文/浙江亞廈裝飾股份有限公司技術(shù)專員 郭躍驊

浙江亞廈裝飾股份有限公司副總經(jīng)理 馮林永

浙江亞廈裝飾股份有限公司技術(shù)發(fā)展部經(jīng)理 王劍鋒

浙江亞廈裝飾股份有限公司重大項(xiàng)目管理部項(xiàng)目總監(jiān) 俞茂炬

杭州國際博覽中心G20峰會主會議廳吊頂施工介紹

文/浙江亞廈裝飾股份有限公司技術(shù)專員 郭躍驊

浙江亞廈裝飾股份有限公司副總經(jīng)理 馮林永

浙江亞廈裝飾股份有限公司技術(shù)發(fā)展部經(jīng)理 王劍鋒

浙江亞廈裝飾股份有限公司重大項(xiàng)目管理部項(xiàng)目總監(jiān) 俞茂炬

2016年9月4日，二十國集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)人杭州峰會在杭州國際博覽中心舉行。杭州國際博覽中心成為世界的焦點(diǎn)。作為峰會主會場的建設(shè)，一直圍繞著大國風(fēng)范、江南特色、杭州元素的要求來全面展開，其中最為耀眼的就是主會議廳吊頂?shù)氖┕?。它?08個(gè)斗拱、352根椽子、4根角梁和大型紗燈組成 “內(nèi)圓外方”的吊頂格局，整個(gè)吊頂施工難度極大、工期相當(dāng)緊張。亞廈應(yīng)用了BIM技術(shù)進(jìn)行建模、精細(xì)化設(shè)計(jì)和參數(shù)化出圖，并在施工過程以樣板先行、工廠化生產(chǎn)現(xiàn)場裝配化施工等等先進(jìn)的措施，完美的完成了G20主會場的建設(shè)任務(wù)，得到了全社會各界高度評價(jià)。

G20 主會議廳 吊頂 BIM 施工

1 工程概況

杭州國際博覽中心工程作為浙江省重點(diǎn)項(xiàng)目，是G20杭州峰會的主會場，位于杭州奧體博覽城。規(guī)劃總建筑面積850443.87m2，為全球第二大單體建筑。設(shè)有展覽中心、會議中心、綜合物業(yè)、屋頂花園(城市客廳)、地下商業(yè)及車庫等五大功能區(qū)。其中地下建筑面積313332.84m2，地上建筑面積537111.03m2，地下二層，裙房地上三層，塔樓地上十七層，裙房建筑高度46.65m，塔樓建筑高度99.95m。

杭州國際博覽中心三層主會議廳主要功能為G20峰會期間各國領(lǐng)導(dǎo)人舉行正式會議的核心場所。主會議廳室內(nèi)空間為43.2m?43.2m，室內(nèi)高處凈高10m，低處凈高8m，整體設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)大氣精致、大國風(fēng)范、江南特色、杭州元素。其中主會議廳吊頂天花上安裝108個(gè)中國傳統(tǒng)元素的斗拱，斗拱采用紫銅打造，表面蝕刻雨花點(diǎn)紋樣，再配以白銅制作的352根中式椽子和4根角梁形成 “內(nèi)圓外方”的吊頂格局，吊頂中間是一個(gè)直徑9m的藻井，與會議用圓桌尺寸相呼應(yīng)。設(shè)置有外圈青花瓷圖案燈光膜內(nèi)圈為杭州特有的“紗燈”，使中國的傳統(tǒng)文化和杭州元素完美的融合在一起，整個(gè)吊頂氣勢宏博、古香古色。

2 主會議廳吊頂BIM應(yīng)用介紹

2.1 原始數(shù)據(jù)采集與分析

2.1.1 現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)原始數(shù)據(jù)的采集

在杭州國際博覽中心主會議廳項(xiàng)目中，土建、鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)電等的施工質(zhì)量與施工誤差積累都會對裝飾設(shè)計(jì)與施工造成影響，所以需要消除這些不良因素，首先需要對施工現(xiàn)場進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的采集。亞廈BIM團(tuán)隊(duì)采用了最先進(jìn)的3D激光掃描技術(shù)，使用國際最先進(jìn)的激光3D掃描儀，將已竣工的土建鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描，采集現(xiàn)場點(diǎn)的云數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行逆向建模還原現(xiàn)場。接著與在計(jì)算機(jī)中已經(jīng)建立的BIM模型進(jìn)行比對，快速、直觀、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)施工錯(cuò)誤與誤差，發(fā)現(xiàn)和彌補(bǔ)裝飾設(shè)計(jì)階段與實(shí)際現(xiàn)場情況不符的狀況，為設(shè)計(jì)方案的調(diào)整提供數(shù)據(jù)支持，為裝飾施工技術(shù)方案的提供依據(jù)。

現(xiàn)場測繪作業(yè)

現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)點(diǎn)云數(shù)據(jù)

2.1.2 基于逆向模型的設(shè)計(jì)分析

為了更好更快更精確完成G20峰會主會議廳的吊頂施工，和以往施工不同，亞廈裝飾設(shè)計(jì)深化不是在原設(shè)計(jì)圖紙上進(jìn)行，而是直接在與現(xiàn)場一致的逆向模型上開展，這樣更有利于實(shí)際現(xiàn)場的施工。如圖所示，在搭建裝飾設(shè)計(jì)模型的過程中，發(fā)現(xiàn)北面施工實(shí)際現(xiàn)場完成的鋼結(jié)構(gòu)逆向模型與設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)參照的鋼結(jié)構(gòu)圖紙對比，標(biāo)高低了1050mm，吊頂?shù)谋泵娴膬蓚€(gè)角的挑檐造型與現(xiàn)狀模型存在嚴(yán)重沖突，存在對整個(gè)吊頂設(shè)計(jì)方案全部推翻重做的風(fēng)險(xiǎn)，但是時(shí)間已經(jīng)不允許對吊頂方案做大規(guī)模的重新設(shè)計(jì)了。

逆向鋼結(jié)構(gòu)模型與吊頂沖突

2.1.3 設(shè)計(jì)方案調(diào)整

發(fā)現(xiàn)沖突后，亞廈BIM團(tuán)隊(duì)和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)向設(shè)計(jì)單位進(jìn)行匯報(bào)，設(shè)計(jì)單位聯(lián)合亞廈團(tuán)隊(duì)尋找解決的技術(shù)和設(shè)計(jì)方案，最終決定在鋼結(jié)構(gòu)逆向模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行原吊頂調(diào)整，并重新修改吊頂造型,修改后不再與原屋面鋼架沖突。

吊頂造型修改后照片

2.2 BIM精細(xì)化設(shè)計(jì)

2.2.1 設(shè)計(jì)方案對比和大樣制作

由于沖突，設(shè)計(jì)單位和亞廈BIM團(tuán)隊(duì)經(jīng)過數(shù)輪方案對比，最終放棄北高南低方案，確定四個(gè)角一起降低，調(diào)整模型放緩吊頂弧度，在保證凈空高度最低8m前提下對吊頂?shù)脑煨瓦M(jìn)行調(diào)整。并提出了多種弧度方案，通過BIM技術(shù)重新繪制了各種方案的3D模型，來呈現(xiàn)吊頂?shù)念A(yù)期裝飾效果，并進(jìn)行方案對比，如圖所示。選定了整體視覺效果最佳方案，項(xiàng)目部團(tuán)隊(duì)根據(jù)調(diào)整后方案模型數(shù)據(jù)加工現(xiàn)場大樣，得到了設(shè)計(jì)師與甲方領(lǐng)導(dǎo)的一致認(rèn)可后大面積展開施工。

不同弧度的吊頂造型對比選擇圖

2.2.2 深化設(shè)計(jì)調(diào)整

主會議廳的中式挑檐設(shè)計(jì)每個(gè)角都有一根角梁，原設(shè)計(jì)為600×900弧形梁，由于調(diào)整了吊頂造型，將弧度放緩后，設(shè)計(jì)師在BIM深化模型中發(fā)現(xiàn)大梁過于凸顯，影響了整個(gè)裝飾效果。于是亞廈團(tuán)隊(duì)在BIM整體模型中創(chuàng)建不同大小的角梁方案進(jìn)行效果對比，最后經(jīng)過幾次討論與調(diào)整，最終確定改為600×600的角梁，如圖所示為原方案600x900角梁效果與調(diào)整方案600x600角梁效果比較。同時(shí)對角梁深入斗拱的深度進(jìn)行了調(diào)整，使整根角梁變得更加修長，增加了裝飾美感，原角梁與斗拱方案與優(yōu)化后角梁與斗拱方案效果比較。

原方案600x900角梁效果

最終方案600x600角梁效果

原角梁與斗拱方案

優(yōu)化后角梁與斗拱方案

2.3 參數(shù)化設(shè)計(jì)與加工對接

吊頂除了角梁、斗拱外，施工難度最大是352根長短、弧線各異的椽子，一旦吊頂曲面形狀有稍微的微調(diào)，352根椽子的數(shù)據(jù)也要跟著調(diào)整，同時(shí)352根椽子的加工數(shù)據(jù)也就相應(yīng)需要進(jìn)行調(diào)整。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法無法滿足這種精度與節(jié)奏的要求，所以亞廈團(tuán)隊(duì)采用世界最先進(jìn)的參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件Catia進(jìn)行設(shè)計(jì)：首先根據(jù)調(diào)整完BIM模型形成適用于加工深度的參數(shù)化模型。接著根據(jù)參數(shù)化模型制定吊頂上表面曲面形成曲面模型，然后深化椽子與角梁，根據(jù)曲面形狀與弧度自動生成吊頂。最后用每一根椽子和角梁的三維模型直接剖切出圖，形成CAD加工圖，如圖所示。將加工圖提供給加工廠商進(jìn)行加工。通過設(shè)計(jì)軟件Catia的設(shè)計(jì)，只要吊頂曲面方案調(diào)整確定，椽子的數(shù)據(jù)就可以立馬輸出，大大提升的設(shè)計(jì)深化的效率與準(zhǔn)確性。

加工深度的參數(shù)化模型

3 施工工藝流程

3.1 施工流程圖

3.2 吊頂施工操作要點(diǎn)

3.2.1 設(shè)計(jì)方案確定、施工圖紙深化

原設(shè)計(jì)對吊頂內(nèi)部的鋼架轉(zhuǎn)換層無詳細(xì)圖紙，由于施工工期緊，亞廈項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)組織了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部門配合原設(shè)計(jì)單位根據(jù)最佳吊頂設(shè)計(jì)方案，通過3d3s鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行了內(nèi)部鋼架轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了荷載計(jì)算、建模、出計(jì)算書、出鋼架圖紙，如圖所示。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行鋼架轉(zhuǎn)換層的施工。

3d3s搭建轉(zhuǎn)換層鋼架模型

3.2.2 腳手架搭設(shè)

為了滿足大空間的吊頂?shù)氖┕ひ?，需要搭設(shè)盤扣式腳手架，架體采用挑空搭設(shè)，架體搭設(shè)至鋼結(jié)構(gòu)板底面下1.7米，上面滿鋪鋼踏板，在工作面下方設(shè)置一層阻燃性水平安全網(wǎng)，以防止高空墜物。并隨著斗拱、角梁、椽子、花燈施工時(shí)將腳手架進(jìn)行降架處理來滿足不同施工高度要求。

3.2.3 測量放樣

現(xiàn)場主管施工員及技術(shù)負(fù)責(zé)人根據(jù)土建提供的坐標(biāo)點(diǎn)，確定在三層樓板上對現(xiàn)場圓心、四個(gè)角點(diǎn)進(jìn)行定位，作為現(xiàn)場吊頂安裝基準(zhǔn)點(diǎn)。根據(jù)確認(rèn)的圖紙進(jìn)行建模放樣，由于此吊頂為異形中式飛檐式吊頂，需要對每一根斗拱、椽子、角梁的弧度及尺寸進(jìn)行一一放樣，確定每一根斗拱、椽子、角梁的相對位置。

3.2.4 轉(zhuǎn)換層施工

由于現(xiàn)場吊頂完成面與頂部主結(jié)構(gòu)的距離比較大，現(xiàn)場需要制作轉(zhuǎn)換層，鋼架轉(zhuǎn)換層平面布置圖。

轉(zhuǎn)換層設(shè)置有反支撐鋼梁，反支撐鋼梁采用250?125?6?9的H型鋼焊接形成。反支撐鋼梁在工廠進(jìn)行下料加、彎曲成型運(yùn)至現(xiàn)場采用12t的小型汽車吊進(jìn)行吊裝安裝。

轉(zhuǎn)換層鋼架平面布置圖

轉(zhuǎn)換層反支撐鋼梁節(jié)點(diǎn)圖

3.2.5 紗燈、斗拱、椽子大樣制作安裝

根據(jù)圖紙制作1∶10木制斗拱、椽子、角梁大樣供甲方及設(shè)計(jì)確認(rèn)，并作為實(shí)際制作的參考依據(jù)，如圖所示為椽子大樣制作模擬安裝照片，形成施工工藝手冊進(jìn)行交底，甲方確認(rèn)的樣板、具體的施工安裝步驟，在施工現(xiàn)場又制作1∶1大樣局部樣品，經(jīng)甲方確認(rèn)后，方可批量生產(chǎn)加工。

3.2.6 吊頂料單確定、加工

（1）原材料備貨

大樣確認(rèn)后，斗拱采用2mm紫銅背襯3mm鍍鋅鋼板內(nèi)襯鋼骨架進(jìn)行制作，角梁、椽子采用的2mm銅板背襯1.5mm鍍鋅鋼板內(nèi)襯鋼骨架進(jìn)行制作，紫銅、白銅由于訂貨周期比較長，需提前訂貨，根據(jù)圖紙估算銅板用量，增加30%庫存，以防最后加工過程中因?yàn)槿鄙僭牧蠈?dǎo)致工期延誤。鋁蜂窩板、吸音紙，根據(jù)聲學(xué)專家要求的吸音系數(shù)的要求提前進(jìn)行預(yù)定。

（2）銅板切割、下料

通過對銅板的“開平”和切割工藝進(jìn)行下料，注意銅板的成品保護(hù)，確保無劃傷，折損。

（3）斗拱、角梁、椽子內(nèi)龍骨制作

根據(jù)斗拱、角梁、椽子為模型，焊制斗拱、角梁、椽子內(nèi)支撐龍骨，確保斗拱、角梁、椽子不變形、安裝過程中不發(fā)生扭曲。內(nèi)骨架跟著斗拱、角梁、椽子的造型制作。并且按照加工圖紙?jiān)趦?nèi)龍骨相應(yīng)部位設(shè)置吊點(diǎn)，作為斗拱、角梁、椽子吊掛點(diǎn)。如圖椽子內(nèi)龍骨大樣圖。

椽子內(nèi)龍骨大樣圖

（4）焊接斗拱、角梁、椽子造型

根據(jù)安裝放樣圖紙和加工圖紙及對應(yīng)編號進(jìn)行斗拱、角梁、椽子銅板的焊接，采用銅焊焊接，焊絲為原銅板剪下的銅絲，保證焊接過程中材料無變化現(xiàn)象，焊接時(shí)銅板上墊3 mmPVC隔熱層，確保銅板焊接受熱時(shí)不變形。

所有焊接位置為滿焊連接，不能有漏焊假焊現(xiàn)象出現(xiàn)。焊接完成對每一根斗拱、角梁、椽子進(jìn)行位置編號，編號位置為椽子內(nèi)側(cè)，防止后續(xù)工序擦除消失。

（5）拋光打磨

對焊接好的斗拱、角梁、椽子進(jìn)行整體打磨、拋光（砂拋）。去除焊疤及表面劃傷。拋光打磨過程中應(yīng)在椽子內(nèi)部襯上木結(jié)構(gòu)龍骨，確保斗拱、角梁、椽子不變形，避免銅表面損傷、損壞。

（6）望板制作（蜂窩板，吸音）

根據(jù)放樣圖紙進(jìn)行銅板剪裁下料（按圖紙編號）、按照確認(rèn)的樣板進(jìn)行機(jī)械沖孔處理?？刂茮_孔率，確保吸音系數(shù)達(dá)到要求。制作弧形模板壓制蜂窩銅板，對加工完的銅板進(jìn)行折邊、貼吸音紙、壓制蜂窩芯處理。并根據(jù)圖紙?jiān)诰W(wǎng)板相應(yīng)位置設(shè)置燈槽和噴淋系統(tǒng)等終端設(shè)備空洞。

（7）編號包裝運(yùn)輸

將制作好的斗拱、角梁、椽子和望板，分別包裝，安裝圖紙編號，配發(fā)貨清單，發(fā)貨到現(xiàn)場。

3.2.7 吊裝安裝

（1）斗拱、角梁、椽子吊裝施工

根據(jù)現(xiàn)場放線位置，確定吊裝點(diǎn)，制作龍骨連接轉(zhuǎn)換層骨架以方便吊裝，如圖所示為斗拱和椽子的吊裝節(jié)點(diǎn)圖。

斗拱和椽子的吊裝節(jié)點(diǎn)圖

吊裝要求：吊裝斗拱、角梁、椽子，確保斗拱、角梁、椽子表面不劃傷，整體不變形扭曲，確保接縫嚴(yán)密，不出現(xiàn)脫節(jié)錯(cuò)位現(xiàn)象。

（2）望板吊裝施工

按照圖紙編號，對應(yīng)現(xiàn)場安裝位置吊裝沖孔蜂窩銅板制作的望板，望板吊裝要求確保表面不劃傷，整體不變形扭曲，確保拼接封嚴(yán)密，不出現(xiàn)脫節(jié)錯(cuò)位現(xiàn)象。

（3）整體調(diào)整，加固

整體調(diào)整：對吊裝上去的望板、斗拱、角梁和椽子進(jìn)行整體調(diào)整固定，確保整個(gè)曲面順滑流暢無誤后，對吊裝件進(jìn)行二次加固，吊裝螺桿固定到位，并安排氬弧焊工在吊裝過程中對望板、角梁、銅椽子跟角梁進(jìn)行局部修整。

G20主會議廳吊頂完成照片

杭州國際博覽中心G20峰會主會議廳吊頂施工介紹

責(zé)任編輯：符媛