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。其中音乐厅采用鞋盒形造型，长约43m，宽约31m，净高约19m，厅内建筑面积1 513m²，座位数1 396座，音乐厅天花安装于网架屋面下挂钢结构下方。

　　 音乐厅声学天花整体为弧形曲面网状构造，其中“火山口”造型处多条镀钛不锈钢管线条汇聚交织，“火山口”下方为“水晶冰芙蓉”反声罩，可通过吊机上下升降。天花由纵横交错的不锈钢管曲线线条分割成不规则菱形，菱形构件主要为GRG板和透光亚克力板，3种材料组成无缝隙的整体天花。各装饰构件亦为异形曲面造型，形状、大小不尽相同，且材料属性和加工精度需同时满足装饰效果及声学构造要求。

　　 利用设计院提供的建筑模型、装饰图纸及效果图，采用犀牛软件建立整个装饰天花的精确BIM模型(见图1)。

　　 基于音乐厅装饰三维模型，采用ODEON软件进行音乐厅声场的声学模拟，将模拟出的混响值(EDT)、明晰度(C80)、响度(G)、侧向因子(LF80)、舞台支持(ST1)等数据与音乐厅声学报告中设定的标准值比较，找出不能满足设计标准的指标进行优化，通过改变天花弧度、材质等方式不断优化改进，最终达到声学设计标准的要求。

　　 音乐厅天花下部设有“水晶冰芙蓉”反声罩、电动吊杆、面光吊杆、侧灯光吊杆等舞台工艺装置，其吊装机械位于天花上部钢结构转换层，因此天花需预留钢丝绳吊装孔。根据舞台机械功能要求，在满足规范的前提下，调整其布局，使舞台机械穿天花吊杆或吊点布置对称均匀、美观(见图2)，且不穿过天花透光亚克力板及镀钛不锈钢管线条。

　　 根据装饰天花布置，合理调整和排布暖通、消防、智能、灯光及照明等专业末端点位间距、数量及位置，在满足规范及功能的前提下，确保天花整体布局均匀美观、线条流畅。

　　 装饰施工前，采用三维扫描技术复核现场土建完成面与装饰造型关系，确保装饰设计达到如期效果。通过三维激光扫描仪对现场进行实测扫描(见图3)，采集到现场实际土建完成面的三维信息点云数据，将处理后的点云模型与三维装饰模型进行碰撞分析(见图4)，针对碰撞冲突或虽未发生冲突但无法满足装饰预留空间要求的部分，提出合理的修改意见，及时调整结构或修改完善模型。根据修改完善的模型，再次进行声学、舞台机械、末端等各专业深化设计复核，进一步优化模型，并确定现场施工最终模型。

　　 3D扫描具有如下优点(以本项目采用的FARO330为例):(1)速度快扫描速度可达976 000点/s;(2)分辨率高最高分辨率为在10m处点间距0.9mm;(3)扫描空间大，视角范围广水平360°、垂直320°，最大扫描距离可达153.49m;(4)精度高25m处精度为±2mm。

　　 现场测量放线→确定数据采集点→现场扫描→数据采集→数据处理与分析。

　　 1)确保现场无建筑材料、垃圾等障碍物，尽可能扫描建筑物内部空间真实状态。

　　 2)根据土建标高线及轴线完成主控线、中轴线、地面±0.000水平线、1m水平线等测量，并做鲜明标识。

　　 3)选定扫描仪数据采集点，确保完整覆盖整个厅内土建完成面。应尽量减少采集点，以降低原始数据量和后期拼接误差。

　　 4)将3D扫描仪器架设在现场指定的平面轴点上，调平对中。

　　 5)设定好采集点的三维坐标值，设置其扫描区域(360°全景或半景)，即可进行扫描;通过三维激光扫描仪上的反射镜，即可得到待测建筑的表面信息。

　　 6)通过三维扫描仪得到的数据为大量点云数据，通过Gemagic软件进行点云处理，然后利用CATIA软件构成三维网格面，再利用RHINO软件绘制成最终的现场实体模型。

　　 综合考虑音乐厅天花复杂造型、便于工厂加工和运输、现场安装操作性强等因素，对于最终确定的深化模型，利用犀牛软件进行音乐厅复杂天花GRG板分块、镀钛不锈钢圆管线条分段、透光亚克力板分块等深化分模，并获取单个构件的三维信息，指导工厂依据模型信息进行材料加工。GRG构件单元编号如图5所示。

　　 本项目GRG板厚度为40mm，密度为1.8g/cm³。GRG造型板预制成型前，利用计算机辅助设计建立的三维模型，进行GRG专项施工图的深化设计。设计图纸对GRG组件定位尺寸、吊点位置、预埋件位置、拼装节点等进行明确标注，以保证加工尺寸与模型完全一致，确保现场顺利安装。为保证GRG板安全平稳吊挂，在GRG板上设置吊点镀锌预埋件的横向距离≤450mm，纵向间距≤700mm。

　　 项目采用先进的CNC数控雕模机床制模工艺。数控机床通过读取GRG构件的三维模型信息，可自动雕刻加工出与三维模型高度一致的GRG实体模型。根据GRG实体模型，采用硅胶材料制取GRG模具，即可进行GRG板的加工制作。相比传统的制模工艺，CNC数控雕模机床优势为:(1)可以进行复杂造型数控雕模，2D,3D任意造型均可生产;(2)生产过程全自动，模具产品质量稳定;(3)机器生产具有高精度、高可靠性;(4)模具产品一致性强，不受工人技术素质的影响;(5)生产效率高，产能稳定，可有效保障工期;(6)建模软件可直接用于数控加工，主要有RHINO(犀牛)，PRO/E,UG。

　　 进场时，所有GRG板材料按要求分类存放，并在明显位置逐块进行编号，标明材料名称、品种、规格、数量、使用部位等，以避免混用、乱用。

　　 通过GRG板分模编号信息模型图及数控设备精确化制模加工，确保GRG板下料尺寸的准确性，精准尺寸的GRG板可有效提高现场施工效率和安装精度，减小天花整体安装累积误差，确保天花完成效果。

　　 音乐厅天花GRG板间设计为金色装饰线条，其造型为变曲率三维线条，线条材料采用直径90mm镀钛金色不锈钢圆管，壁厚3mm。根据三维模型对不锈钢圆管进行分段，按照模型对各段线条进行弯曲造型加工和曲率控制;针对复杂造型处的不锈钢线条，采用预拼装方式校核构件并进行二次造型加工。造型加工完成后再经打磨、抛光、镀钛等工序完成最终制作。

　　 镀钛线条制作过程为:实物建模→异形弯曲造型预热→异形弯曲造型灌装松香→异形弯曲造型→拼接成型→预拼装→构件二次加工成型→预热取松香→初打磨→初抛光→精抛光→包装→镀钛→包装→现场库房→领至现场安装。

　　 弯曲前，需先将不锈钢圆管一端封头，松香高温加热至融化灌入不锈钢管内，再低温冷却松香，使其凝固。检查松香达到弯曲硬度指标后开始对不锈钢管进行加热弯曲。将加工好的不锈钢多曲面多圆心弧形造型与三维模型一一对比，检验弯曲弧度是否与模型一致，以确保造型达到弯曲设计要求。对于一次性弯曲弧度不能达到要求的不锈钢管，进行二次加热再弯曲，直至达到合格。

　　 “火山口”造型由64根不锈钢线条密集交织而成，线条密集、弯曲曲率大，构件加工准确度要求很高。为确保材料加工准确无误和现场安装的顺利实施，本部位的线条弧度加工完成后，在工厂进行预拼接(见图6)。

　　 在“火山口”镀钛线条施工现场高度方向每间距0.2m定位1个圆环，圆环直径按照模型中该标高处“火山口”直径确定。每个圆环按照犀牛模型中线条交接位置分为32份，然后将各定位圆环运至加工厂安装固定。

　　 预拼装利用手工拼接，需保证线条造型流畅自然、纵横向圆管岔口交接处接缝严密。如达不到要求需重新加工构件或更换，直到达到要求为止。确认无误后每个加工件内壁必须冲钢印编号，确保在后期加工和安装过程中不错位。

　　 镀钛线条抛光流程:表面去黑斑、去划痕→过砂轮→麻轮→初抛光→精抛光处理。

　　 抛光完成后检查加工件表面是否达到精抛光处理的要求(7K镜面)，不能达到要求的必须进一步加工，直至合格，最终达到光泽一致，亮度高。

　　 每件精抛光的不锈钢圆管需轻拿轻放，分批次、分编号拆开包装，清洗干净后再放入钛金炉镀钛，避免磨花刮花。检验合格的构件分批次、分编号包装，第1层为绒布包装，第2层为软膜包装，装入定制木箱。对于不合格的精抛光螺旋异形加工件重新抛光后再镀钛。

　　 音乐厅天花透光部分采用亚克力板造型，包括平板、四面锥体造型和双曲面弧形造型，其中锥形造型和双曲面造型的亚克力板需根据BIM三维模型参数，采用平板亚克力原材进行造型加工。

　　 四面锥体亚克力板造型采用25mm厚平板亚克力原材进行融合拼接。首先根据BIM模型测量出每个四面椎体内侧尺寸，并按该尺寸用木板做好1个内衬底模，校准尺寸后，利用CNC雕刻机将亚克力板切割成每个锥面三角形板，安装在底模上。亚克力板拼缝处加工成坡口形状，锥体4条棱边均匀预留5mm灌胶缝，将专用融合剂分2次灌入缝中，而且第2次灌胶必须高出板面1mm以上，避免固化收缩出现凹坑。融合剂与亚克力板发生化学反应后再固化，保证接缝处的连接强度，静置2d后，再将预留的高出板面的固化物分层打磨平整和抛光，形成挺直的锥体棱线。

　　 双曲面弧形亚克力板采用热弯处理工艺进行曲面成型加工。利用BIM模型获取弧形板三维参数，制取与造型板曲面一致的木模;平板亚克力板加热软化，即可加工成满足设计要求的弧形。加工步骤为:(1)将有机玻璃板材或片材加工成设计尺寸;(2)将其夹紧在热弯台或模具框架上，全部或部分加热使其软化，在热弯台上将加热好的板材加压使其贴紧模具型面，得到与模具型面一致的3D曲面形状，经冷却即可定型，再通过打磨修边制成成品;(3)抛光打磨，保证材料表面光洁度满足要求。

　　 本工程音乐厅大跨度异形曲面造型天花，基于BIM技术，通过多种数字化信息模型工具进行天花的深化设计、模型校核，辅助数控设备加工及构件预拼装，保证天花装饰材料精准加工和生产质量，确保现场施工安装的顺利实施，保证建筑功能的实现。