異型蜂窩鋁板屋面施工技術應用分析
——以吳城國際候鳥保護中心為例

張偉

（中鐵建工集團北方工程有限公司，天津 300451）

0 引言

在建筑外幕墻、屋面裝飾工程中，金屬材料越來越多的成為首選產品。金屬鋁板先天具有色澤豐富、持久、外觀形狀多樣化等優點，在建筑領域應用廣泛，。蜂窩材料由于結構特性受力比較均勻合理，因此具有比較高的強度和模量，同時根據不同的工況選擇不同的面板和芯材，從而可以更好滿足各種條件下的使用要求，本文主要圍繞異型蜂窩鋁板屋面施工技術展開分析。

1 蜂窩鋁板概述

蜂窩鋁板由面板、底板及中間夾著一層厚而輕的鋁蜂窩芯構成，面板和夾芯之間通過粘接劑膠結成一個整體的剛性結構[1]。上面板和下底板一般采用3003合金或者5052合金鋁板，還可與防火板、石材、陶瓷再次粘貼復合，面板表面處理可用氟碳、滾涂、熱轉印、拉絲、氧化，面板復合后厚度在0.4~2.0mm，邊框材料為6063-T4鋁型材或不銹鋼。鋁蜂窩芯材多為3003和5052兩種合金，因5052合金加工成本偏高，所以目前市場上多為3003合金。蜂窩芯錯箱厚度為0.02~0.08mm，錯蜂窩邊長型號有5mm、6mm、8mm、10mm、12mm等。蜂窩芯按形狀可分為正方形、菱形、圓形、正六邊形等，對比各種形狀結構與性能，正六邊形結構生產制造簡單、材料使用少、結構效率高，性能方面更加耐壓、耐拉，是目前應用最廣泛的類型，蜂窩板整體厚度為15~25mm[2-3]。

蜂窩鋁板常用于建筑幕墻、包柱、挑檐、屋面和戶外吊頂等，其源于航空航天材料用于民用產品技術的高端產品，保證了產品的防潮、防火、不變形，確保了產品的使用壽命。板面經久耐用、板體堅固抗重擊，采用高耐磨涂料制造的專用投影書寫膜或面板，抗劃痕、高亮度、高清晰、易清潔。

2 吳城國際候鳥保護中心異型蜂窩鋁板屋面設計情況

2.1 工程概況

吳城國際候鳥保護中心項目建筑周長為489m，建筑形態近似等腰三角形，底邊長度180m左右，兩側腰長150m。建筑高度為18.900m，地下局部一層，含停車庫和設備用房，地上兩層，內部空間由會議區、展覽區兩大功能板塊組成。結構使用年限為50年，建筑防火類別為多層重要公共建筑，耐火等級為二級。

2.2 屋面設計

金屬屋面工程位于主出入口門廳上部，頂部坡屋面坡度小于45度，屋脊高度為18.69m。屬于輕質屋面，設計使用年限25年，抗震設防烈度6度，防水等級Ⅰ級，耐火等級二級。屋面設計使用蜂窩鋁板，可有效解決大跨度異型造型屋蓋的重量、隔熱、隔音、防水難題。本工程屋面蜂窩鋁板通過錯層收坡、同層連接等安裝方式，形成了階梯型立體造型效果屋面，如圖1和圖2所示。

圖2 蜂窩鋁板屋面

屋面蜂窩鋁板：主龍骨采用160×80×5鍍鋅鋼方管，次龍骨采用120×60×4、100×50×4鍍鋅鋼方管，鋼龍骨表面熱浸鍍鋅處理，材質均為Q235B；蜂窩板通過間距不大于300mm的鋁合金角鋁固定在橫豎龍骨上。

2.3 材料基本情況

本工程屋面采用金屬面夾芯板屋面系統，面板材料為蜂窩鋁板，顏色灰白色。

面材：壓型蜂窩鋁板的厚度應通過計算確定，外層板公稱厚度不應小于1mm，內層板公稱厚度不應小于0.8mm，矮立邊卷邊、平扣金屬板公稱厚度不應小于1mm；表面處理：氟碳噴涂。

3 異型蜂窩鋁板屋面施工技術應用要點

3.1 工藝流程

放線→固定鋼骨架的連接件施工→鋼龍骨施工→龍骨架的檢查→蜂窩鋁板的安裝

3.2 施工要點

3.2.1 施工準備

整體異型造型蜂窩鋁板屋面需先行根據建筑設計意圖經幕墻單位深化設計，建模出屋面整體效果模型圖，在建模階段，相關設計人員會給出整體屋面的受力點及所有內部龍骨的大小及分布，施工前現場技術人員需根據模型分析提前統計好所需的前期骨架材料。

3.2.2 放線

測量工作是異型造型屋面施工的重點，本工程在屋面主體結構板施工過程中需提前將異型屋面蜂窩鋁板的所有受力連接件圓鋼管位置進行測量定位，并提前預埋至屋面結構板內。待屋面保溫防水工作完成后，即根據幕墻深化圖紙，把每一水平、垂直、弧度控制線進行放線，整體將鋼骨架的分布用經緯儀投射出來。

由于是放坡式人字型斜屋面，最大高差近4m，且斜屋面給架儀器也增加了難度，在整個放線過程中，需進行多次的轉點放線，需對所放的線進行多次檢查和復合。

3.2.3 骨架連接件的施工

鋼骨架連接件的施工是所有龍骨施工的第一步，也是所有屋面標高控制的主要手段。連接件采用?89的鍍鋅圓管，通過大管套小管上下伸縮的方式對標高進行調節，并垂直焊接于預埋受力點支座。保證連接件的位置正確，是所有平面骨架施工的前提，此項工作需反復校核，組織驗收，驗收合格后再進行下一步施工。

3.2.4 鋼龍骨施工

蜂窩鋁板區域沿著屋面坡面方向的主梁龍骨采用160×80的方管，垂直與主梁方向的橫梁采用120×60方管（4m以下采用100×50方管）滿焊于主梁龍骨，每根鋼龍骨的位置、間距應結合蜂窩鋁板板材排版下單的規格尺寸圖紙規劃、設計、施工，此階段需注意不同板面標高的控制，由于屋面造型不規則，造成次龍骨每一根長度不一，角度也都不一樣。下料時采用畫線角磨機方式進行下料，每一根鋼架施工時均需控制好水平標高點，保證每一段整體鋼架面的順平，鋼架施工完成后焊縫必須進行防腐處理，鋼龍骨如圖3和圖4所示。

圖3 龍骨施工

圖4 整體龍骨航拍

3.2.5龍骨架的檢查

骨架的安裝質量決定蜂窩鋁板的安裝質量，故安裝完骨架后應對中心線、分隔線、表面標高等影響蜂窩板安裝因素做全面檢查，本工程的大面羽型蜂窩鋁板必須用經緯儀對橫豎桿件進行貫通測量，以保證板的安裝精度。

3.2.6 蜂窩鋁板的安裝

屋面蜂窩鋁板安裝順序，以南立面低標高處為起點，先從沿坡面從下至上分層安裝，安裝至最高點后，再沿北面順坡面從上至下分層安裝。①安裝時要認真核對圖紙板塊編號與成品板編號是否正確，先進行小范圍試裝，試裝完成驗收合格后再進行大面積安裝。②蜂窩鋁板均通過專用角碼使用自攻螺絲固定在鋼龍骨上，固定時每塊板的固定角碼應錯點固定。③本工程蜂窩板采用開放式14mm明縫，自攻螺絲固定點全部在縫隙內，縫隙后期不做處理，板與板之間縫隙應均勻一致，安裝完成后板面保護膜可暫不撕除，待驗收前一次性整體清理。蜂窩鋁板安裝節點如圖5和圖6所示。

圖5 蜂窩鋁板安裝節點（一）

圖6 蜂窩鋁板安裝節點（二）

3.3 質量控制要點

（1）壓型蜂窩鋁板安裝的主控項目：壓型蜂窩鋁板、泛水板和屋脊蓋沿等固定可靠、牢固，防腐涂層和密封材料敷設完好，連接件數量、間距應符合設計要求和國家現行鋼結構及屋面施工規范有關標準規定。

（2）壓型蜂窩鋁板應在支承構件上可靠搭接，搭接長度應符合設計要求，且不應小于表1。

表1 壓型蜂窩鋁板搭接長度要求 單位：mm

（3）壓型蜂窩鋁板屋面應安裝平整、順直，固定方法正確；板面面不應有施工殘留物的污物，排水坡度符合設計要求。

（4）壓型蜂窩鋁板屋面的檐口線下端應呈直線，泛水段應順直，無起伏現象。

（5）壓型蜂窩鋁板屋面面板安裝的允許偏差應符合表2。

表2 壓型蜂窩鋁板屋面面板安裝允許偏差 單位：mm

4 結語

綜上所述，蜂窩夾芯復合材料結構質量較輕，壓縮吸能效果好，同時具有很高的比剛度、比強度值，在極小重量增加的情況下，可以有效地提高抗彎剛度，增強承受彎矩和壓力能力，是—種較理想的工業輕量化材料。隨著近幾年生產工藝的快速發展和逐漸成熟，生產成本大幅下降，從而帶動蜂窩夾芯材料由軍事、航空等領域轉向民用、商業領域，如蜂窩鋁板在建筑幕墻、屋面工程中應用越來越多。吳城國際候鳥保護中心項目采用了異型蜂窩鋁板屋面，通過有序組織實施屋面系統工程施工，節點構造細部做法精湛，防雨抗風性能良好，外觀觀感效果頗佳，達到設計最初的構思與意境，取得良好的視覺效果與綜合效益。