淺論血蛤貝形金屬屋面施工分塊技術(shù)

摘 要：通過對傳統(tǒng)金屬屋面施工方法的缺點分析，針對防城港文化藝術(shù)中心特殊的屋面形式采用縱向排水橫向布板的施工方案。具體闡述了屋面板分塊方案，安裝成果達(dá)到設(shè)計及規(guī)范要求。

關(guān)鍵詞：血蛤貝形；波形屋面；縱向排水橫向布板；分塊原則；目的及效果

一 工程概況

廣西防城港市文化藝術(shù)中心工程金屬屋面系統(tǒng)為有組織集中排水（虹吸式），面板為0.9mm厚直立鎖邊（暗扣式）鋁錳鎂合金屋面板，屋面造型奇特，呈現(xiàn)多變弧形曲線，縱橫方向均為曲面，由截面漸變、曲率變化的九條波形長條分片屋面（多段連續(xù)彎弧）按大小順序組合而成的大屋面，分片波形屋面呈扇射狀態(tài)，從居中一條開始左右對稱，其圓弧剖面上的截面大小、曲率半徑均不一致，波谷設(shè)置不銹鋼天溝，整個屋面酷似平放的超大血蛤扇貝。

二 縱向布板缺點

金屬屋面板結(jié)構(gòu)形式普遍采用沿排水方向布置面板（即縱向排水縱向布板），對于大長度、多彎弧、多變徑、多截面等大型異形屋面，但避免不了分段搭接、錯板搭接時的搭接接縫問題，不管處理方法多么周密，密封得多么嚴(yán)實，在長期嚴(yán)酷環(huán)境的破壞下，終究會發(fā)生接縫滲漏的現(xiàn)象，甚至造成屋面漏水而報廢的嚴(yán)重后果，使屋面結(jié)構(gòu)不能達(dá)到設(shè)計使用年限。

1. 次檁條必須隨波形小屋面按截面、曲率進(jìn)行彎弧，基本每對次檁條就需要一個彎弧半徑，計算彎弧半徑工作量巨大，制作質(zhì)量無法保證，施工難度難以想象，費時、費力、費物，成為不能逾越的大山，無法達(dá)到要求的理想結(jié)構(gòu)造型，對屋面的施工質(zhì)量必然造成嚴(yán)重的不良影響。

2. 屋面的外觀難以達(dá)到設(shè)計的理想效果，檁條的施工質(zhì)量極大影響面板的安裝質(zhì)量，而且每張板橫向均需隨波形彎弧，因分片波形屋面截面大小連續(xù)變化，使得面板橫向彎弧也必須跟著變化，這都靠人工進(jìn)行局部調(diào)整，施工難度大，最后屋面的表觀質(zhì)量也得不到保證。分段布置在分段搭接、錯板搭接處必然形成凸起，使面板過渡不均勻，嚴(yán)重影響面板的平滑度，從而屋面表觀質(zhì)量無法合格。

3. 采用分段布置，接縫長度不得小于200mm，按分段板長15m左右，經(jīng)過初步計算，整個屋面接縫數(shù)量達(dá)1500條以上，即多耗費成型面板120m2以上。面板與波谷天溝夾角大，所有超出天溝的板端斜角均需切除；因面板尺寸模數(shù)與分片波形屋面截面尺寸不符，與波谷天溝接觸的邊板必然有部分伸過天溝邊緣，這部分板面也需切除，粗約估算多耗費成型面板150m2以上。故材料損耗大，因設(shè)計缺陷、施工技術(shù)等因素造成的材耗接近3%，這種損耗是驚人的，必須予以減少或消除。

4. 切除邊板超出天溝邊緣的部分，造成該塊面板結(jié)構(gòu)破壞，特別是對直立鎖邊（暗扣式）板型，整體受力的平衡已被打破，其力學(xué)性能改變很大，該板的強(qiáng)度、剛性大為降低；其本身是受力集中點，雖然可以增加泛水板結(jié)構(gòu)予以補(bǔ)強(qiáng)，但在較大風(fēng)速、較強(qiáng)風(fēng)壓的影響下，也極容易在該處發(fā)生變形，甚至被大風(fēng)掀開，從而對整個屋面產(chǎn)生難以彌補(bǔ)的破壞，造成工程質(zhì)量事故。

這種多曲異型金屬板屋面，采用縱向排水縱向布板的設(shè)計方案和施工方法，其投入的人力、物力、財力是非常巨大的，首先技術(shù)上難以實現(xiàn)，其次施工上難以操作，質(zhì)量也得不到保證，材料損耗大、投入人力多、施工進(jìn)度慢，必須在理論上進(jìn)行根本改變，消除其帶來的不利影響。

三 確定布板方案

本工程屋面系統(tǒng)為大型復(fù)雜多曲異型金屬板屋面，其設(shè)計與施工方案的確定，需要解決屋面造型美觀、防水可靠、排水通暢、經(jīng)久耐用等質(zhì)量問題，達(dá)到完美的使用功能，還必須結(jié)合施工的方便性、快捷性、低耗性、安全性等現(xiàn)場實際操作問題，以設(shè)計與施工技術(shù)的提高、進(jìn)步和創(chuàng)新來確保實體的質(zhì)量優(yōu)良。

針對本工程屋面系統(tǒng)的特殊性，傳統(tǒng)的縱向排水縱向布板方案必然會產(chǎn)生各種難以避免的質(zhì)量缺陷和施工難題。為此，我們采用縱向排水橫向布板方案，主檁條橫向布置，作為次檁條的支撐構(gòu)件；次檁條縱向布置，其標(biāo)高由檁托板控制，橫向截面同相應(yīng)波形屋面。

四 屋面板分塊

1. 本工程屋面由九條縱向分片波形屋面單元連續(xù)組合而成，每個單元的坡度呈不規(guī)則曲線，其波形曲率由橫向主天溝向兩側(cè)持續(xù)有規(guī)則變化，形成頭大尾小的外觀形狀；單元之間由波谷天溝作為連接過渡，各單元以中間單元呈對稱布置，其標(biāo)高隨中間單元逐漸降低，形成的屋面酷似血蛤貝形。

2. 屋面板分塊的原則：每塊面板須與其單元屋面脊線垂直，排板、分塊須從橫向主天溝起步連續(xù)，遵守固定模數(shù)，中間不得打亂。

3. 屋面板分塊的目的：單元屋面的每一塊面板由一側(cè)天溝連續(xù)過渡到另一則天溝，每塊面板為全長整板，即使在脊線位置也不斷開，消除搭接接縫，屋面光滑平穩(wěn)，排水性能得到提升，金屬板防滲漏、耐久性能也滿足設(shè)計要求。

五 結(jié)論

本屋面安裝技術(shù)成功應(yīng)用于廣西防城港市文化藝術(shù)中心工程金屬屋面系統(tǒng)，加工方便，成型效果好；吊運簡單，運輸變形小；安裝成熟，施工質(zhì)量高。在本項目中，降低了勞動成本，僅投入了30人左右；提高了勞動效率，只用45天就完成了屋面施工任務(wù)（含檁條、天溝安裝）；保證了外觀質(zhì)量，板面過渡平穩(wěn)光滑，屋面造型完全符合設(shè)計要求；達(dá)到了防水效果，因消除了搭接和錯板接縫，真正做到無滴水無滲漏；穩(wěn)定了屋面強(qiáng)度，因減少了天溝附近面板的切割修整，使面板強(qiáng)度基本未降低；減少了材料損耗，整個屋面節(jié)約了成型面板約200m2左右；確保了安全無事故，整個施工過程中，未發(fā)生輕傷及以上安全事故。本屋面安裝技術(shù)是大型復(fù)雜多曲異型屋面施工技術(shù)的一個提高，設(shè)計緊密結(jié)合施工，施工嚴(yán)格遵照設(shè)計，有效解決了傳統(tǒng)方法中施工難度大、成本消耗高、安裝工期長、安全性能差的缺點，對金屬屋面施工工法、建筑行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步具有重要意義，值得在市政工程、場館建設(shè)等領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用和推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李強(qiáng).直立鎖邊壓型鋼板在雙曲屋面中的應(yīng)用[J].建筑施工，2008.30(2).

[2] 董政民.長尺弧形屋面壓型板的加工和安裝[J]. 鋼結(jié)構(gòu)，2008.23(8).

[3]吳璇璇.大跨度大弧形彩鋼屋面設(shè)計與施工技術(shù)[J].建筑施工，2004.26(5).

[4] 趙宏康.蘇州國際博覽中心[J].建筑結(jié)構(gòu).2008.38(9).