特殊氣候條件下大跨度屋面壓型板一次成型安裝工程實踐

李朝

寶山鋼鐵股份有限公司投資管理部 上海 201900

寶鋼湛江鋼鐵有限公司三高爐系統項目原料工程混勻料場屋面壓型板施工前，對其制作安裝工藝進行了深入調研和分析。根據湛江臺風（熱帶風暴）多的復雜氣候條件，屋面壓型板制作采用數控壓型壓弧機，壓型壓弧一次成型，通過可移動低空壓型壓弧平臺裝置，將整片屋面板通長制作安裝一次就位，其質量、進度、投資、安全，特別是屋面壓型板整體抗風能力，相比分段安裝傳統工藝，優勢明顯。

1 場地氣象概況

該混勻料場位于廣東省湛江市東海島，擬建場地屬東南沿海臺風Ⅳ7區，季節風較明顯，4～9月盛行東風、東南風，10月至次年3月盛行北風、偏東風，全年最多為東風和東南東風，強風向為東風和東北東風，年平均風速為2.5m/s；6～11月為臺風（熱帶風暴）季節，其中7-9月較多，登陸機率達46%，會引發風暴潮災害[1]。混勻料場網架屋面壓型板整體抗風能力的提升是施工的重點難點。

2 特殊氣候條件下大跨度屋面壓型板施工實踐

2.1 工程概況

3BF原料工程混勻料場主廠房，建筑面積59182㎡。廠房結構形式為拱形鋼網架結構體系，主廠房為縱跨，系單層、單跨建筑，網架型式為螺栓球節點正方四角錐球面網架。該網架長度500m，跨度為110m，最高標高為+31.8m，網架矢高3.8m；屋面壓型板采用0.8mm厚W60-250-750彩色壓型鋼板，整張壓型板弧長142.6m。

2.2 大跨度屋面壓型板制作安裝裝置選型對比分析

（1）裝置一：上承式可移動高空壓板平臺裝置，該裝置由軌道、底盤、塔身及頂部平臺組成，塔架立柱及橫梁都采用H型鋼，其余采用角鋼和鋼板，全部散件，孔M22，螺栓采用M20普通螺栓，走形和支座固定部位采用8.8級高強螺栓，型號為M20。塔架高18m，上部井字框架寬3m，長9m；底盤長12m，寬9m；塔架頂部平臺寬3m、長18m；壓型機放在塔架頂部平臺上；屋架邊緣到裝置第一根軌道間距為4m。

（2）裝置二：可移動低空壓型壓弧平臺裝置，該裝置由軌道梁、軌道、工作平臺、上層主體鋼框架組成。工作平臺長12m，寬9m，標高為+1m，工作平臺上內側單片框架是3m×15m，外側單片框架是3m×9m，全鋼結構。工作平臺、單片框架立柱、橫梁和四角大斜撐都采用H型鋼，單片框架相互連接采用雙槽鋼、角鋼，全部散件，主要節點連接采用8.8級高強螺栓，型號為M20。數控壓型壓弧機30-45度傾斜放在工作平臺與上層主體鋼框架之間，壓弧機出口壓型板至屋面的引道，借助上層主體鋼框架使用鋼絲繩拉住并調整角度向屋架方向懸挑，可直接向屋面壓制輸送壓型板；走行為兩個馬達帶動齒輪傳動輪行走在軌道上，行走速度2m/min，總重為46t（含壓型板原材兩鋼卷）。該裝置軌道間距為9m，屋架邊緣到第一根軌道間距為8m。該裝置行走于料場外側，需要臨時占用廠房外場地寬度為17m。

（3）對比分析裝置一和裝置二結構，裝置二為明顯的優化升級版，其總高度降低，主體框架結構簡單，經濟合理；更重要的是壓型壓弧機從+18m標高降至+1m～+6m標高，其整體抗傾覆能力和穩定性大幅提高。綜合分析對比，該工程屋面壓型板制作安裝裝置，選擇裝置二可移動低空壓型壓弧平臺裝置[2]。

2.3 可移動低空壓型壓弧平臺裝置安裝基本關鍵工序如下：

（1）該裝置安裝順序為軌道地基鋪設-軌枕-軌道梁—軌道—工作平臺9m×9m-寬3m高15m單片框架-寬3m高9m單片框架-安裝兩單片框架之間的橫梁及支撐-安裝工作平臺四角與上層主體鋼框架的斜撐-安裝數控壓型壓弧機-安裝壓型板引道-接線-試車。

（2）軌道地基要平整壓實，底耐力12t/m2，軌枕距離1m，兩軌道斷面高差5mm，跨距±5mm，在軌道上進行放線，對角線控制在3mm之內。

（3）安裝工作平臺質量好壞，直接影響整體鋼框架安裝質量，須用水平找平。

（4）為了減少高空作業，單片框架在地面組裝，單片整體吊裝，其余單件安裝，數控壓型壓弧機與壓型板引道分兩次吊裝，在上層主體鋼框架內側6m標高處連接。

2.4 整體一次壓弧成型安裝基本關鍵工序如下

（1）壓弧機使用數控編程技術，精準控制通長壓型板的壓弧和長度；根據設計圖紙，該工程屋面板通長142.6m，分三段進行壓弧，第一段壓弧半徑R=23.1m；第二段壓弧半徑R=100.7m；第三段壓弧半徑R=23.1m。壓型板制作過程中，對數控壓弧機出口的板型進行測量，檢查其有效寬度和波高。

（2）壓型板截面尺寸的允許偏差：波距偏差±2.0mm；波高（h≤70mm）偏差±1.5mm；覆蓋寬度（h≤70mm）偏差+10.0mm～-2.0mm；板長偏差+9.0mm～-5.0mm,其中h為壓型板截面高度。

（3）屋面板軋向屋面，長度超過100m時，需要人工輔助屋面板鋪設長度延伸。為了避免板面劃傷，減少摩擦力，板下間隔6～8m設置輥道輔助屋面板在已安裝好屋面壓型板上運行，運行到位后使用人工將壓型板往旁邊挪移到W支架上，最后使用電鉆對準W支架上螺栓孔眼進行緊固固定。W60-250-700彩色壓型鋼板的連接固定方式采用螺栓連接與固定支架咬合，固定支架與檁條滿焊連接。

（4）屋面固定支架的焊接必須在水平及縱向位置進行放線，也可使用激光定位儀，保證焊接后的支架基本在同一直線上，以保證后續屋面壓型板安裝質量，盡量避免或減少屋面鉆孔的錯孔率。

（5）鋪裝屋面板方向按照主導風向逆風向進行施工，與支架用單面施工螺栓固定。安裝屋面板的過程中，首先在伸縮縫位置進行放線，保證屋面壓型板的直線度，在螺栓固定的過程中，螺栓要放平，以防緊固過程中丁基密封墊圈打偏[3]

（6）屋面板出現錯孔時，將屋面板錯孔位置用丁基密封膠帶堵住，上面裁剪一塊平板條壓在孔洞正上方，平板條應比孔洞周邊大10mm，并用電烙鐵四周滿焊，并作涂漆防腐處理。

2.5 采用新工藝與傳統工藝施工在質量、進度、投資方面對比分析

（1）質量方面：傳統是使用YX75板型，使用起重機械分段安裝，先壓型，再制弧，最后大約分10段安裝，搭接接頭多，使用開花螺栓固定，整體性較差，抗風性能一般；而新工藝是將數控壓型壓弧機安裝在專用裝置內，使用W60板型，整張通長屋面板一次壓制成型，一次安裝就位，無縱向搭接，并配套使用加強型不銹鋼螺栓，整體性好，抗風性能好。

（2）進度方面：同類型大跨度屋面采用傳統工藝，制作安裝速度相對較慢，其壓型板制作安裝時間大約為6個月；而采用新工藝，每天可安裝10塊通長壓型板，其施工周期縮短至3.5個月，施工工期可提前2.5個月。

（3）投資方面：傳統工藝下，如一張通長屋面壓型板142.6m，一般分段10段安裝，壓型板搭接接頭為9個，每個搭接接頭需搭接1.5m；而新工藝下，是整張通長壓型板一次安裝，這樣可節約材料大約為1.5×9/142.6=12%；另外采用傳統工藝，其安裝人員大約70人，其制作設備是壓瓦機、壓弧機分開兩臺設備，安裝設備是多臺汽車吊或履帶吊分段安裝；而采用新工藝，其安裝人員30人左右，其制作設備是數控壓型壓弧機一體機，其安裝設備是是可移動低空壓型壓弧平臺裝置，直接一次制作安裝就位。

3 結語

本文根據工程實踐，大跨度屋面壓型板采用整體一次壓型壓弧安裝新工藝；相對分段安裝傳統工藝，除了其整體抗風性能有明顯提升外，在質量、進度和投資等方面也有明顯的優勢，這也是很好處理質量、進度、投資之間相互關系的典型案例，為今后類似氣候條件下大跨度屋面壓型板制作安裝提供參考。