蓋板。

八、主龍骨、副龍骨單元框架組裝

1.按照安裝圖紙，在主龍骨內側預留螺釘孔位置安裝兩個副龍骨插芯。

2.將相應尺寸的三根主龍骨與三根副龍骨按位置放好。把副龍骨截面上的插槽插入到主龍骨的龍骨插芯中，完成主、副龍骨的組裝（主、次龍骨連線見圖7）。

圖7 主、次龍骨連線

3.完成主龍骨三個組角的安裝，先將左、右連線板用M8沉頭螺釘連線在主龍骨上，再將可調連線爪與連線板連線（主龍骨連線見圖8）。

圖8 主龍骨連線

九、龍骨單元框架與六爪駁接件安裝

1.每一個駁接件與六個三角單元龍骨板連線，將每個連線爪端頭上的連線槽插入六爪駁接件上的爪件，用M12沉頭螺釘固定。

2.通過連線板上的調節圓孔，可以增加40毫米的調節量，使為統一龍骨尺寸時而產生的偏差得到進一步修正（連線板見圖9）。

圖9 連線板

十、龍骨調整

1.調整龍骨順直時，使用靠尺對相鄰龍骨檢查，對龍骨的順直方向超出2毫米允許偏差控制範圍的，要通過旋轉六爪駁接件角度的方法進行調整。

2.調整龍骨高低差時，主要是觀察龍骨整體的平滑度，避免局部出現凹內的現象，將局部單元板上的六爪駁接件位置上下調整，以保證整體曲線自然、平滑。

十一、鋁條板與龍骨單元框架安裝

鋁條板與龍骨通過彈簧安裝扣進行連線，彈簧安裝扣已經在龍骨單元板組裝時就已經完成，因此將鋁條板的上部卡槽與安裝扣下的卡槽進行插接就完成了條板的安裝（鋁條板安裝示意見圖10）。

圖10 鋁條板安裝示意圖

安裝時首先將安裝扣一側彈簧片上推，將一側卡入卡槽，彈簧片復位後再將另一側按此方法卡入卡槽，安裝後使彈簧片復位保證條板穩固固定，不前後滑動、左右移位。

十二、鋁條板整體調整

吊頂須調整方向較多，首先制定調整順序：板間間距→板間接縫高低差→分格縫。

1，板間間距的調整用拉直線、盒尺的方法進行檢查，主龍骨上掛的條板。由於南北向主龍骨間間距已固定，只有通過彈簧安裝扣上的調節孔3毫米調節量進行調整，當南北向主龍骨下條板調整好後，再進行主龍骨間其他條板調整，可以通過彈簧安裝扣角度、位置可以調節的功能進行調整。

2.調整完成並對安裝扣進行固定後，通過安裝扣上垂直方向上的3調節孔對板間接縫高低差調整。

3.分格縫貫穿整個吊頂，是控制要點，北京市建築工程裝飾有限公司採用拉等寬雙線的方法進行測量，每20米為一單位，在進行下一個單位測量時以上一單位5米搭接距離為基礎進行逐步延伸。

材料設備

一、材料性能

《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》所採用材料性能見表1。

表1 材料性能表

序號	項目	材質要求	製造工藝	檢驗項目
1	條板	AA3005鋁錳合金	滾壓加工、面層後噴塗料卷塗層	材料燃燒性能、塗層厚度、附著力、耐久性、環保性
2	龍骨	AA6063T5鋁合金	擠壓模具生產，線上除氫工藝	化學成分、力學性能、塗層性能
3	六爪駁接件	不鏽鋼	按GB 2100—80要求進行鑄造	承載力試驗、化學成分、力學性能
4	連線座及吊桿、拉桿	不鏽鋼	按GB 2100—80要求進行鑄造	承載力試驗、化學成分、力學性能

參考資料：

二、機械設備及測量儀器

《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》所需機械設備及測量儀器見表2。

表2 機械設備及測量儀器表

序號	設備名稱	規格型號	單位	數量
1	電子經緯儀	DJDG	台	2
2	自動安平水準儀	D2S3-1	台	2
3	檢測尺	2米	把	3
4	鋼尺	50米	把	1
5	盒尺	5米	把	10
6	交流電焊機	BX-260	台	3
7	衝擊電鑽	17千瓦	個	2
8	型材切割機	YZA-10	台	1
9	手提電鋸	SF1-32	個	5
10	砂輪切割機	KT-971	個	2
11	打磨機	NBJ-4	個	10

參考資料：

質量控制

《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》的質量控制要求如下：

一、一般規定

1.吊頂所用的吊件、龍骨、連線件、吊桿的材質、規格、安裝位置、標高及連線方式應符合設計要求和產品的組合要求，龍骨架組裝正確，連線牢固，安裝位置和整體符合圖紙和設計要求。

2.龍骨架單元體組裝連線點必須牢固，拼縫嚴密無鬆動，安全可靠。

3.六爪接駁連線件與屋架的焊接必須將基層用角向磨光機打磨去除油漆方可焊接，連線件必須與屋架球體下焊接牢固，焊縫符合設計要求，吊桿必須垂直。

4.吊頂所用連線件、吊件應做防鏽處理。

5.吊頂工程應按設計要求和有關規定進行起拱，分格線寬度、條板間距應符合設計要求，曲面弧線應流暢。

6.吊頂工程驗收時應檢查下列檔案記錄：

1）吊頂的施工圖，設計說明及有關設計檔案。

2）基層材料（龍骨、連線件、螺栓等）檢查記錄和質量驗收記錄。

3）鋁板型材產品合格證，性能檢測報告，進場檢驗記錄。

4）隱蔽工程檢查記錄。

7.檢查數量應符合下列規定：

1）每2000平方米為一個檢查批。

2）每個檢查批抽查測點為每個檢查項目各10點，檢測數量不超出誤差值點為合格點，超出點為不

合格點，合格率達到80%以上為合格。

二、主控項目

1.鋁條板的材質、規格、顏色要符合設計和國家標準要求。

2.吊頂的標高、分格和表面曲線起拱與弧線符合設計要求。

3.鋁條板安裝必須牢固，分格方式及分塊尺寸，分格縫寬度應符合設計要求。

三、一般項目

1.鋁條板的表面應潔淨、美觀、色澤一致，無凹坑變形和劃痕，邊緣整齊。

2.板面起拱合理，表面平整，曲面弧線流暢美觀，拼縫順直，分塊分格寬度一致，板條順直，拼接處平整，端頭整齊。

3.鋁條板吊頂安裝的允許偏差和檢驗方法應符合表3要求。

表3 鋁條板吊頂安裝允許偏差和檢驗方法

項次	項目	允許偏差（毫米）	檢驗方法
1	接縫平整度	2	用2米靠尺檢查
2	接縫順直度	±3	拉5米線，用尺量
3	端頭直線度	2	用2米靠尺檢查
4	分格縫寬度	3	用尺量檢查

四、設計施工注意事項

1.設計上要注意吊頂系統的單位面積荷載，要控制在建築物屋面的設計要求範圍內。

2.設計中要充分考慮各部件相互連線中的調節作用，構造上要滿足調節量的要求。

3.材料加工要選擇生產能力、技術能力較強的廠家，保證產品的性能、精度達到要求。

4.施工中要注意材料的運輸，避免對龍骨及鋁條板面層造成破壞。

5.施工中要注意連線座與球節點的焊接質量，達到國家相關標準要求。

6.吊頂龍骨、鋁條板尺寸較多，要注意施工中的產品標識，避免安裝錯誤。

五、勞動力組織

《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》所需勞動力組織見表4。

表4 人員配備一覽表

人員組成	人數	職責
項目經理	1	負責施工組織、協調現場
技術負責人	1	負責各項施工技術工作及技術攻關
技術員	2	負責施工技術的交底及驗收、施工資料的收集與整理
質量員	1	負責施工質量
安全員	1	負責施工安全
材料員	1	負責組織材料進場及管理
工長	2	負責指揮具體施工人員工作
測量放線工	5	負責放線及測量工作
木工	40	負責吊頂具體安裝工作
暫設電工	2	負責施工現場的暫電工作
架子工	2	負責腳手架局部拆改
電焊工	3	負責焊接工作
壯工	5	負責材料的運輸工作及現場清理

參考資料：

安全措施

採用《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.嚴格遵守有關勞動安全法規要求，加強施工安全管理和安全教育，嚴格執行各項安全生產規章制度。

2.按規範要求設定防火分區"嚴禁菸火"明顯標誌，配備足夠數量的消防水桶、防火布、接器等消防器材，消防立管架設到腳手架作業平台，施工現場一切消防設施、裝置未經批准不得擅自移動、破壞。

3.嚴格遵守施工用火審批制度。焊接作業等動火前，要清除附近易燃物，配備看火人員和滅火用具，電焊機外殼、焊鉗與把線必須接零接地絕緣良好。

4.施工層腳手架必須通過驗收合格後方可上架作業。

5.凡從事電焊作業的人員必須持特種作業上崗證，實行持證上崗，並應使用面罩或護目鏡，佩戴相應的勞保用品。

6.安裝吊頂用的施工機具在使用前必須進行嚴格檢驗。

7.施工人員應配備安全帽、安全帶、工具袋，防止人員及物件的墜落。

8.施工現場中各種危險設施、臨邊部位、洞口都必須設定防護設施和明顯的警告標誌。

9.嚴禁高空拋物。運輸吊頂材料時，下方應有專人看護，無關人員不得進入材料運輸區。

環保措施

《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》的環保措施如下：

1.鋁合金條板面層為後噴塗料卷塗層，塗層有害物質含量為0.09克/平方米≤10克/平方米，滿足《民用建築工程室內環境污染控制規範》GB 50325—2001有關標準。

2.在大量的焊接作業時產生的焊條頭應集中回收，避免污染環境。

3.焊接後所刷防鏽漆有害物質含量要符合國家相關標準。

效益分析

《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》的效益分析如下：

1.該工法施工簡單科學，施工速度快，可以滿足工期的需要。

2.科學的施工工藝有效減少了施工人員的投人，節省了人力。

3.嚴格地測量計算控制了材料的規格和用量，避免了無謂的浪費，為建設單位減少物資投入。

4.超大型球形網架連續曲面鋁條板吊頂工程的成功套用，在中國國內施工尚屬首次，其龍骨、鋁條面板成連續曲面變化的安裝工藝無現成的規範可遵循，該工法為該類工程提供了套用實例，可以作為重要參考依據，具有良好的推廣價值。

套用實例

《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》在北京首都國際機場3號航站樓T3B屋面吊頂工程的套用情況如下：

首都機場T3B吊頂工程，吊頂總面積104124平方米。吊頂吊點設定在桁架上下弦球形節點上。吊桿採用M20的與六角駁接件相連的可調吊桿，龍骨採用成型龍骨組成單元板，沿建築物的長度方向布置，並形成三角形單元向建築的三個方向成平滑曲面延伸。

在施工過程中，形成了一套行之有效的施工工藝，通過對每一步工序的研究、論證，最終解決了施工中的各種問題，並形成了球形網架結構連續曲面吊頂整體平滑度控制技術、單元板吊頂龍骨與球形網架的萬向連線技術、半開放式金屬條板與三角單元吊頂龍骨的連線技術和異型邊龍骨安裝技術。

榮譽表彰

2008年01月31日，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》建質[2008]22號，《大面積連續曲面鋁條板吊頂施工工法》被評定為2005-2006年度國家一級工法。