某工程超高超大室外单元式金属板吊顶, 位于净高91.1m钢结构大屋盖上, 现场施工通过地面拼装, 利用卷扬机将单元块以30m/min的速度进行提升, 提升至设计标高位置后再利用手动葫芦固定单元块, 采用焊接技术以槽钢作为吊杆与钢桁架上预先焊接的工字钢进行焊接, 反复循环, 将大屋盖钢桁架吊顶提升完成, 再次自制操作平台进行防腐处理, 最终达到造型独特、整体美观的效果。如图1所示。

针对单元式金属板吊顶施工, 采用工厂加工制作、现场拼装完成, 由龙骨及面板组合而成的单元块, 利用电动卷扬机和手动葫芦等机械进行提升, 提升至距离吊顶标高200~300mm时调整单元块平整度, 再在原结构钢桁架上利用槽钢作为吊杆进行焊接固定。通过在自制的操作平台上进行相邻2个单元块的细部处理操作, 最终完成吊顶板的安装。

通过运用先进的BIM技术和Auto CAD软件, 本着减少结构自身质量、确保整体美观的原则进行深化设计。利用BIM技术建模, 确定2个相邻单元块的连接方式, 保证不冲突、不交叉。根据现场实际平面尺寸运用Auto CAD软件绘制单元块平面尺寸以及细部节点详图。本方法施工吊顶为室外吊顶, 则在深化设计时考虑抗风压要求, 通过深化经设计验算确认, 满足抗风压要求参数。为了确保装饰面荷载能够满足大屋盖钢桁架整体结构荷载, 在深化设计时装饰材料荷载经原设计验算, 满足结构总荷载要求。因大屋盖吊顶为单元式吊顶, 单元块相对整体吊顶而言尺寸较小 (本方法运用单元块尺寸为4 500mm×4 250mm) , 在深化设计中可不考虑挠度变形。

测量放线是吊顶工程中要求最为精密的一道工序, 在控制地面拼装的单元块提升到位后能够与预先排版的单元块位置相吻合, 必须保证上下单元块位置相同。在钢桁架上吊垂直线, 根据垂直线的点位进行打点, 每个单元块四角均进行打点并弹线。在弹完之后移至另一个单元块位置, 继续打点、弹线。在弹完线的部位进行龙骨焊接及面板安装, 以保证单元块提升到位的精准度。

为了缩短施工周期, 龙骨一次性进场, 根据深化设计图纸, 龙骨现场加工、拼装;本着绿色施工原则和减少占用施工用地等因素, 面板采用工厂化加工制作, 依据施工进度, 成品材料分批进场, 且确保施工工期要求。

1) 所有单元块拼装、焊接均在地面进行。

2) 执行样板引路, 先焊接一个单元块样板, 待各方确认以及尺寸复查合格后进行全部焊接施工, 龙骨焊接规格型号必须符合设计要求。

3) 依据深化设计图纸, 单元块龙骨组架焊接分3部分进行, 焊接等级均需达到三级焊缝要求。先焊接下层龙骨, 再焊接上层龙骨, 最后利用立杆将上层龙骨框架与下层龙骨框架进行有效连接。

4) 焊接时, 将焊接口的位置进行调整, 合适后龙骨四面均进行焊接, 焊接中焊缝的技术质量均符合规范要求, 及时敲打焊缝部位的焊渣。

5) 防腐处理部位包括焊缝、钢材断口部位以及电焊烧透后损坏的镀锌层位置, 焊缝处理需涂刷2遍防锈漆, 防止以后在使用过程中锈蚀。

单元块龙骨骨架焊接以及除锈完成后组织各参施方进行龙骨质量验收。验收前材料出厂合格证、检测报告、复验报告以及供货方厂家资质等验收资料准备齐全, 验收中龙骨规格型号、龙骨尺寸、外观效果以及连接方式符合设计要求, 并且隐检资料填写真实有效。

1) 面板材料参照深化设计图纸将标准板块和异形板块通过工厂加工制作, 对照料板编号进行放样下料, 确保板块尺寸的精准度与异形形状。

2) 面板材料与龙骨均采用角码进行固定安装, 角码固定间距控制在400~500mm, 特殊部位可缩短固定间距。

3) 安装时, 预先将饰面板安装在龙骨组架上, 板块调平规方后采用自攻螺钉固定。面板安装完成后, 利用水平靠尺检查平整度并进行调整。

4) 面板与面板接缝处利用中性硅酮密封胶进行处理, 胶缝应饱满、平直、光滑, 杜绝有气泡等缺陷。

1) 屋顶提升设备安装在结构屋面合适的位置选择安装卷扬机。将卷扬机钢丝绳通过2个固定滑轮穿过钢桁架甩到提升单元块的正上方部位。在单元块的安装过程中, 卷扬机不需要移动, 2个固定滑轮与单元块同步移动。配合电动卷扬机施工的机具包括配电箱, 要求设置1个专用的二级配电箱, 确保提升中不断电, 运行正常。运用4个手动葫芦固定在预测的单元块四角的钢桁架上。

2) 提升吊件固定在单元块四角合适的位置将龙骨钻孔。采用4mm厚钢板自制1个U形卡, 并在U形卡上开孔, 通过U形卡卡住龙骨, 采用螺栓穿过龙骨孔洞和U形卡进行固定。每个单元块利用2根安全绳对拉拴在U形卡上, 再采用电动卷扬机钢丝绳的吊钩钩住2根安全绳, 则提升装置固定完毕。

3) 单元块提升配套的装置设施与吊件固定完成后, 先预提升到离地1m, 检查各个连接点的安全性, 静止10min并确保安全后以30m/min的速度进行提升, 提升至距离吊顶标高部位200~300mm时, 立即锁定卷扬机, 作业人员利用4个手动葫芦与单元块四角辅助的U形卡缓慢提升, 提升中进行调整, 确认固定安全后即可解除卷扬机与单元块的连接。

4) 在正式提升单元式金属板前预先提升脱离地面, 检查单元式金属板的拼装、变形、水平偏移, 卷扬机钢丝绳的安全等情况, 发现问题及时处理。

单元块采用[10作为吊杆, 将槽钢一端焊接在单元块的钢龙骨上, 再将另一端焊接在钢桁架下弦杆件的工字钢上。考虑工字钢与槽钢的焊接点不能满足焊接要求, 在原工字钢上焊接一个钢角码, 再次将槽钢有效可靠地焊接在已固定在工字钢的钢角码上, 并及时敲打焊缝处的焊渣。待单元体焊接固定完成后, 焊接点进行防腐处理, 主要包括焊缝部位以及电焊烧透后损坏镀锌层位置。防腐处理需涂刷2遍防锈漆, 防止以后在使用过程中锈蚀。

1) 为了保证吊顶工程缝隙处理施工的安全性, 特制1个操作平台, 平台设计为方形, 每台装配4台提升机, 4把安全锁, 8根钢丝绳, 2根安全大绳, 设置1个同步控制4个提升机的配电箱。施工操作平台长约4.7m, 宽约4.6m, 高1.18m。操作平台总质量500kg (见图3) 。

2) 操作平台钢丝绳上端端头从板块四角处的灯孔穿入, 与钢桁架的工字钢进行可靠连接 (见图4a) , 如果提升点部位没有钢桁架工字钢, 则需配备1个I20, 将所配备的工字钢两端搭在钢桁架的工字钢上, 再将钢丝绳上端端头与辅助工字钢进行连接 (见图4b) , 下端端头直接穿入提升电机。操作平台可供4人同时施工, 局部吊顶注胶工序完成后将可移位到另一个工作区域, 确保在计划工期之内完成施工任务。

3) 根据现场实际情况, 自制操作平台的自重为500kg。操作平台供4人工作, 每人均重70kg, 承载物料质量为100kg。则人体和物料质量之和小于操作平台自重, 符合设计要求。操作平台安装完成后预先提升离地1m, 首先检查安全锁、钢丝绳以及各部位连接方式的可靠度。然后作业人员同时进入操作平台内来回晃动操作平台以及作业人员聚集在一端、单侧倾斜再次进行晃动后, 检查安全锁、钢丝绳以及各部位连接方式的安全性。确保无误后投入使用。

在此工序施工前, 检查吊顶面板整体平整度, 确定无误后, 即采用干净的棉布洗清胶缝部位, 沿胶缝两侧粘贴保护胶纸, 胶纸与胶缝应平直, 并将胶缝内按设计要求均匀地填入泡沫条, 然后进行注胶施工。材料采用中性硅酮耐候密封胶, 注胶厚度为5mm, 缝宽为14~15mm。注胶时持续均匀, 待胶注满后, 进行刮胶。同时检查胶缝是否有气泡、空鼓、断缝、夹渣, 若有应及时处理。缝隙表面固化前将胶缝刮平, 对水平方向从十字接头处单向推进、刮平, 对垂直方向则由上至下连接推进将表面刮平, 确保胶体表面平整、光滑、美观流畅。隔日打胶时, 胶缝连接处清理注好的胶头并切除前次注胶的胶尾, 以保证两次注胶的连接紧密可靠。胶缝修饰好后, 迅速将胶纸撕掉, 保证接缝处注胶的美观。

单元块吊顶施工完成后, 组织各参施方进行吊顶工程整体质量验收。验收前准备面板材料的产品合格证、检测报告、进场验收报告等资料;验收中检查吊顶标高、尺寸、外观效果、龙骨与面板的可靠度、龙骨与钢桁架连接的可靠度、表面平整度、防腐处理等各项技术质量要求, 最终将验收结果形成验收报告, 各方签字确认形成最终资料。

吊顶工程的饰面板缝处理完成之后, 即可拆除操作平台, 平台拆除时应先拆除固定在钢桁架上的钢丝绳, 再拆除操作平台的杆件。

随着吊顶施工的进展, 根据GB50210—2013《建筑装饰装修工程质量验收规范》, 大屋盖金属吊顶按5个阶段进行质量验收, 分别为龙骨焊接阶段的验收、面板安装完成后提升前的验收、操作平台制作完成的验收、提升设备的验收以及吊顶工程的最终验收。

1) 单元块所用的构件, 必须经检验合格方可安装。检查方法:检查检验产品合格证、进场验收记录、检测报告等。

2) 龙骨焊接完成后焊缝必须符合国家规范要求。检查方法:尺量、观察。

3) 检查外观尺寸、单元体造型必须符合设计要求。检查方法:尺量、观察。

4) 龙骨焊接点防腐处理必须符合规范要求。检查方法:观察。

1) 金属面板与龙骨连接部位必须符合规范要求。检查方法:观察、手扳检查。

2) 金属面板安装的平整度必须符合设计要求。检查方法:靠尺检查、吊线检查。

3) 板缝注胶处理部位的平整度必须符合国家标准规范。检查方法:靠尺检查。

1) 操作平台底板四周必须装有标准高度的踢脚板, 操作平台底板必须设防滑措施。

2) 提升机构所有装置部分必须装防护装置。

3) 钢丝绳与操作平台连接部位必须连接紧固。

4) 电磁制动器和机械制动器必须灵敏有效。

5) 独立设置保险绳、锁绳器以及钢丝绳必须符合要求。

1) 卷扬机安装平稳牢固, 且距第一导向轮中心距离不少于卷筒长度的15~20倍。

2) 钢丝绳放出最大长度后, 卷筒上至少保留3圈。

3) 卷扬机上方应搭设防护棚, 防止落物冲击和阳光照射。

4) 配电箱设置必须按照一机、一闸、一箱、一漏电保护的要求安装。

1) 主控项目包括: (1) 吊顶标高、尺寸、起拱符合国家规范要求, 检验方法:观察、尺量; (2) 面板材料的材质、品种、规格、图案和颜色符合设计要求, 检验方法:观察、检验产品合格证、检测报告、进场验收记录和复验报告; (3) 吊顶工程的节点板、龙骨和饰面材料的安装牢固, 检验方法:观察、手扳检查, 检查隐蔽工程验收记录和施工记录; (4) 板面接缝按其施工工艺标准进行处理, 检验方法:观察。

2) 一般项目包括: (1) 面板材料表面洁净、色泽一致, 没有翘曲、碰伤及缺损;压条平直、宽窄一致。检验方法:观察、尺量检查; (2) 检查项目允许偏差与实测值如表1所示; (3) 在安装金属板时, 对龙骨架体进行全面检查, 包括其龙骨型号及部件连接, 保证牢固、可靠、安全; (4) 饰面板上的灯具设备的位置合理、美观, 与饰面板的交接吻合、严密, 检验方法:观察。

按照本方法进行吊顶施工, 有效地节约了施工成本。本方法施工科学合理、安全牢固, 施工速度快;科学、简便的施工工艺有效减少了施工人员的投入, 节省了劳动力;单元块拼装, 不仅降低了施工难度, 而且保证了施工质量和安装效果。本方法所用的金属材料绿色环保, 节约高效, 为非污染材料。