复杂曲面声学天花异形构件安装技术

作者:姚程 王潘 任志平 彭伟 张文军
单位:中建三局集团有限公司成都分公司 成都市建设工程施工安全监督站
摘要:成都城市音乐厅采用大跨度异形曲面声学天花,由GRG极、镀钛不锈钢管、亚克力板等多种异形装饰组合构造而成,其空间放样难度大、构造节点复杂、交接面众多、安装精度要求高。针对工程特点,对大型声学装饰天花施工安装的重点、难点进行分析,并提出有针对性的解决方案。
关键词:音乐厅天花异形构件声学安装施工技术
作者简介:姚程,助理工程师,E-mail:1179485126@qq.com。
基金: -页码-:105-108

1 工程概况

   成都城市音乐厅项目建筑面积约10.3万m2,包含歌剧厅、音乐厅、戏剧厅、小音乐厅及配套用房。其中,音乐厅长约43m,宽约31m,净高约19m,厅内建筑面积1 513m2,座位数1 396座。

   天花整体为变曲率的弧形曲面造型,主要采用异形GRG板、镀钛不锈钢管线条和透光亚克力板等材料组合构造而成,各构件也均为异形曲面造型,且形状、大小不尽相同,如图1,2所示。施工中空间放样定位难度大,声学要求高,不同材料构件相互交错,其构造节点复杂,交接面众多,安装精度要求高。结合项目施工特点,对大型声学装饰天花安装技术重难点进行分析,并提出有针对性的解决方案,确保现场声学装饰施工的进度和质量。

图1 天花剖面

   图1 天花剖面  

   Fig.1 Profile of the ceiling

2 施工部署

2.1 操作架搭设

   搭设满堂操作架(见图3)。架体搭设过程中预留竖向运输通道,采用卷扬机将装饰施工材料吊装至天花架体顶部操作层。

   为确保天花下部舞台面施工作业与天花装饰施工同步进行,在舞台区域预留舞台面施工作业空间。在舞台上方搭设工字钢支撑架(见图4),在工字钢顶部再搭设满堂操作架,该处工字钢及满堂架搭设均需采取加固措施。

图2 天花平面

   图2 天花平面  

   Fig.2 Plan of the ceiling

图3 满堂操作架搭设

   图3 满堂操作架搭设  

   Fig.3 Construction of the full hall operating frame

图4 工字钢支撑架

   图4 工字钢支撑架  

   Fig.4 The I-beam support

2.2 施工顺序

   GRG板安装→腻子找平→镀钛不锈钢管安装→透光亚克力板安装→补缝→表面涂层施工。

3 空间放样定位

3.1 空间测量放样

   根据平面轴网图利用测量仪器进行控制网测设,需保证足够的测量网点,为施工测设和技术复核提供标志;采用激光测量仪控制室内水平线。

   利用计算机辅助软件(犀牛软件)建立的三维模型进行现场轴网布设,轴线宜测设成网格状。如原图轴线编号不足,可适当增加虚拟的辅助轴线。方格网控制在3m×3m左右(弧形轴线测设成弧线状)。测设完成的轴线用墨线弹出,并醒目标出轴线编号,不能弹出的部位可将轴线控制点引伸或借线并做标记。

3.2 构件空间定位

   首先依据犀牛深化模型的构件分块定位图中构件的空间坐标,与现场测量放线的空间网格坐标一一对应,找点、定位每块GRG板、镀钛不锈钢管装饰线条和亚克力板的具体位置,每个构件可设置3~4个定位点。定位安装顺序宜以中轴线向两边进行,以将出现的误差消除在两边收口部位。先安装定位GRG板,然后将不锈钢管装饰线条按GRG定位依次安装,最后安装亚克力板。

4 GRG板安装

4.1 测量定位

   仔细核对到场的GRG板编号和使用部位,利用现场测设的轴线控制线,结合水平仪控制标高,进行板块粗定位、细定位、精确定位,经复测无误后进行下一块GRG板安装,安装顺序宜以中轴线向两边进行,以将出现的误差消除在两边收口部位。

4.2 二次钢架转换层施工

   二次钢架转换层采用镀锌[8,间距1 000mm。槽钢两端固定于下挂结构钢梁,焊接固定,涂刷灰色防锈漆,分3遍涂刷。

4.3 安装技术

   GRG安装如图5所示,标准节点如图6所示。

图5 GRG板安装

   图5 GRG板安装  

   Fig.5 Installation of GRG board

图6 GRG安装标准节点

   图6 GRG安装标准节点  

   Fig.6 Standard joints of GRG installation

   GRG板安装龙骨为镀锌└50×5,采用10镀锌吊杆连接固定GRG板,吊杆下端连接GRG板预埋吊挂件,上端通过螺栓固定于镀锌角钢。为保证GRG板安全平稳吊挂,在GRG板上设置吊杆镀锌预埋件的横向距离≤450mm,纵向间距≤700mm。

   板块粗定位后,可通过微调镀锌角钢位置调整GRG板水平位置;镀锌吊杆全长范围内可调节,通过调整吊杆长度可调节GRG板竖向标高,满足GRG板空间定位要求。通过反复调整,保证GRG板各定位点实际坐标测量值均与犀牛模型中坐标值一致,构件即达到准确安装位置。

   构件就位后焊接镀锌角钢与转换层钢梁固定,锁定GRG板位置。部分GRG板无法与相邻板块连为整体,须增加角钢斜撑固定,以限制其水平位移。

4.4 GRG板拼缝处理

   为防止GRG板接缝处开裂,拼缝应根据刚性连接原则设置,内置M8螺钉连接并分层批荡处理。连接件应在板材背面设置、加工时预埋,安装过程中必须用扳手拧紧。嵌缝材料采用GRG板专用接缝材料,并在接缝处填充胶条,以防止因热胀冷缩造成板缝开裂。

   GRG造型板安装完成后,采用与GRG板同材质的石膏和抗裂纤维混合填缝剂对造型板拼缝进行处理,保证造型板接缝处的抗裂性能。

4.5 表面涂饰

   GRG板安装完成后,表面进行喷涂处理,首先进行底漆处理,然后再喷艺术漆。要求成品GRG板表面光滑,无气泡及凹陷处,色泽一致,无色差。

5 不锈钢管装饰线条安装

   不锈钢管装饰线条造型为变曲率三维曲线,线条材料采用直径90mm镀钛金色不锈钢圆管,壁厚3mm。不锈钢管装饰线条镶嵌于GRG板块间隙内,测量定位方法与GRG板类似。安装标准为:(1)线条流畅自然美观;(2)安装牢固;(3)可视表面无焊点;(4)钢管结构内塞岩棉。

5.1 吊杆安装

   镀钛线条每隔1.2m满焊1个金色不锈钢圆管连接件,通过镀锌角钢及10镀锌吊杆与上部钢梁连接(见图7),可通过调整吊杆长度来控制镀钛线条不同吊点空间定位。

5.2 交叉处镀钛线条安装

   交叉的镀钛线条圆管在安装时,为保证线条与GRG板相平,先安装断开圆管,再安装整管,断开管线条安装时,先用另外一根与断开管线条一致的整管作为模具安装定位,然后再用断开管取代整管进行固定。待断开管安装定位后,再安装交叉的整管。

5.3 镀钛线条及GRG板节点施工

   按照声学要求,音乐厅天花上要求无任何缝隙空洞。由于增设的镀钛线条及人字形结构破坏了声学天花GRG板的整体性,为满足网状天花的声学要求,镀钛线条及GRG板交接面处需做严格声学密封处理。

图7 镀钛线条吊杆连接节点

   图7 镀钛线条吊杆连接节点 

   Fig.7 Connecting joint of rod with titanium-plated lines

   镀钛线条与GRG板连接节点如图8所示,GRG板与镀钛不锈钢线条间的空隙用弹性腻子填充,上部用20mm厚GRG板做定制盖板封闭。

图8 镀钛线条与GRG板连接节点

   图8 镀钛线条与GRG板连接节点 

   Fig.8 Connection joint between titanium plated lines and GRG board

5.4“火山口”镀钛线条安装

   “火山口”造型由64根不锈钢线条密集交织而成,构件安装准确度要求很高。本部位的线条弧度加工完成后,提前在工厂进行预拼接,进行二次加工校正,保证构件加工精度满足要求。

   1)测量放线及支架固定“火山口”造型的整体水平剖面均为同心圆,采用定尺加工不同直径的同心圆来控制“火山口”线条的弧度、平面位置及标高。高度方向每间距0.2m固定1个圆环,结合三维模型数据,在圆环上将线条与圆环接触点进行放线定位并做好标识,以便线条安装定位。

   2)镀钛线条拼装“火山口”处装饰线条分为纵横2个方向进行拼装,纵向为整根完整线条,金属线条分别编号为1~32;横向为分隔线条,金属线条分别编号为2-3a,2-3b,2-4a,2-4b……依次类推。先安装纵向完整线条,保证完整线条与天花处镀钛线条流畅一致,用绳子临时固定在定位圆上;再按照“火山口”镀钛线条编号依次拼装分隔线条,先将线条临时安装,再用皮锤轻敲至固定位置,然后采用镀钛线条不锈钢焊接工艺将交叉口固定连接。

5.5 镀钛线条吸声措施

   由于镀钛线条与GRG板材质对于声音的反射效果不同,在镀钛线条部位可能发生共振,影响天花的整体安全稳定性及声效。为解决这一问题,在所有镀钛不锈钢线条内塞实矿棉,使天花吸声材料连续完整,确保安全和音效。

6 透光亚克力板安装

   镀钛线条施工完成后,安装透光亚克力板。

6.1 透光亚克力板吊点安装

   透光亚克力板为菱形平板,厚30mm。为保证大跨弧形透光亚克力板安全平稳吊挂,同时保证声学要求,每隔1.2m设置1个吊杆连接件,通过镀锌角钢及10镀锌吊杆与上部钢梁连接。另外可通过调整吊杆长度来控制透光亚克力板不同吊点空间定位。

6.2 透光亚克力板与镀钛线条节点施工

   镀钛线条与透光亚克力板之间的空隙通过硅酮结构胶连接,镀钛线条上部与透光亚克力板、GRG板之间用弹性腻子填充,并用20mm厚GRG盖板封闭(见图9)。GRG盖板通过对穿螺栓与透光亚克力板固定连接。

图9 透光亚克力板连接节点

   图9 透光亚克力板连接节点  

   Fig.9 Connection joints of transparent acrylic board

7 结语

   成都城市音乐厅大跨度异形曲面造型的“水晶冰芙蓉”声学天花,由GRG造型板、镀钛不锈钢管、亚克力板等多种异形装饰构件组合而成,其造型和构造复杂,安装难度大。项目利用BIM技术辅助空间定位、适宜的节点构造和连接方式,通过精细化施工顺利完成安装,保证安装精度要求,圆满呈现建筑功能和装饰效果。

    

参考文献[1]张扬,王维,吴兴涛.基于三维精准定位及反吊施工法的大吊顶施工技术[J].施工技术,2018,47(15):63-65,91.
[2]范广军,郑琳琳,徐永选,等.重庆万达城展示中心三维多层软膜天花设计与施工关键技术[J].施工技术,2018,47(11):17-21.
[3]刘骏,罗兰,聂鹏飞.BIM放样机器人在装饰施工天花吊杆定位中的应用[J].施工技术,2017,46(9):86-88.
Installation Technology of Acoustic Ceiling Special-shaped Components with Complex Surfaces
YAO Cheng WANG Pan REN Zhiping PENG Wei ZHANG Wenjun
(Chengdu Branch of China Construction Third Engineering Bureau Co.,Ltd. Chengdu Construction Engineering Construction Safety Supervision Station)
Abstract: The Chengdu City Concert Hall is constructed of long-span special-shaped curved acoustic ceiling,which is composed of GRG board,titanium plated stainless steel pipes,acrylic boards and other special-shaped decorative combinations. The space layout is difficult,the structural joints are complex,the interface is large,and the installation accuracy is high. According to the engineering characteristics,the key and difficult points of large-scale acoustical decorative ceiling construction and installation are analyzed,and targeted solutions are put forward.
Keywords: concert hall; ceiling; special-shaped components; acoustics; installation; construction
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