灵山胜境梵宫建筑圣坛会场复杂、超高、大跨度穹顶莲花瓣GRG装饰

灵山胜境梵宫建筑圣坛会场复杂、超高、大跨度穹顶莲花瓣GRG装饰板施工技术
汪昭雨孙晓阳
【摘　要】　无锡灵山梵宫设计新颖奇特, 具有功能建筑、景观建筑、精神建筑、纪念建筑四大性质，其圣坛为斜拉式吊挂钢桁架结构形式，穹顶最大直径为160米，会场内直径94.40米，舞台面内直径71.40米，穹顶面为竖向抛物线形面，线形面上吊挂莲花瓣装饰板，装饰板工艺复杂、施工难度大。为满足设计要求，达到特殊的装饰效果，通过综合分析，采用GRG高强石膏制作基层，保证质量的同时，安全、经济、高效的完成了复杂、超高、大跨度穹顶莲花瓣装饰板的施工。
【关键词】莲花瓣装饰板超高、大跨度穹顶　GRG高强石膏施工技术
1、工程概况
无锡灵山胜境三期建筑梵宫建筑位于无锡市滨湖区马山镇灵山风景区内，建筑面积71880㎡，框架结构；其核心建筑-灵山梵宫，具有功能建筑、景观建筑、精神建筑、纪念建筑四大性质，融合了中国传统文化和世界宗教文化的元素，集塔、殿、堂、厅、廊于一体，以高大的廊柱、高耸的穹顶、超大面积的厅堂，多维立体的展现了佛教的神圣庄严和博大精神。
梵宫建筑的主要功能建筑之一圣坛是世界独无仅有的大跨度、超大空间工程，主会场面积5500平方米，主体结构为斜拉式吊挂钢桁架结构形式，穹顶最大直径为160米，会场内直径94.40米，舞台面内直径71.40米，穹顶面距舞台面最高点36.0米，距舞台面最低点10.50米。穹顶面为竖向抛物线形面，穹顶竖向抛物线形面上吊挂莲花瓣，莲花瓣装饰板共计1344组，单体最大几何尺寸为3160*3000，莲花瓣饰面饰99金箔，莲花瓣展开面积为5600平方米。

2、方案选择
圣坛穹顶莲花瓣的制作与安装除需满足莲花瓣设计效果外还要保证质量轻、强度高、环保达标等多项要求，针对以上要求，根据现场实际情况结合以往施工经验，决定采用新型的改良石膏制品GRG材料制作莲花瓣装饰板。
GRG成品

2.1、创新技术GRG材料装饰板特点
GRG装饰板是实用型装饰板材，工艺较为先进，其特点是适应建筑物和装饰物的几何形状、形态进行多样变化，质量轻，单位重量是石材板的1/3～1/10，强度高，几何形状加工精度亦高，且表面装饰色彩可以任意组合喷涂。
3、会场穹顶莲花瓣GRG装饰板特点
(1)、圣坛主会场穹顶莲花瓣GRG装饰板为立体几何形状，按照佛教理念规划出穹顶莲花瓣共二十八层，每层共48组。从下往上依次递减错位排列，每一层莲花瓣GRG装饰板的外形几何尺寸又不规则的递减，其图案相同、比例相同、几何尺寸不相同。又按例学原理加设了周沿法兰盘，法兰盘的高度也不相同。穹顶莲花瓣外形最大几何尺寸为3160*3000*430，最小几何尺寸为530*500*110。

(2)、穹顶莲花瓣的花瓣周沿是云纹图案环绕，面层立体形状是多层阶梯凹凸槽。表面还存在20%的孔状吸声孔。背面加装了全封闭环保阻燃吸声体。以保证圣坛主会场整体效果的一致。
(3)、为保证莲花瓣云纹图案和阶梯凹凸槽的形成，GRG装饰板的基材选用α半水石膏充实，内部构造采用225短切玻璃纤维（抗碱无捻玻璃纤维连续丝和抗碱玻璃纤维网格布）完成莲花瓣云纹肌理和凹凸阶梯槽肌理的展铺。以达到梵宫圣坛穹顶装饰效果。

4、穹顶莲花瓣GRG装饰板工艺特征及过程特征
(1)、穹顶莲花瓣GRG装饰板外形几何尺寸按设计院的提供尺寸设计制作，装饰板成品完全成熟后的含水率≤8.0%，吸水率≤38%，每平方米质量控制在8.0～13.6kg，外观尺寸及形位公差±2.0mm（≤L/1000+2.0），厚度控制在8～11mm。为保证强度及增加立体感观，莲花瓣周沿法兰盘的高度需在110～430之间。
(2)、莲花瓣外观形态确定后需生产出莲花瓣加工过程需要的模具。首先雕刻出莲花瓣标准模具图案小样样本，然后使用热固性环氧树脂玻璃纤维网布及硅胶和相应的PS板等材料制成小样样本模具，浇注成型做好穹顶莲花瓣GRG装饰板小样样本，经业主和设计院审阅通过后。再雕刻出二十八种莲花瓣模具大样（二十八层穹顶莲花瓣为二十八种莲花瓣模具大样），最后大面积生产莲花瓣成品。

5、圣坛穹顶莲花瓣GRG装饰板施工顺序
(1)、为了满足总装舞台安装所需的空间和时间，在梵宫圣坛标高10.50米处搭设钢网架平台，以满足穹顶莲花瓣安装施工；
(2)、根据梵宫圣坛穹顶主桁架钢结构特征，依穹顶莲花瓣式样的复杂性,对梵宫圣坛穹顶莲花瓣钢结构转换层进行结构设计的深化设计，取得设计院的认可后；进行穹顶莲花瓣钢结构转换层施工；
(3)、依据穹顶莲花瓣施工图依次、依序对穹顶莲花瓣单体安装施工；并根据面层图样、饰面材料进行饰面装饰施工。
6、莲花瓣GRG装饰板安装工艺流程
测量放线——穹顶钢结构转换层施工——预埋件安装——在GRG装饰板上开启各种设备孔——安装穹顶莲花瓣GRG装饰板——安装GRG装饰板后LDE灯光线路及灯具——安装GRG装饰板封口挡板——安装GRG装饰板配套环保阻燃吸声体——装饰板基层打磨和基层乳胶漆喷涂——装饰板面层金箔敷贴——穹顶莲花瓣GRG装饰板安装项目检查与验收。

7、GRG装饰板安装与施工
(1)、测量放线
根据业主提供的基准线，对穹顶结构的轴线、垂直线、控制线进行复核，并根据穹顶结构的特点测定总控制线，并以此为基准，分配分割线，锁定穹顶圆心和不同类型的交叉点。确定穹顶内的各个坐标、控制点、精密导线网点、精密水准点及垂直控制线。
(2)、穹顶钢结构转换层及预埋件施工
钢材的质量检验——钢材焊制的技术复核——穹顶莲花瓣钢结构转换层稳定性检查—纵横向轴线位置调整—— 穹顶莲花瓣钢结构转换层标高调整—— 最终核验及焊接固定。
1) 钢材进场后，质量人员按设计图纸要求对钢材尺寸、厚度、进行质量检验，确保质量偏差在设计允许范围内；
2) 严格按照设计图要求，完成钢材的制作与安装、并与主桁架进行焊接质量、并对安装位置、焊接质量、涂料防火喷涂、垂直度情况等进行检查，对质量偏差不符合要求重新调整或返工；
3) 依照图纸、设计变更文件要求，对标高同在一个坡面位置上、且每层转换层已经整体完成的确定为一个安装批次，现场进行轴线、标高的技术复核；
4) 对已安装完成的穹顶莲花瓣钢结构转换层整体的稳定性进行检查，钢材焊制的牢固程度不符合要求的进行加固处理，并进行轴线定位，拉纵横轴线交会测定圆心，对有偏差的位置进行调整；
允许偏差项目如下表示：
偏差类型平面尺寸垂直误差平面尺寸水平误差穹顶钢结构转换层焊缝误差
转换层焊接制作误差允许 ≤2.0mm ≤2.0mm ≤0.3mm
装饰板预埋件误差允许误差 ≤2.0mm ≤2.0mm
(3)、穹顶莲花瓣GRG装饰板安装施工
定穹壳中心点→定位径向龙骨，每45°一根→定位环向龙骨（确保环向龙骨水平）→以定位的环向、径向龙骨为基准，施工其它辅助龙骨→GRG安装（以环向45°为一个施工单元）→由中心向四周逐层安装→校正相对位置、打磨批腻子。
采用全站仪确定穹壳中心，并经多次复核无误后将中心投影至施工平台上，并在穹壳骨架上设辅助杆件，用经纬仪除测水平，沿高度方向每6米一到，每圈45°一个点，通过检测半径调测水平点位置，至少反复检测2次以上，以最终确定每测试层水平点位置（也即半径末端控制点），然后施工GRG支撑钢骨架，并采用22#铁丝定位穹壳中心，由上而下的顺序安装GRG装饰板，对于安装误差，采用上下层对应并45°平面角度范围调节进行消化。

8、GRG板材质量要求
(1)穹顶莲花瓣GRG装饰板引用的国家、行业规范性文件
GB9776-88 石膏和硬石膏
GB/T7019 纤维水泥制品试验方法
GB/T1523.1 玻璃纤维增强水泥性能试验法体积密度、含水率和玻璃纤维含量
JGJ63-1998 混凝土拌和用水标准
GB6566-2001 建筑材料放射性核素限量标准
JC/T572 耐碱玻璃纤维无捻粗纱
(2)装饰板尺寸及偏差要求
配合比石膏种类 GRG专用建筑改良石膏
水 64.0~72.0%
玻璃纤维含量 ≥5.0%
微量添加剂 ≥0.6~0.8
制成品等级一等品——A级品。
缺棱掉角不多于2处
GRG装饰板板面裂纹不允许
GRG装饰板板面蜂窝麻面总面积≤1.0%，单处面积≤0.5%，数量不多于1处
GRG装饰板飞边毛刺厚度≤1.0mm
抗弯强度标准值(MOR) 15Mpa
成型工艺浇注+铺短切本来纤维原丝、玻璃纤维网格布
9、结语
在灵山胜境三期建筑梵宫工程中应用GRG石膏制品定制穹型莲花瓣装饰板创新施工技术，不仅成功解决了复杂、超高、大跨度穹顶施工问题，而且取得了很好的社会效益及经济效益，在灵山梵宫营业以来，获得中央及省市各级领导和游客的一致好评，普遍认为圣坛穹顶是体现佛教圆融和合理念及传播佛教文化的一个重要窗口。同时我们也深刻体会到GRG的施工工艺在异型顶制作方面带来的便捷，对今后同类型的有规则或无规则的特殊异性结构施工，都具有很好的借鉴与指导意义。
【作者简介】汪昭雨（1963-），男，大专，工程师，项目经理。孙晓阳（1982-），男，大学，工程师，项目总工。