聚碳酸酯高強度耐候板采光屋面施工技術

齊旭燕

中鐵北京工程局集團北京有限公司 北京 100073

1 工程概況

太原南站站房工程金屬屋面由48個42.8 m×36 m的單元傘組成，在每把單元傘上形成X形采光天窗，其獨特的建筑造型給結構施工帶來了極大的難度。結構設計師根據傘狀屋面的幾何尺寸及大跨度的屋面特性，選用了輕巧、美觀的聚碳酸酯板采光屋面。

2 施工難點

1）聚碳酸酯板作為一種新型材料，具有材質輕、透光性好、保溫節能、承載力強的特點，對結構能起到減輕荷載的作用。但是在國內大型高鐵客站工程中很少應用，無經驗可循。

2）工程屋面由48個42.8 m×36 m的鋼結構單元傘組成，在每把單元傘上形成X形采光天窗，通過對鋼結構桁架結構形式及聚碳酸酯板規格的研究，如何確定采光屋面龍骨的形狀與安裝方式，是施工中要研究的難題。

3）工程施工中細部節點主要為聚碳酸酯板與聚碳酸酯板之間的連接、聚碳酸酯板與金屬屋面板的連接處的處理，如何有效保證防水、防風效果是施工中要研究的難題。

3 施工工藝原理

在主鋼結構桁架上焊接采光天窗立柱、主次龍骨，進行結露槽及鋁型材底座（含三元乙丙密封條）的安裝，待安裝完成后，進行采光板下料并進行試拼，然后安裝上部鋁型材（含三元乙丙密封條）。再安裝鋁型材扣蓋和屋脊鋁單板扣蓋，并進行打膠、密封處理。最后進行蘑菇釘安裝和對聚碳酸酯板收邊、清理。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程

施工測量、軸線放設→豎向柱安裝→主、次龍骨安裝→處理焊縫、涂刷漆層→安裝排水槽→底部鋁材安裝→聚碳酸酯板放樣→聚碳酸板側邊封堵→安裝聚碳酸酯板→頂部鋁材安裝→屋脊蓋、鋁型材裝飾蓋安裝→抗風釘安裝→檢查、驗收[1-4]

4.2 施工方法

4.2.1 ?測量放線

根據采光窗設計圖紙文件、鋼結構設計圖紙及現場實測實量數據，采用全站儀和水平儀及鋼卷尺對天窗邊線和中心線進行放線，以確定天窗主、次龍骨架位置。

4.2.2 ?豎向柱安裝

立柱采用60 mm×60 mm×3 mm方鋼管，長度為300～1 200 mm，立柱間距為2 600 mm，依據邊線和中線安裝豎向立柱。立柱安裝時應當注意平面位置和垂直度在2 mm允許范圍內。立柱安裝應確保間距均勻、滿足設計圖紙要求，以滿足受力和美觀要求。

4.2.3 ?主、次龍骨安裝

立柱安裝完成后，根據立柱安裝的平面尺寸，進行主、次龍骨的下料和安裝，安裝時應當控制好主龍骨與立柱的中心線相重合，進行點焊連接，主龍骨安裝應重點控制好排水坡度，排水坡度須滿足設計要求；待主龍骨安裝固定完畢后，進行次龍骨安裝，次龍骨之間的間距為2 000 mm或1 680 mm，次龍骨與主龍骨采用電焊連接，待檢查主、次龍骨滿足設計圖紙及規范要求后，進行三面焊接固定（圖1）。

圖1 聚碳酸酯板龍骨

4.2.4 ?焊縫處理及涂刷防銹漆、面漆

待主、次龍骨驗收合格后，首先進行焊縫清渣和打磨處理，并且對主、次龍骨有銹蝕的地方進行打磨處理，然后進行底漆、中漆和面漆涂刷。涂刷時應控制好涂刷的厚度和表觀質量，防止出現流墜現象。

4.2.5 ?安裝排水槽

排水槽采用厚0.9 mm的鐵皮制作而成，排水槽的凸面與主、次龍骨粘貼安裝在一起，然后將底部鋁型材安裝在排水槽的上表面，采用自攻螺絲將排水槽固定在主、次龍骨上；待排水槽安裝完成后，對排水槽的拐角、搭接處采用耐候密封膠進行密封，待打完密封膠后應對排水槽進行漏水檢驗、試驗。

4.2.6 ?底部鋁型材安裝

首先將密封膠條穿入鋁型材槽內，密封膠條長度應多出鋁型材200 mm，防止出現膠條收縮。然后安裝底部鋁型材，底部鋁型材的中線與排水槽的中線完全重合，固定方式采用自攻螺絲，間距為500～600 mm。鋁型材安裝要求橫向不能有接頭，縱向需要有對接接頭時，應對接頭處做軟性處理（圖2）。

圖2 鋁型材底座安裝

4.2.7 ?聚碳酸酯板放樣

聚碳酸酯板放樣時應當嚴格按照龍骨尺寸進行實際排版，排版圖紙采用繪圖軟件進行放樣，防止出現材料浪費現象；排版圖紙要確保橫向板邊預留加強肋筋，嚴禁破壞加強肋筋，破壞板材的強度；聚碳酸酯板的切割尺寸與設計尺寸偏差應控制在－5～5 mm范圍內，聚碳酸酯板應保證中空部位無殘留鋸末，且要用密封膠帶把縱向端頭密封，防止進入灰塵和空氣，影響采光和美觀要求。

4.2.8 ?安裝聚碳酸酯板

首先將聚碳酸酯板四周的保護膜揭起100 mm，防止出現聚碳酸酯板材上所覆保護膜不能與鋁型材很好地結合，影響防水效果。然后對聚碳酸酯板的安裝進行試拼，并將聚碳酸酯板臨時固定在龍骨上，檢查尺寸是否合格，待檢查合格后，采用自攻釘進行正式固定。安裝順序為先橫向后縱向，固定方式應從低處向高處方向進行，固定采用長度為60 mm的自攻釘，間距為200～300 mm，固定時應當注意自攻釘穿過聚碳酸酯板（圖3、圖4）。

圖3 聚碳酸酯板安裝標準節點

圖4 聚碳酸酯板上部鋁型材固定

4.2.9 ?屋脊蓋、鋁型材裝飾蓋安裝

安裝屋脊蓋、鋁型材裝飾蓋時應由低處向高處進行，然后進行屋脊蓋內的保溫棉鋪設，鋪設厚度為40 mm，鋪設應嚴密、連續；屋脊蓋為白色，厚0.9 mm，屋脊蓋的搭接長度應為100 mm，搭接處應用密封膠處理（圖5）。

4.2.10 ??屋脊鋁單板扣蓋安裝

屋脊扣蓋采用顏色為RAL7045（灰色）、厚度為3 mm、長度為2 800 mm的鋁單板，其形狀為U形，屋脊蓋安裝通過角碼與龍骨進行連接，連接采用自攻釘，自攻釘全部不能外露，以防止銹蝕（圖6、圖7）。

圖5 聚碳酸酯板屋脊瓦、鋁型材扣蓋

圖6 屋脊節點示意

4.2.11 ?屋脊鋁單板密封處理

首先對屋脊鋁單板接縫處粘貼美紋紙，要求美紋紙平直、寬度均勻，然后填塞φ20 mm的泡沫棒，最后打密封膠，密封膠應當從低處向高處連續注入，膠縫的厚度要求為3～4 mm。密封膠施工應當在早晨和下午溫度降低時間進行，防止出現暴曬，最好避開高溫時間段，一般溫度應控制在20 ℃左右（圖8）。

圖7 屋脊節點實體

4.2.12 ??抗風蘑菇釘安裝

由于在采光天窗檐口處無法安裝鋁型材壓條，為防止負風壓把聚碳酸酯板頂起來，故在每塊板上設置3顆蘑菇釘，同時蘑菇釘具有防水效果，蘑菇釘與聚碳酸酯板接觸面采用密封三元乙丙墊圈。蘑菇釘設置于龍骨外檐50 mm處，為解決變形問題，在采光板上開φ8 mm的孔，以便于聚碳酸酯板自由伸縮。開孔選用專用的開孔器，同時應注意開孔的位置，以保證蘑菇釘與外檐角鋼（∠50 mm×3 mm）可靠連接，蘑菇釘不能穿入板肋，應在兩板肋中間，從而保證足夠的強度和設計效果。外檐角鋼與縱向龍骨連接，固定方式采用2道自攻釘，外檐角鋼表面應包裹棉性材料，避免采光板與角鋼直接接觸（圖9、圖10）。

圖9 抗風蘑菇釘位置

圖10 抗風蘑菇釘實體

4.2.13 ??檢查、驗收

待采光屋面施工完成后，組織質檢員、監理工程師對采光屋面的細部節點進行檢查、驗收，對施工質量有缺陷的地方及時安排施工人員進行整改，確保采光屋面不漏水，并在下雨的時候觀察是否有漏水的位置，從而達到淋水試驗的目的。

5 結語

太原南站站房金屬屋面由48個單元傘組成，采光天窗是X形狀，采用聚碳酸酯板采光，立體效果強且節能率高，在保證施工便捷、質量、工期的同時，也保證了結構安全，很好地體現了太原南站“唐風晉韻”的設計理念，成為太原南站站房工程施工的一大亮點，得到了監理、設計、建設方及社會各界的一致好評，社會經濟效益顯著。