杭州国际博览中心G20峰会主会议厅吊顶施工介绍

文/浙江亚厦装饰股份有限公司技术专员 郭跃骅

浙江亚厦装饰股份有限公司副总经理 冯林永

浙江亚厦装饰股份有限公司技术发展部经理 王剑锋

浙江亚厦装饰股份有限公司重大项目管理部项目总监 俞茂炬

杭州国际博览中心G20峰会主会议厅吊顶施工介绍

文/浙江亚厦装饰股份有限公司技术专员 郭跃骅

浙江亚厦装饰股份有限公司副总经理 冯林永

浙江亚厦装饰股份有限公司技术发展部经理 王剑锋

浙江亚厦装饰股份有限公司重大项目管理部项目总监 俞茂炬

2016年9月4日，二十国集团领导人杭州峰会在杭州国际博览中心举行。杭州国际博览中心成为世界的焦点。作为峰会主会场的建设，一直围绕着大国风范、江南特色、杭州元素的要求来全面展开，其中最为耀眼的就是主会议厅吊顶的施工。它由108个斗拱、352根椽子、4根角梁和大型纱灯组成 “内圆外方”的吊顶格局，整个吊顶施工难度极大、工期相当紧张。亚厦应用了BIM技术进行建模、精细化设计和参数化出图，并在施工过程以样板先行、工厂化生产现场装配化施工等等先进的措施，完美的完成了G20主会场的建设任务，得到了全社会各界高度评价。

G20 主会议厅 吊顶 BIM 施工

1 工程概况

杭州国际博览中心工程作为浙江省重点项目，是G20杭州峰会的主会场，位于杭州奥体博览城。规划总建筑面积850443.87m2，为全球第二大单体建筑。设有展览中心、会议中心、综合物业、屋顶花园(城市客厅)、地下商业及车库等五大功能区。其中地下建筑面积313332.84m2，地上建筑面积537111.03m2，地下二层，裙房地上三层，塔楼地上十七层，裙房建筑高度46.65m，塔楼建筑高度99.95m。

杭州国际博览中心三层主会议厅主要功能为G20峰会期间各国领导人举行正式会议的核心场所。主会议厅室内空间为43.2m⋆43.2m，室内高处净高10m，低处净高8m，整体设计强调大气精致、大国风范、江南特色、杭州元素。其中主会议厅吊顶天花上安装108个中国传统元素的斗拱，斗拱采用紫铜打造，表面蚀刻雨花点纹样，再配以白铜制作的352根中式椽子和4根角梁形成 “内圆外方”的吊顶格局，吊顶中间是一个直径9m的藻井，与会议用圆桌尺寸相呼应。设置有外圈青花瓷图案灯光膜内圈为杭州特有的“纱灯”，使中国的传统文化和杭州元素完美的融合在一起，整个吊顶气势宏博、古香古色。

2 主会议厅吊顶BIM应用介绍

2.1 原始数据采集与分析

2.1.1 现场钢结构原始数据的采集

在杭州国际博览中心主会议厅项目中，土建、钢结构、机电等的施工质量与施工误差积累都会对装饰设计与施工造成影响，所以需要消除这些不良因素，首先需要对施工现场进行原始数据的采集。亚厦BIM团队采用了最先进的3D激光扫描技术，使用国际最先进的激光3D扫描仪，将已竣工的土建钢结构进行扫描，采集现场点的云数据，然后进行逆向建模还原现场。接着与在计算机中已经建立的BIM模型进行比对，快速、直观、准确的发现施工错误与误差，发现和弥补装饰设计阶段与实际现场情况不符的状况，为设计方案的调整提供数据支持，为装饰施工技术方案的提供依据。

现场测绘作业

现场钢结构点云数据

2.1.2 基于逆向模型的设计分析

为了更好更快更精确完成G20峰会主会议厅的吊顶施工，和以往施工不同，亚厦装饰设计深化不是在原设计图纸上进行，而是直接在与现场一致的逆向模型上开展，这样更有利于实际现场的施工。如图所示，在搭建装饰设计模型的过程中，发现北面施工实际现场完成的钢结构逆向模型与设计单位设计参照的钢结构图纸对比，标高低了1050mm，吊顶的北面的两个角的挑檐造型与现状模型存在严重冲突，存在对整个吊顶设计方案全部推翻重做的风险，但是时间已经不允许对吊顶方案做大规模的重新设计了。

逆向钢结构模型与吊顶冲突

2.1.3 设计方案调整

发现冲突后，亚厦BIM团队和项目团队向设计单位进行汇报，设计单位联合亚厦团队寻找解决的技术和设计方案，最终决定在钢结构逆向模型的基础上进行原吊顶调整，并重新修改吊顶造型,修改后不再与原屋面钢架冲突。

吊顶造型修改后照片

2.2 BIM精细化设计

2.2.1 设计方案对比和大样制作

由于冲突，设计单位和亚厦BIM团队经过数轮方案对比，最终放弃北高南低方案，确定四个角一起降低，调整模型放缓吊顶弧度，在保证净空高度最低8m前提下对吊顶的造型进行调整。并提出了多种弧度方案，通过BIM技术重新绘制了各种方案的3D模型，来呈现吊顶的预期装饰效果，并进行方案对比，如图所示。选定了整体视觉效果最佳方案，项目部团队根据调整后方案模型数据加工现场大样，得到了设计师与甲方领导的一致认可后大面积展开施工。

不同弧度的吊顶造型对比选择图

2.2.2 深化设计调整

主会议厅的中式挑檐设计每个角都有一根角梁，原设计为600×900弧形梁，由于调整了吊顶造型，将弧度放缓后，设计师在BIM深化模型中发现大梁过于凸显，影响了整个装饰效果。于是亚厦团队在BIM整体模型中创建不同大小的角梁方案进行效果对比，最后经过几次讨论与调整，最终确定改为600×600的角梁，如图所示为原方案600x900角梁效果与调整方案600x600角梁效果比较。同时对角梁深入斗拱的深度进行了调整，使整根角梁变得更加修长，增加了装饰美感，原角梁与斗拱方案与优化后角梁与斗拱方案效果比较。

原方案600x900角梁效果

最终方案600x600角梁效果

原角梁与斗拱方案

优化后角梁与斗拱方案

2.3 参数化设计与加工对接

吊顶除了角梁、斗拱外，施工难度最大是352根长短、弧线各异的椽子，一旦吊顶曲面形状有稍微的微调，352根椽子的数据也要跟着调整，同时352根椽子的加工数据也就相应需要进行调整。传统设计方法无法满足这种精度与节奏的要求，所以亚厦团队采用世界最先进的参数化设计软件Catia进行设计：首先根据调整完BIM模型形成适用于加工深度的参数化模型。接着根据参数化模型制定吊顶上表面曲面形成曲面模型，然后深化椽子与角梁，根据曲面形状与弧度自动生成吊顶。最后用每一根椽子和角梁的三维模型直接剖切出图，形成CAD加工图，如图所示。将加工图提供给加工厂商进行加工。通过设计软件Catia的设计，只要吊顶曲面方案调整确定，椽子的数据就可以立马输出，大大提升的设计深化的效率与准确性。

加工深度的参数化模型

3 施工工艺流程

3.1 施工流程图

3.2 吊顶施工操作要点

3.2.1 设计方案确定、施工图纸深化

原设计对吊顶内部的钢架转换层无详细图纸，由于施工工期紧，亚厦项目团队组织了结构设计部门配合原设计单位根据最佳吊顶设计方案，通过3d3s钢结构设计软件进行了内部钢架转换层的设计，并进行了荷载计算、建模、出计算书、出钢架图纸，如图所示。根据设计图纸进行钢架转换层的施工。

3d3s搭建转换层钢架模型

3.2.2 脚手架搭设

为了满足大空间的吊顶的施工要求，需要搭设盘扣式脚手架，架体采用挑空搭设，架体搭设至钢结构板底面下1.7米，上面满铺钢踏板，在工作面下方设置一层阻燃性水平安全网，以防止高空坠物。并随着斗拱、角梁、椽子、花灯施工时将脚手架进行降架处理来满足不同施工高度要求。

3.2.3 测量放样

现场主管施工员及技术负责人根据土建提供的坐标点，确定在三层楼板上对现场圆心、四个角点进行定位，作为现场吊顶安装基准点。根据确认的图纸进行建模放样，由于此吊顶为异形中式飞檐式吊顶，需要对每一根斗拱、椽子、角梁的弧度及尺寸进行一一放样，确定每一根斗拱、椽子、角梁的相对位置。

3.2.4 转换层施工

由于现场吊顶完成面与顶部主结构的距离比较大，现场需要制作转换层，钢架转换层平面布置图。

转换层设置有反支撑钢梁，反支撑钢梁采用250⋆125⋆6⋆9的H型钢焊接形成。反支撑钢梁在工厂进行下料加、弯曲成型运至现场采用12t的小型汽车吊进行吊装安装。

转换层钢架平面布置图

转换层反支撑钢梁节点图

3.2.5 纱灯、斗拱、椽子大样制作安装

根据图纸制作1∶10木制斗拱、椽子、角梁大样供甲方及设计确认，并作为实际制作的参考依据，如图所示为椽子大样制作模拟安装照片，形成施工工艺手册进行交底，甲方确认的样板、具体的施工安装步骤，在施工现场又制作1∶1大样局部样品，经甲方确认后，方可批量生产加工。

3.2.6 吊顶料单确定、加工

（1）原材料备货

大样确认后，斗拱采用2mm紫铜背衬3mm镀锌钢板内衬钢骨架进行制作，角梁、椽子采用的2mm铜板背衬1.5mm镀锌钢板内衬钢骨架进行制作，紫铜、白铜由于订货周期比较长，需提前订货，根据图纸估算铜板用量，增加30%库存，以防最后加工过程中因为缺少原材料导致工期延误。铝蜂窝板、吸音纸，根据声学专家要求的吸音系数的要求提前进行预定。

（2）铜板切割、下料

通过对铜板的“开平”和切割工艺进行下料，注意铜板的成品保护，确保无划伤，折损。

（3）斗拱、角梁、椽子内龙骨制作

根据斗拱、角梁、椽子为模型，焊制斗拱、角梁、椽子内支撑龙骨，确保斗拱、角梁、椽子不变形、安装过程中不发生扭曲。内骨架跟着斗拱、角梁、椽子的造型制作。并且按照加工图纸在内龙骨相应部位设置吊点，作为斗拱、角梁、椽子吊挂点。如图椽子内龙骨大样图。

椽子内龙骨大样图

（4）焊接斗拱、角梁、椽子造型

根据安装放样图纸和加工图纸及对应编号进行斗拱、角梁、椽子铜板的焊接，采用铜焊焊接，焊丝为原铜板剪下的铜丝，保证焊接过程中材料无变化现象，焊接时铜板上垫3 mmPVC隔热层，确保铜板焊接受热时不变形。

所有焊接位置为满焊连接，不能有漏焊假焊现象出现。焊接完成对每一根斗拱、角梁、椽子进行位置编号，编号位置为椽子内侧，防止后续工序擦除消失。

（5）抛光打磨

对焊接好的斗拱、角梁、椽子进行整体打磨、抛光（砂抛）。去除焊疤及表面划伤。抛光打磨过程中应在椽子内部衬上木结构龙骨，确保斗拱、角梁、椽子不变形，避免铜表面损伤、损坏。

（6）望板制作（蜂窝板，吸音）

根据放样图纸进行铜板剪裁下料（按图纸编号）、按照确认的样板进行机械冲孔处理。控制冲孔率，确保吸音系数达到要求。制作弧形模板压制蜂窝铜板，对加工完的铜板进行折边、贴吸音纸、压制蜂窝芯处理。并根据图纸在网板相应位置设置灯槽和喷淋系统等终端设备空洞。

（7）编号包装运输

将制作好的斗拱、角梁、椽子和望板，分别包装，安装图纸编号，配发货清单，发货到现场。

3.2.7 吊装安装

（1）斗拱、角梁、椽子吊装施工

根据现场放线位置，确定吊装点，制作龙骨连接转换层骨架以方便吊装，如图所示为斗拱和椽子的吊装节点图。

斗拱和椽子的吊装节点图

吊装要求：吊装斗拱、角梁、椽子，确保斗拱、角梁、椽子表面不划伤，整体不变形扭曲，确保接缝严密，不出现脱节错位现象。

（2）望板吊装施工

按照图纸编号，对应现场安装位置吊装冲孔蜂窝铜板制作的望板，望板吊装要求确保表面不划伤，整体不变形扭曲，确保拼接封严密，不出现脱节错位现象。

（3）整体调整，加固

整体调整：对吊装上去的望板、斗拱、角梁和椽子进行整体调整固定，确保整个曲面顺滑流畅无误后，对吊装件进行二次加固，吊装螺杆固定到位，并安排氩弧焊工在吊装过程中对望板、角梁、铜椽子跟角梁进行局部修整。

G20主会议厅吊顶完成照片

杭州国际博览中心G20峰会主会议厅吊顶施工介绍

责任编辑：符媛