蘇州火車(chē)站金屬屋面施工技術(shù)

鄭河舟

(中鐵十二局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，山西太原 030024)

1 工程概況

蘇州火車(chē)站是一座集鐵路、城市軌道、城市道路交通換乘功能于一體的現(xiàn)代化大型交通樞紐，是蘇州市級(jí)中心的重要組成部分。

蘇州火車(chē)站站房屋蓋鋼結(jié)構(gòu)為大跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，大跨度屋蓋平面呈工字形，屋面結(jié)構(gòu)總面積73 934 m2，南北方向最大尺寸為352.2 m，東西方向最大尺寸為198 m，屋蓋最大高度為31.855 m。屋蓋結(jié)構(gòu)采用雙向布置的空間桁架結(jié)構(gòu)，桁架截面為菱形，菱形寬度為11 m，高度為8 m。整體連續(xù)的“菱形”屋面與結(jié)構(gòu)渾然一體，粉墻裊裊伸進(jìn)了深灰色屋面的端頭，大體量的屋頂被分解成高低起伏、縱橫交錯(cuò)的屋面肌理，延續(xù)著古城的城市肌理，如圖1所示。

圖1 蘇州火車(chē)站屋面效果圖

2 屋面系統(tǒng)構(gòu)造

屋面系統(tǒng)由次檁條、鍍鋅鋼板網(wǎng)、吸音層、鍍鋅鋼絲網(wǎng)、保溫層(僅用于室內(nèi)部分)和鋁鎂錳合金板組成。屋面系統(tǒng)構(gòu)造如圖2所示。

屋面次檁條為250 mm×75 mm×20 mm×2 mm熱鍍鋅C形檁條，用檁托板固定在結(jié)構(gòu)主檁條上。屋面底板為0.6 mm厚鍍鋅鋼板網(wǎng)，用鍍鋅自攻釘固定在屋面次檁條的下表面上，次檁條上方鋪設(shè)規(guī)格為25 mm×25 mm的鍍鋅鋼絲網(wǎng)。吸音層和保溫層均為超細(xì)離心玻璃絲棉，防火燃燒性能為A級(jí)。鋁支座用不銹鋼自攻釘固定在次檁條上，其下設(shè)塑料保溫墊塊，使鋁支座與檁條被保溫墊塊隔斷，杜絕了冷橋效應(yīng)的產(chǎn)生，也可避免冷凝現(xiàn)象的出現(xiàn)。屋面面板為0.9 mm厚65/400型鋁鎂錳合金板，采用直立鎖邊扣式結(jié)構(gòu)防水構(gòu)造，表面無(wú)螺釘穿透，外表面采用PVDF(氟碳)涂層，具有良好的防腐性和自潔性。

3 施工工藝

3.1 工藝流程

工藝流程為:測(cè)量放線(xiàn)→檁托、次檁條安裝→天溝支架、不銹鋼天溝安裝→鍍鋅鋼板網(wǎng)安裝→玻璃絲棉鋪設(shè)→鍍鋅鋼絲網(wǎng)安裝→鋁支座(含保溫墊塊)安裝→玻璃絲棉鋪設(shè)→鋁鎂錳合金屋面板安裝→面板立邊咬合→泛水等其他附件安裝。

3.2 測(cè)量放線(xiàn)

為保證屋面系統(tǒng)的安裝質(zhì)量和外觀(guān)效果，必須在施工前對(duì)屋面進(jìn)行放線(xiàn)定位。根據(jù)施工圖紙，用經(jīng)緯儀和水平儀在每榀桁架上測(cè)放出屋面軸線(xiàn)控制線(xiàn)和標(biāo)高，并做好標(biāo)記和數(shù)據(jù)記錄。依據(jù)以上測(cè)量數(shù)據(jù)在每根主檁條上彈出用于焊接屋面檁托的控制線(xiàn)，并計(jì)算出標(biāo)高偏差，找出次檁條調(diào)節(jié)的重點(diǎn)位置并確定檁托最大調(diào)節(jié)高度。

3.3 檁托、次檁條安裝

檁托安裝的關(guān)鍵在于調(diào)整屋面次檁條的位置，是調(diào)節(jié)安裝誤差的主要構(gòu)件。根據(jù)測(cè)量放線(xiàn)確定檁托的安裝位置，準(zhǔn)確的將檁托由下至上焊接在主檁條上，焊接時(shí)確保檁托與主檁條頂面垂直，并確保檁托與主檁條接觸的T形區(qū)域全部圍焊。

由于屋面系統(tǒng)分為室內(nèi)保溫屋面和室外非保溫屋面，玻璃絲棉的鋪設(shè)厚度不同，所以室、內(nèi)外屋面應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙選用不同高度的檁托，同時(shí)考慮鋼結(jié)構(gòu)安裝誤差，進(jìn)行調(diào)整。

圖2 屋面系統(tǒng)構(gòu)造示意圖

考慮本工程屋蓋結(jié)構(gòu)為密排菱形桁架，上弦桿、腹桿、下弦桿、主檁條縱橫交錯(cuò)，次檁條安裝采用人工牽引繩子和定滑輪的方法提升至安裝作業(yè)面。檁條與檁托的連接方式為螺栓連接，檁條就位后，在栓接之前應(yīng)檢查正在安裝的檁條頂面是否與已安裝的相鄰檁條頂面平齊，如不平齊應(yīng)作調(diào)整。注意:室內(nèi)、室外屋面交界處，次檁條高度相差50 mm。次檁條安裝完成后，應(yīng)及時(shí)將拉條、斜拉條及撐管安裝固定好，使所有次檁條形成一個(gè)整體。

3.4 天溝支架、不銹鋼天溝安裝

天溝支架采用鍍鋅角鋼焊接支架，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，天溝支架支承于屋面主檁條、桁架腹桿、桁架中弦外側(cè)方通上。天溝采用不銹鋼材料為2.0 mm厚304不銹鋼板，半亞光。不銹鋼天溝每段長(zhǎng)度為3 m，為保證天溝的焊接質(zhì)量、加快天溝的安裝速度，在地面將2段～3段天溝焊接拼裝成一體，然后吊到安裝位置就位安裝。考慮溫度變形，當(dāng)天溝安裝長(zhǎng)度到30 m時(shí)，需要設(shè)置一條伸縮縫，具體作法為:在設(shè)計(jì)位置斷開(kāi)天溝板，端頭焊立向擋板，兩端相鄰天溝的擋板間距50 mm～100 mm，其中一端擋板上焊接水平蓋板，寬度200 mm左右覆蓋兩擋板之間的空隙，注意水平蓋板和另一塊擋板不連接，這樣既能防水，天溝也能自由伸縮，如圖3所示。

屋蓋結(jié)構(gòu)采用雙向布置，與結(jié)構(gòu)一致的大體量菱形屋面被分解成高低起伏、縱橫交錯(cuò)的屋面，各屋面天溝均設(shè)有虹吸落水口。各縱橫交錯(cuò)的屋面天溝之間及山墻處天溝安裝溢流管，溢流管材料采用150 mm×150 mm×2 mm的不銹鋼方管，管底距不銹鋼天溝底部250 mm(山墻處為300 mm)，使整個(gè)屋面的排水系統(tǒng)相互連通，保證了大面積屋面的排水能力。天溝與溢流管連接節(jié)點(diǎn)如圖4所示。

3.5 鍍鋅鋼板網(wǎng)、鋼絲網(wǎng)安裝

圖3 天溝伸縮縫節(jié)點(diǎn)示意圖

圖4 天溝與溢流管連接節(jié)點(diǎn)示意圖

鍍鋅鋼板網(wǎng)安裝用自攻釘固定于屋面次檁條的下表面上，施工難點(diǎn)是鋼板網(wǎng)安裝操作平臺(tái)的搭設(shè)。施工時(shí)以桁架腹桿和屋面主檁條為吊點(diǎn)搭設(shè)安全網(wǎng)，安全網(wǎng)為高強(qiáng)型，具備上人的強(qiáng)度，高度為距底板1 400 mm，以便于施工人員操作。施工時(shí)必須在主結(jié)構(gòu)上拉設(shè)生命線(xiàn)，施工人員必須將安全帶掛在生命線(xiàn)上。安裝時(shí)，要保證鋼板網(wǎng)順直、平整，并用自攻釘準(zhǔn)確地固定在次檁條上，自攻釘間距為200 mm，且不允許松動(dòng)和漏釘。

鍍鋅鋼絲網(wǎng)安裝時(shí)，將爬梯掛在次檁條上，鋼絲網(wǎng)平鋪在次檁條上。先用自攻釘固定鋼絲網(wǎng)的一端，然后用拉緊器將鋼絲網(wǎng)拉緊，再用壓條和自攻釘固定在每跨次檁條上，要求鋼絲網(wǎng)平整。

鍍鋅鋼板網(wǎng)及鋼絲網(wǎng)安裝時(shí)，縱向搭接寬度不低于50 mm，橫向搭接寬度不低于100 mm，橫向搭接部位要控制在次檁條上面，不得懸空搭接。

3.6 鋁支座(含保溫墊塊)安裝

鋁支座是支承屋面面板的主要構(gòu)件，它的安裝誤差會(huì)影響鋁鎂錳合金屋面板的縱向自由伸縮和外觀(guān)質(zhì)量，安裝時(shí)必須保證鋁支座的水平位置、在垂直面的傾斜角度、在水平面的轉(zhuǎn)角及相對(duì)高差。安裝鋁支座前，用經(jīng)緯儀引測(cè)到次檁條上，作為鋁支座安裝的縱向控制線(xiàn)。第一列鋁支座位置要多次復(fù)核，以后的鋁支座位置用標(biāo)尺確定。鋁支座沿屋面板板長(zhǎng)方向的位置要保證在次檁條頂面中心，鋁支座的數(shù)量決定屋面板的抗風(fēng)能力，所以鋁支座沿板長(zhǎng)方向的數(shù)量要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的要求施工。

將鋁支座對(duì)準(zhǔn)其安裝位置，然后打入一顆自攻釘，此時(shí)鋁支座位置會(huì)有一些偏移，必須重新校核定位位置，方可打入另一側(cè)的自攻釘。自攻釘采用手電鉆固定，要求松緊適度，不出現(xiàn)歪斜。安裝鋁支座時(shí)，其下面的塑料保溫墊塊必須同時(shí)安裝。

用拉線(xiàn)的方法檢查每一列鋁支座的水平位置和高度位置是否在一條直線(xiàn)上，如發(fā)現(xiàn)有較大偏差，在屋面板安裝前一定要糾正，直至滿(mǎn)足屋面板安裝的要求。

3.7 玻璃絲棉鋪設(shè)

玻璃絲棉有兩種規(guī)格，一種是60 mm厚玻璃絲保溫棉，鋪設(shè)在屋面，另一種是50 mm厚玻璃絲吸音棉，鋪設(shè)在室內(nèi)及室外屋面。為了防止玻璃絲棉的碎屑飄落下來(lái)，在其下方鋪設(shè)無(wú)紡布。本工程屋面坡度為36°，為防止玻璃絲棉和無(wú)紡布滑落，鋪設(shè)時(shí)先將無(wú)紡布和玻璃絲棉的上端用自攻釘和壓條固定在次檁條上，然后順著坡度方向?qū)⑵滗佋O(shè)平整，最后將其下端用自攻釘和壓條固定在下排次檁條上。無(wú)紡布縱向搭接尺寸不小于80 mm，并在搭接位置用細(xì)鐵絲連接。玻璃絲棉鋪設(shè)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)鋪，兩塊棉之間不留空隙，這樣使整個(gè)玻璃絲棉鋪貼嚴(yán)密，達(dá)到保溫和吸音效果。

鋁鎂錳合金屋面板安裝、立邊咬合以及泛水等其他附件安裝的施工過(guò)程已有文獻(xiàn)詳細(xì)論述，這里不再贅述。

4 結(jié)語(yǔ)

1)屋面板采用直立鎖邊固定方式，鋁支座僅限制屋面板在板寬方向和上下方向的移動(dòng)，并不限制屋面板沿長(zhǎng)方向的自由度，因此屋面板在溫度變化時(shí)能夠在鋁支座上自由滑動(dòng)伸縮，保證了屋面板各項(xiàng)性能的可靠性。

2)對(duì)大面積屋面要考慮金屬天溝的伸縮變形，合理設(shè)置伸縮縫。

3)屋面天溝之間安裝了溢流管，使整個(gè)屋面的排水系統(tǒng)相互連通，保證了大面積屋面的排水能力。

4)鋁鎂錳合金板直立鎖邊系統(tǒng)適用于各種密封和保溫要求較高的大面積金屬屋面系統(tǒng)，如火車(chē)站房、體育場(chǎng)館、禮堂、大廳等，可以滿(mǎn)足新型節(jié)能建筑的要求。

［1］ GB 50345-2012，屋面工程技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］ GB 50207-2012，屋面工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［3］ 中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì).建筑鋼結(jié)構(gòu)施工手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2002.

［4］ 陳成意，宋修海，路殿成.青島體育館屋面設(shè)計(jì)與施工技術(shù)［J］.施工技術(shù)，2009(7):41-42.