[科普中国]-蛋壳面

蛋壳形鱼鳞面吊顶新技术。

主楼屋面为蛋壳形双曲面网架结构，主楼区域室内为大跨度高大空间可翻转式鱼鳞面大吊顶，以自身对角线为轴沿屋面进行转动以满足室内自然采光的要求，绿色节能环保，形式新颖。整套系统结构牢固，抗震、抗风及安装、拆卸方便，能适应网架屋面变形，较大地缩短施工工期，降低工程成本。

工程难点分析1）如何保证吊顶的视觉效果达到蛋壳形鱼鳞面设计要求是工程的重点，也是难点。

2）针对旋转角度多样、复杂性特点，设计科学、安全的抱箍和旋转系统是本工程一大难点。

3）铝板材料的测量、排版、建模、加工质量需满足相关质量要求。

4）由于前期吊顶设计方案未确定，屋面网架下弦球预留吊顶套管连接螺栓较短，该套管为吊顶结构主要受力点。为确保屋面吊顶的安全、可靠性，需对抱箍件进行二次防护围挂系统深化设计。1

深化设计方案选择为达到蛋壳形鱼鳞面视觉效果，通过对抱箍系统、龙骨系统和旋转系统的安全性、可调节性、施工安装的便捷性及质量的可靠性等多方面综合研究，对图纸进行深化设计，主要经历以下3个阶段。

1）前期样板 抱箍采用组合外伸臂系统，龙骨系统采用镀锌方通焊接成型，通过调节吊杆长度达到旋转效果。该设计方案操作复杂、工期较长，且对吊装盘实际安装坐标和现场已成型下弦球节点要求高，施工难度大。

2）工厂样板 抱箍采用方管焊接及螺栓连接组成菱形及一字形组合形式系统，龙骨系统采用C型钢螺栓连接成型，通过调节吊杆长度达到旋转效果。该设计方案焊接量大、安全富余量小，且整体视觉效果欠佳。

3）现场样板 抱箍采用16mm厚钢板切割圆盘及方盘组合形式系统，下部设置二次防护围挂系统，可较好地补偿结构球尺寸偏差。龙骨系统采用镀锌方通焊接成型。翻转单元为专业定制翻转轴，可实现任意角度的翻转，施工中根据花篮螺栓角度调节系统调整螺杆长度进行初步限位，然后利用全站仪免棱镜测量技术获取角度的精调值，精调后采用特制螺纹紧固件永久锁定。该设计方案铝板均能单独拆卸，并充分考虑到安装结构的安全性、耐久性及受机械运动所产生的共振及正负风压的相互作用，不会出现顶棚水平移位及滑落等现象，且形式简洁、美观，满足蛋壳形鱼鳞面视觉要求。1

施工技术及操作要点工艺流程具体工艺流程为：施工图纸深化设计→吊顶定位放线→钢网结构测量→三维建模→材料下单→地面焊接圆形镀锌托件→顶面安装抱箍系统→组装冲孔板→面板与单元钢架连接→侧面铝板安装→安装球头吊件→顶面安装铝板→顶面角度调整（缝隙调整、高度调节、旋转角度调节）→验收。

施工步骤1）测量放线

根据每个安装区域大小，确定一定数量控制基准线，用全站仪测量控制基准线上网架球的三维坐标，复核屋面钢结构标高及曲线平滑情况，对测量数据进行统计分析，与设计坐标相比较，将两者高程差计算准确，在制作吊顶吊杆时对误差部分进行反向补偿，同时选择好结构球的连接方式。对于曲面铝板，使用全站仪对配件安装三维坐标和铝板角点安装三维坐标进行实时测量，实测数据重构出安装曲面，计算安装曲面与设计曲面偏差，生成调节控制数据，指导班组安装调节，确保施工质量。

2）三维建模

根据实测数据，通过三维建模技术对现场吊顶模型进行整体排版。利用BIM 技术中样条曲面拟合材料下单技术，建立单元模块三维模型图，对吊顶龙骨及铝板进行下单，模型中能够直接量取点位坐标、曲线的弧长、半径、弯曲方向等相关信息，有效指导现场安装施工，提高工作效率。

3）抱箍系统安装

工厂内定型加工抱箍系统，减少现场工作量。安装抱箍前，先将屋面网架下弦球预留圆套管焊接托板，大节点球在安装点位置正下方30cm处挂好接火盆，然后进行托盘焊接安装，随后拧紧螺母固定抱箍，抱箍安装过程中必须做好安全防护措施，在施工下方围好安全警示带，标明高空作业警示带，现场专人看护。1

本词条内容贡献者为:

程鹏 - 副教授 - 西南大学