研究自鎖式馬鞍型金屬屋面施工技術(shù)

張 超

（貴州建工集團(tuán)第三建筑工程有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000）

研究自鎖式馬鞍型金屬屋面施工技術(shù)

張 超

（貴州建工集團(tuán)第三建筑工程有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000）

承德奧體中心的鋼結(jié)構(gòu)屋頂采用的是車輔式結(jié)構(gòu)，大屋蓋直徑在150m,左右，設(shè)計(jì)的小屋蓋為支撐與大屋蓋直徑25m的內(nèi)環(huán)上的橢圓形平屋蓋，外沿直徑在40m，呈自鎖式馬鞍型外環(huán)的異形空間曲面，建筑施工的工藝要求高，施工復(fù)雜。屋蓋測(cè)量、屋面地板的安裝、屋面頂部吊頂板安裝等技術(shù)為施工中的關(guān)鍵部分，整個(gè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)三維立體定位，屋面變形程度高，施工技術(shù)要求控制準(zhǔn)確。本文主要結(jié)合承德奧體中心屋面施工的技術(shù)要求，采取前期結(jié)構(gòu)測(cè)量，而后將數(shù)據(jù)反復(fù)進(jìn)行核算，按照測(cè)算結(jié)果在實(shí)際施工過程中不斷修改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，并在施工期間提出了在屋面施工使用的建筑材料的類型，解決施工過程中出現(xiàn)的問題，達(dá)到輻射狀呈馬鞍形外環(huán)的異形空間曲面建筑效果。

自鎖式馬鞍型；鋁鎂錳板金屬屋面；施工方案；施工技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，生活水平日益提高，建筑的設(shè)計(jì)與搭建已經(jīng)與傳統(tǒng)的住宅有了很大的不同。設(shè)計(jì)上越來越具有藝術(shù)表現(xiàn)力，給建筑賦予了新的含義，特別是在一些公共建筑的設(shè)計(jì)和建造上，形式越來越多樣化，外觀更具觀賞性。而建筑的屋面作為整個(gè)建筑中最重要的部分之一，首先應(yīng)該滿足防水、隔熱、安全耐久之后才能考慮其美觀和藝術(shù)性，研究表明自鎖式馬鞍型金屬屋面施工技術(shù)能夠很好的解決兩者之間不能共存的現(xiàn)象。建筑屋面施工采用金屬材質(zhì)與傳統(tǒng)的施工材料相比，具有硬度好、隔熱性能高、防滲漏性能強(qiáng)，同時(shí)還具有質(zhì)量輕、設(shè)計(jì)靈活、色彩豐富的特點(diǎn)，使建筑迎合時(shí)代的發(fā)展，設(shè)計(jì)更具現(xiàn)代氣息，在屋面施工方面占有很大的使用比例。

1 金屬屋面施工技術(shù)分析

1.1 短板設(shè)計(jì)施工分析

建筑屋面板選用錳鋁合金金屬板材，同時(shí)材料中要添加一定含量的鎂元素，厚度大小在0.09cm，長(zhǎng)寬大小分別是6.5cm和50cm。整個(gè)橢圓被26條天溝分成了26塊互相獨(dú)立屋面結(jié)構(gòu)，呈不完全堆對(duì)稱結(jié)構(gòu)；每個(gè)區(qū)域的屋面又呈現(xiàn)出三維立體等邊梯形，梯形上底邊長(zhǎng)度大小為250cm，下底長(zhǎng)度約為1500cm。屋面的結(jié)構(gòu)分布沿環(huán)形分布，所以金屬屋面的板長(zhǎng)從250～1500cm不等；小橢圓的半徑大小約為2000cm。本工程中短板的數(shù)量大量使用是施工時(shí)的主要特點(diǎn)。在施工過程中能否節(jié)省材料和嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案施工是工程施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。落實(shí)到具體的施工上，首先，要求施工單位能夠具備現(xiàn)場(chǎng)加工屋面板的能力，需要引進(jìn)成套的生產(chǎn)設(shè)備；其次，生產(chǎn)前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)方案的要求對(duì)建筑物進(jìn)行一次精準(zhǔn)的測(cè)量而后在進(jìn)行屋面板的壓制；再次，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙先設(shè)計(jì)出總建筑25%面積區(qū)域的面板排版圖，對(duì)面板進(jìn)行編號(hào)；最后，根據(jù)圖紙?jiān)诂F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量審核。值得注意的是，在最后的測(cè)量審核階段，測(cè)量的區(qū)域?yàn)檎麄€(gè)建筑金屬屋，因?yàn)楸竟こ淌┕r(shí)呈馬鞍形外環(huán)的異形空間曲面的特點(diǎn)，因此每一個(gè)區(qū)域?qū)嶋H尺寸都會(huì)隨時(shí)發(fā)生改變。面板生產(chǎn)過程中，對(duì)每一個(gè)區(qū)域的每一塊板進(jìn)行編號(hào)，方便了后期的施工，施工時(shí)按照編號(hào)安裝能夠在很大程度上縮短施工的周期；在施工期間如果出現(xiàn)與對(duì)應(yīng)區(qū)域的面板尺寸不相符時(shí)，應(yīng)將該面板安裝到尺寸小一號(hào)或者大一號(hào)的區(qū)域，該區(qū)域采用備用板進(jìn)行安裝。

1.2 大面積異形空間曲面三維空間定位放線

該工程的另一特征就是金屬面呈無棱條安裝，直接在建筑物的鋼結(jié)構(gòu)棱條上安裝高度為7.6cm壓型鋼底板。而空間曲面形狀的控制是不能夠通過傳統(tǒng)的方法得以實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，采用在壓型鋼結(jié)構(gòu)上安裝“幾”字襯檁的方法，通過控制襯檁的高低來實(shí)現(xiàn)屋面三維空間的精確定位。這個(gè)工作需要施工單位聘請(qǐng)專業(yè)的測(cè)量人員，利用專業(yè)的測(cè)量?jī)x器測(cè)量出每一個(gè)區(qū)域控制點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)，要求精確確定，不能有任何的差池，而后根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)和坐標(biāo)輸入電腦，利用三維動(dòng)畫技術(shù)繪制出每一個(gè)區(qū)域的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和坐標(biāo)，從而能夠計(jì)算出需要襯檁的具體高度。襯檁安裝時(shí)，要依據(jù)專業(yè)的測(cè)量?jī)x器在設(shè)計(jì)好的每一個(gè)控制點(diǎn)上不斷的調(diào)整和控制整體坐標(biāo)，做到準(zhǔn)確定位，確保整個(gè)建筑雙曲面屋面形狀符合設(shè)計(jì)方案的要求。

1.3 各系統(tǒng)交接處節(jié)點(diǎn)構(gòu)造與防滲漏處理

合金金屬屋面板鋪設(shè)、金屬材料間的相互銜接咬合、防滲漏、防漏水透氣膜的安裝對(duì)工程施工提出更高的要求，并且屋面板與建筑的天溝、排水、檐口鋁板等多個(gè)系統(tǒng)相互交織，因此在工程設(shè)計(jì)期間要做到各種細(xì)節(jié)的細(xì)化，做好屋面板與其他系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的細(xì)化設(shè)計(jì)工作，對(duì)各類工程部件總結(jié)歸納，最大限度的實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，節(jié)點(diǎn)安裝的精確化；防水透氣膜的選擇上，要求選用符合國(guó)家相關(guān)規(guī)定要求的透氣膜；在工程施工過程中要加強(qiáng)對(duì)施工人員、工程材料、環(huán)境保護(hù)、機(jī)械安全使用、相關(guān)的法律法規(guī)執(zhí)行的管理和控制；在工藝流程上，采用科學(xué)的施工方法和流程，合理安排施工時(shí)間和各個(gè)區(qū)域的施工順序。節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和細(xì)微處理的具體方式包括以下幾點(diǎn)：首先，金屬屋面深入天溝的總長(zhǎng)度不得小于12.5cm；在屋面的下口頂端設(shè)置通長(zhǎng)合金滴水裝置，將與屋面板形狀大小一樣的密封條固定在滴水片裝置之間，防止大風(fēng)侵襲和雨水浸泡。

2 技術(shù)屋面施工工藝

2.1 建筑安全設(shè)施搭設(shè)

工程施工期間要根據(jù)施工的不同高度和危險(xiǎn)系數(shù)設(shè)置不同的保護(hù)裝置，例如在建筑的鋼結(jié)構(gòu)框架上搭建保護(hù)施工人員的人行通道、建筑材料運(yùn)輸通道、施工防護(hù)網(wǎng)、施工平臺(tái)等裝置，同時(shí)還要配置安全用繩和高空作業(yè)中起到保障施工人員生命安全的防護(hù)體系。

2.2 測(cè)量放線

測(cè)量放線的工具有很多種，在本工程施工建設(shè)時(shí)主要用到了全站儀、水平儀、和經(jīng)緯儀；涉及到的施工工作有檐口龍骨、襯檁、T型支座和天溝龍骨的安裝等。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)桁架的實(shí)際坐標(biāo)確定后，利用電腦的三維技術(shù)建立坐標(biāo)模型，以達(dá)到精確控制屋面板固定坐標(biāo)的作用。

2.3 壓型鋼底板安裝

金屬屋面的壓型支撐鋼結(jié)構(gòu)選用的材質(zhì)上要求選擇強(qiáng)度高、韌性大、表面鍍鋅的壓型鋼板，選用的厚度大小一般在0.08～0.15cm之間，根據(jù)建筑屋面不同跨度大小、不同區(qū)域的施工特點(diǎn)采用不用厚度的鋼板。本工程中壓型鋼結(jié)構(gòu)采用三跨形式，最長(zhǎng)的板長(zhǎng)大約在13m。裝置安裝時(shí)采用特殊的固定方式—自攻螺釘固定，將其固定在建筑鋼結(jié)構(gòu)的檁條上，最后定位后通過射釘加固亞型鋼板與鋼結(jié)構(gòu)之間的銜接，每個(gè)波谷至少打進(jìn)一枚鋼釘。為了加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)板與壓型鋼板之間的受力強(qiáng)度，沿著板長(zhǎng)方向每隔25cm左右打上一顆鎖邊釘，使裝置安裝完成后能夠連接成一個(gè)獨(dú)立的整體。相鄰板之間銜接長(zhǎng)度不得小于12cm。

2.4 屋面板T型碼支座安裝

采用高16cm鋁合金T型碼固定支座的縱向間距大小應(yīng)不小于壓型鋼板的3個(gè)波距，屋面板T型碼支座安裝前需要進(jìn)行放線工作，以提高控制安裝的精確度，支座安裝之前應(yīng)該事先安裝好支座下部的隔熱裝置。

2.5 屋面板安裝

將屋面板鋪設(shè)在屋面板T型碼支座的上方，而后調(diào)整安裝的位置，然后利用咬邊機(jī)在板的頂端將兩板手動(dòng)咬合，工作完成后，檢查手動(dòng)咬合處是否存在差錯(cuò)，最后利用專用的電動(dòng)咬合機(jī)對(duì)臨近兩塊屋面板的肋邊進(jìn)行咬合。

3 結(jié)語

目前，承德奧體中心正在修建，再有1a就要完工投入使用，該工程的屋面施工大量采用了鋁錳鎂合金板的金屬屋面結(jié)構(gòu)構(gòu)造，將自鎖式馬鞍型金屬屋面施工技術(shù)運(yùn)用到本工程。到目前為止，構(gòu)造的性能良好，沒有出現(xiàn)任何透水、干裂等不良情況，在建筑工程中有很好的應(yīng)用推廣價(jià)值。

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1671-3362（2013）07-0134-02