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创新装配式施工技术

科技赋能生产履约

近日

由海外装饰独立完成的

《基于BIM的大型多曲面瓦楞板挑檐

装配式施工技术》

获年度建筑装饰行业科学技术奖

一起来了解一下吧

科技创新成果奖是指在建筑及装饰设计、施工、新材料研发、软件开发及工程机械等方面，取得重要的技术创新成果；或在理论研究中有重大技术突破及理论研究属前沿成果。

基于BIM的大型多曲面瓦楞板挑檐

装配式施工技术

瓦楞板挑檐装配式系统是现代公共建筑中一种新型檐口系统，具有平整度高、施工便捷等特点，适用于机场、火车站、会展中心、体育馆等大型公共建筑屋面，瓦楞板挑檐装配式系统综合了大面积、装饰性、异形性（不规则）等特点。

传统常规挑檐做法多采用弯弧钢通的做法，然后在屋檐上拼接使其固定在主体结构上。此做法在弯弧中、在现场拼接中均易产生较大误差，最终造成观感差、平整度差、曲面扭曲等缺点，不能适应于业主要求较高的建筑。

本工法针对瓦楞板挑檐装配式系统施工特点，运用BIM技术模拟、三维空间定位测量、装配式龙骨生产拼装等技术，在保证施工安全及施工质量的同时，保证檐口曲面造型高效快速施工，进而提升了施工精度，降低建造成本，创造了良好的社会、经济效益。

功法特点

01

本工法施工快捷、方便，通过BIM技术模拟施工，激光切割装配式龙骨同步模块化施工，保证了整个檐口系统满足设计要求，同时可提升施工效率

02

通过全站仪和三维模型相结合的方式指导激光切割装配式龙骨放样，控制激光切割板及关键节点轴线位置偏差，安装标高控制精确，保证檐口造型平整度

03

采用12mm厚钢板切割成檐口鹰嘴造型偏移65mm的形状，利用加工厂激光切割技术，将精准度保证至±1mm。经过矫直后氟碳喷涂处理，提高耐腐性能。常规批量拉弯钢材拉弯精度不一，无法满足曲面檐口平整的要求。激光切割板通过放样拉线，通过转接钢通批量安装固定在主体钢结构上，直接成型

激光切割板节点图

04

由于檐口造型无法直接固定在激光切割板肋上，通过巧妙的采用铝合金转接件沿着曲面方向固定，达到檐口造型的效果

05

檐口曲面造型采用新材料10mm厚瓦楞板，组成形式为（1mm厚铝板+8mm厚波形瓦楞+0.8mm厚铝板）金属檐口造型轻质安全，而且能增强檐口曲面板强度，檐口造型面高平整、抗压性好，保温隔音性佳，还能防火阻燃

适用范围

瓦楞板挑檐装配式系统高效施工工法适用于长度非常长的檐口、装饰性檐口、不规则（异形）檐口，例如机场、火车站、会展中心、体育馆等大型公共建筑屋面。

工艺原理

瓦楞板挑檐装配式系统包括激光切割板装配式系统、檐口鹰嘴造型檐口造型系统等。屋面檐口总体造型形式为六边形型布置，激光切割板装配式系统为加工厂采用激光设备将12mm厚钢板切割成鹰嘴造型钢板，通过全站仪和经纬仪测量放线定位，背面采用钢通转接固定在主体结构上。檐口鹰嘴造型檐口造型系统采用10mm厚檐口造型加工成鹰嘴造型，通过巧妙地采用铝合金转接件沿着曲面方向固定，檐口造型固定在铝合金转接件上。

檐口造型犀牛模型

利用BIM三维空间模拟功能，对施工全过程进行模拟，确定模块化施工部署及施工顺序；其次通过复杂节点进行BIM三维建模深化设计，用于檐口激光切割板的安装、檐口造型的加工和现场安装、吊顶格栅的排布、吊顶格栅的拉弯加工及现场施工；檐口系统施工过程中采用全站仪和三维模型进行空间定位测量，保证檐口系统施工定位精确。

施工工艺流程

工作面交接及测量放线→BIM仿真模拟→深化图设计→激光切割板安装→铝合金转接件安装→横向次龙骨安装→檐口造型板板安装

操作要点

工作面交接及测量放线

施工前进行主体钢结构工程的移交，钢结构施工单位先提供完整的测量资料，然后由参建各方共同检查，并记录不合格的部位和项目，整改后复查。工作面移交后用水准仪对桁架的标高进行抽查，分区域抽查几处相邻高差，与设计图中的设计高差相比，找出偏差，为檩条焊接安装提供依据和指导。桁架移交时发现的超过标准允许误差的部位，必须在激光切割板安装时进行调整处理，这主要是为了保证激光切割板安装后在设计的屋面上，保证屋面板安装后平直光滑流畅。根据图纸分格，进行现场测量放线，特别注意与轴线及标高的定位关系，在每一个分格处弹好墨线。

BIM仿真模拟

施工前严格依照节点对檐口进行整体BIM建模，对檐口激光切割板的切割做精准建模。对曲面檐口造型面板系统进行整体建模，检查面板是否有无法加工和碰撞的地方，及时修复。对面板与结构之间检查是否有防水薄弱点，若有及时增加修补方案。通过施工现场BIM模拟对檐口系统安装方案进行分析验证，对檐口施工顺序、垂直运输方式、周边结构施工影响、材料预留洞口、材料堆场、塔吊碰撞等因素进行分析，从而确定最优的施工顺序和吊装方案。

檐口BIM仿真模拟效果图

将建立的檐口模型用于工厂或现场模块化加工，提高加工制作精度，同时将BIM模型用于辅助现场施工，提高施工效率和施工质量。

深化图设计

在设计施工图基础上进行檐口分格图、节点大样图、剖面图及施工加工图设计，绘制激光切割板外型准确尺寸的加工图及安装支座位置图，对檐口伸缩缝、檐口剖面、吊顶格栅等细部节点位置的深化设计图。

檐口节点深化设计图

激光切割板安装

激光切割板为檐口系统的主要支撑龙骨，采用装配式一体化安装技术，避免传统工艺的拉弯、焊接工作。首先测量、复核施工区域内激光切割板用量和尺寸，在加工厂通过专用的激光切割设备切割。通过吊车或塔吊运至屋面施工作业面。先通过全站仪做好测量、放线监控，每一块激光切割板设置三个定位点，定位点必须在放线位置，精度误差不超过2mm。通过附加钢通和转接钢通固定在主体工字钢上。在转角位置激光切割板根据设计图纸造型相接处的中线位置放置，连接、固定方式与普通位置相同。

激光切割实物

铝合金转接件安装

铝合金转接件通过M8不锈钢螺栓固定在激光切割板上，它是将檐口风荷载传递到激光切割板的受力配件，它的安装质量直接影响到檐口面板的抗风性能；铝合金支座的安装误差还会影响到面板的平整度，因此，铝合金转接件安装为檐口系统的关键工序。

铝合金转接件节点图

铝合金转接安装图

横向次龙骨安装

将横向次龙骨两端的连接件及垫片安装在立柱的预定位置，并应安装牢固，其接缝应严密；相邻两根横向次龙骨的水平偏差不应大于1㎜。同层标高偏差：当一幅幕墙宽度小于或等于35m时不应大于5㎜；当一幅幕墙宽度大于35m时不应大于7㎜。

横向次龙骨安装图

檐口造型板板安装

先测量放线，每个分格的胶缝必须上下对齐、左右对齐走通。拉好线后，按施工图用螺钉将檐口造型饰面逐块固定在龙骨架上。板与板之间留缝15㎜,以便调整安装误差。檐口造型安装时,左右、上下的偏差不应大于1.5㎜。

檐口造型檐口面板安装

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本期素材

科技与技术部

本期编辑

张新宇

本期审核

陈汉成、冯佩