李奇志 漆佳欣 覃昌吼 黃 俊 陳 之

中國建筑第二工程局有限公司華南分公司 廣東 深圳 518048

1 工程概況

珠海市橫琴口岸通關(guān)大廳總建筑面積294 233 m2，地上4層、地下3層。地上4層用于通關(guān)大廳及配套商業(yè)，地下3層用于客運(yùn)站及停車庫。計(jì)劃把橫琴口岸打造為通關(guān)服務(wù)水平高、功能服務(wù)設(shè)施完善的集口岸通關(guān)服務(wù)、城市綜合交通樞紐及配套商業(yè)為一體的橫琴新區(qū)標(biāo)志性城市功能綜合體。通關(guān)大廳結(jié)構(gòu)凈高9 m，吊頂設(shè)計(jì)凈高5～7 m，吊頂采用六邊形鋁板曲面錯(cuò)位拼接，整體呈波浪形，營(yíng)造出海洋波浪的設(shè)計(jì)效果（圖1）。吊頂上方有各類管線穿過，以矩形風(fēng)管為主，還包括給排水管、線管、電纜等。機(jī)電管線排布設(shè)計(jì)最大跨度3.5 m。天花吊頂上需嵌入各類燈具、監(jiān)控設(shè)備、消防設(shè)備、音響設(shè)備等。

圖1 通關(guān)大廳鋁板曲面吊頂效果圖

橫琴口岸為國內(nèi)最大的陸路通關(guān)口岸，設(shè)計(jì)方案要求吊頂具備抗震性能，另考慮到吊頂上方有各類管線穿過，要求吊頂支架間距較大。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，曲面吊頂縱向支架平均跨度3.0 m，橫向平均跨度2.5 m。但吊頂設(shè)計(jì)為曲面造型，這意味著需要較密的吊桿，因此吊頂支架需采用轉(zhuǎn)換層，即樓板下方先安裝一層過渡性的支架，該支架跨度較大，可供各類管線穿越，轉(zhuǎn)換層支架的下方再安裝曲面吊頂?shù)牡鯒U系統(tǒng)，滿足曲面吊頂?shù)陌惭b需求。

2 施工重、難點(diǎn)

1）通關(guān)大廳施工工期非常緊，施工進(jìn)度要求機(jī)電管線安裝與曲面吊頂轉(zhuǎn)換層支架同期完工。吊頂上空管線密布，如何協(xié)調(diào)機(jī)電管線的安裝與吊頂轉(zhuǎn)換層支架安裝是施工難點(diǎn)。

2）吊頂為不規(guī)則波浪曲線造型，各類燈具、監(jiān)控設(shè)備、消防設(shè)備、音響設(shè)備等末端設(shè)備安裝困難。

3）吊頂每塊單元板尺寸均有差異，板面開孔數(shù)量大，精度要求極高。

4）傳統(tǒng)的吊頂轉(zhuǎn)換層支架施工工藝，采用角鋼或方通滿鋪焊接，間距1 000 mm，然而1 m的跨度無法避開跨度較大的橋架及管線，大量的動(dòng)火焊接作業(yè)嚴(yán)重影響機(jī)電安裝進(jìn)度，并有安全隱患，導(dǎo)致成品保護(hù)措施投入增加。

3 總體解決方案

針對(duì)鋁板曲面吊頂安裝難點(diǎn)，項(xiàng)目決定采用裝配式抗震支架作為鋁板吊頂?shù)牡鯍旖Y(jié)構(gòu)[1-2]。裝配式抗震支架主要由轉(zhuǎn)換層鋼架、φ10 mm吊桿、配套龍骨等構(gòu)件組成，轉(zhuǎn)換層支架的間距在1.2～1.5 m之間，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況可調(diào)整。鋁板通過螺栓與φ10 mm吊桿連接固定。將配套龍骨與轉(zhuǎn)換層支架固定牢固，形成一個(gè)整體的吊頂系統(tǒng)（圖2）。

圖2 吊頂支架系統(tǒng)效果圖

裝配式抗震支架轉(zhuǎn)換層由C形槽鋼、90°角連接件、抗震錨栓、槽鋼扣板、U形槽鋼底座、螺栓鎖扣、抗震連接件組成。頂部以沖擊鉆打孔，用膨脹螺栓固定管卡，在裝配時(shí)通過結(jié)構(gòu)計(jì)算書確保受力符合規(guī)范要求，支吊架之間采用螺栓連接。定制龍骨包括弧形主龍骨和副龍骨，弧形龍骨通過配套連接件與轉(zhuǎn)換層橫向槽鋼鎖扣連接，面層采用異形曲面鋁板與副龍骨錯(cuò)位拼裝。

抗震支吊架是以地震力為主要荷載的抗震支撐系統(tǒng)。當(dāng)遭遇到本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震時(shí)，抗震支架可以減輕地震破壞，減少和盡可能防止次生災(zāi)害發(fā)生，從而達(dá)到減少人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失的目的?？拐鹬Ъ苁窍拗聘綄贆C(jī)電工程設(shè)施產(chǎn)生位移，控制設(shè)施振動(dòng)，并將荷載傳遞至承載結(jié)構(gòu)上的各類組件或裝置（圖3）。

圖3 抗震支架轉(zhuǎn)換層構(gòu)成示意

4 施工流程

4.1 測(cè)量放線

測(cè)量放線工作總體上遵守先整體、后局部的程序。利用水平儀、全站儀對(duì)結(jié)構(gòu)軸線進(jìn)行復(fù)核，并施放到原結(jié)構(gòu)梁底或自控基點(diǎn)面上，作為原始控制線。

4.2 運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)異形曲面鋁板建模、排版及編號(hào)

橫琴口岸項(xiàng)目的天花板吊頂空間高、跨度大，設(shè)計(jì)造型為波浪形，需要建模排版。建模之前，先利用全站儀對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行精準(zhǔn)放線，然后利用犀牛建模測(cè)算出適合整個(gè)大廳造型效果的每塊單元板尺寸。經(jīng)測(cè)算，單元板尺寸大小為1 477 mm時(shí)滿足最優(yōu)排版條件（圖4），最后給模型中的每塊單元板編號(hào)。每塊板的編號(hào)以及位置都在模型中確定完成（圖5），再由工廠加工生產(chǎn)。

圖4 單元板尺寸大小

圖5 鋁板模型排版

4.3 打孔埋膨脹螺栓

根據(jù)圖紙要求，采用紅外線進(jìn)行U形槽鋼底座定位，在樓板上確定安裝位置。根據(jù)定位使用沖擊鉆打孔，清孔后將膨脹螺栓埋入孔中。

4.4 轉(zhuǎn)換層安裝

1）轉(zhuǎn)換層骨架吊桿的安裝。施工人員將U形槽鋼底座固定安裝，再將橫向和縱向C形槽鋼與90°角連接件采用螺栓連接，然后將縱向C形槽鋼斜撐與抗震連接件進(jìn)行螺栓連接，將成品開孔的型鋼底座螺栓與豎向型鋼連接擰緊。

2）轉(zhuǎn)換層鋼架的安裝。轉(zhuǎn)換層角鋼末端用角碼與墻體固定。轉(zhuǎn)換層水平網(wǎng)架由電纜橋架單側(cè)雙縱抗震轉(zhuǎn)換層組成，間距1 200 mm×1 200 mm，網(wǎng)架邊緣部分距墻200 mm處設(shè)置C形槽鋼龍門裝配式轉(zhuǎn)換層系列邊框，走廊等狹窄空間轉(zhuǎn)換層必須形成“井”字網(wǎng)架體系以增加整體剛度。機(jī)電管線完成后，以2人一組配合轉(zhuǎn)換層施工。支架連接件及螺栓固定必須滿足規(guī)范要求（圖6）。

圖6 轉(zhuǎn)換層現(xiàn)場(chǎng)安裝示意

4.5 定制成品弧形龍骨安裝

根據(jù)吊頂?shù)脑O(shè)計(jì)標(biāo)高要求放線定位，根據(jù)BIM建模測(cè)算，龍骨將以安裝空間的中軸線向兩邊安裝。對(duì)于檢修口、通風(fēng)箅子部位，在安裝龍骨的同時(shí)，應(yīng)將尺寸及部位留出，在檢修口的四周加設(shè)封邊橫撐龍骨，且檢修口處的主龍骨應(yīng)加設(shè)吊桿。吊頂中的一般輕型燈具可固定在副龍骨或橫撐龍骨上；重型燈具按設(shè)計(jì)要求重新加設(shè)吊桿，不將其固定在龍骨上。

1）主龍骨安裝時(shí)，根據(jù)拉好的標(biāo)高控制線，將主龍骨安裝到U形槽鋼底座上，擰緊U形槽鋼底座上的螺栓將主龍骨卡牢。再用配套的連接件進(jìn)行連接。主龍骨吊平時(shí)，將按空間軸線與軸線的十字或?qū)抢€，擰動(dòng)連接件上的升降螺栓，升降調(diào)平。

2）副龍骨安裝時(shí)，副龍骨垂直于主龍骨，在交叉點(diǎn)用90°角連接件將其固定在主龍骨上，90°角連接件的上端搭在主龍骨上，吊掛件的U形連接件用鉗子臥入主龍骨內(nèi)。副龍骨間也是通過連接件連接，連接件與副龍骨間要用螺栓進(jìn)行緊固。副龍骨作為構(gòu)造龍骨，其主要功能是固定異形曲面鋁板（圖7、圖8）。

4.6 異形曲面鋁板的安裝

定制成品弧形龍骨安裝并調(diào)平后，先將π形掛接角碼與定制弧形龍骨勾搭式連接，再將π形掛接件固定彈簧限位件，按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，將已編號(hào)的異形曲面鋁板依次從空間的中軸線向左右兩側(cè)安裝到主龍骨上。異形曲面鋁板與連接板之間通過凹凸槽相互卡住，不用另外進(jìn)行錨固。板與板之間連接有20 mm的間距以滿足角度及拆裝的要求；燈孔、風(fēng)口孔位由工廠開孔，安裝順序?yàn)橄蠕X板、后機(jī)電末端，后期機(jī)電管線末端需要安裝或者檢修時(shí)，單塊鋁板可以任意拆卸，便于維修（圖9）。

圖7 成品弧形龍骨安裝

圖8 成品弧形龍骨現(xiàn)場(chǎng)安裝效果

圖9 鋁板錯(cuò)位拼裝現(xiàn)場(chǎng)示意

5 效益分析

角鋼或方通焊接轉(zhuǎn)換層與裝配式成品抗震轉(zhuǎn)換層的對(duì)比如下：

1）角鋼或方通焊接轉(zhuǎn)換層特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，不具備抗震性且需形成“井”字格滿鋪，間距1 m；現(xiàn)場(chǎng)需要場(chǎng)地二次加工，安裝時(shí)大量動(dòng)火作業(yè)的安全隱患大；施工過程中無法進(jìn)行有效的穿插作業(yè)施工，材料損耗大，工序多，嚴(yán)重影響工期。

2）裝配式成品抗震支架轉(zhuǎn)換層特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)，具有抗震性，安裝間距在2 m以上；工廠定尺加工一次成形，施工安裝時(shí)所有連接件均為螺栓連接，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)快速拼裝；與其他專業(yè)可交叉施工，不受影響。

通過2種轉(zhuǎn)換層的對(duì)比可見，采用裝配式抗震轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)更有利于提高施工效率，縮短施工周期，滿足了節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)等綠色施工要求。

裝配式抗震支架及龍骨所用材料均為工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)拼裝?？拐鹬Ъ苻D(zhuǎn)換層及定制龍骨在安裝時(shí)的經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在：不需要腳手架移動(dòng)平臺(tái)，鋼材使用量大大減少，且該施工方法安裝效率較高，人工費(fèi)用也隨之減少。

6 結(jié)語

裝配式抗震支架鋁板天花吊頂通過結(jié)構(gòu)計(jì)算確定管線大小及具體位置，在安裝轉(zhuǎn)換層時(shí)跨度可設(shè)置為1.5～3.0 m，減少了施工作業(yè)面積，降低了對(duì)其他專業(yè)施工空間的影響，站在高空車上即可完成抗震支架及龍骨的安裝。轉(zhuǎn)換層及龍骨均采用工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)拼裝。裝配式安裝無動(dòng)火作業(yè)，降低危險(xiǎn)性，施工更便捷。

本文從運(yùn)用BIM對(duì)異形曲面鋁板進(jìn)行建模、排版及編號(hào)，裝配式成品轉(zhuǎn)換層的施工，定制成品弧形龍骨安裝，異形曲面鋁板安裝等方面出發(fā)，詳細(xì)地介紹了裝配式鋁板天花吊頂施工技術(shù)在大型公共類高大空間建筑中的應(yīng)用，并對(duì)需要注意的事項(xiàng)進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)。整個(gè)方案經(jīng)濟(jì)可行，為裝配式抗震支架鋁板天花吊頂施工提供了新的思路，值得類似工程借鑒。