雙曲面船形檐口折角鋼構屋面施工探究

丁鐵軍

廣西建工集團第七建筑工程有限責任公司，中國·江蘇 南京 210000

1 引言

雙曲面船形檐口鋼構屋面施工，最重要的是施工臨時措施和檐口各層的施工質量控制。以往的措施中，無論是落地腳手架，或者吊車輔助吊籠，抑或用其他的措施，都難同時實現安全、經濟和進度的要求。所以需要一種臨時措施，可以同時實現安全、經濟和滿足進度要求。同時，適合三個要求的就是一種滑移的操作平臺。總結探究如何制作、安裝和使用該滑移操作平臺，同時在利用該操作平臺的基礎上進行檐口各層的施工和質量控制。

2 工程概況

本項目為港珠澳大橋珠海口岸項目，新型復合交通樞紐中心，為突出裝飾性和藝術性，其屋面采用了復雜弧形雙曲面金屬網架結構，屋面板采用蜂窩鋁板施工。屋面內圈檐口折角蜂窩鋁板呈雙曲面船形，與水平角度約為48 度，總檐口面積2866m2，安裝高度高達34m，挑檐板懸挑長度2m。

3 雙曲面船形檐口施工難度

工程檐口部分存在折角，由于其角度較大，操作面僅為檐口龍骨部分，危險度較高，施工人員無法正常于網架上安裝[1]。

4 技術措施及原理

①利用PVC 防水卷材的柔性、耐沉淀、抗紫外線輻射、透濕特性，建筑物不會變濕并且不會使水分凝結。減少修理屋頂的次數。

②利用硬質憎水玻璃保溫性、環保性、透氣性、憎水性等性能，使得屋面具有保溫防水雙重功能。

③運用自制高空滑移操作平臺安裝檐口折角鋼構屋面（見圖1），運用高空工作人員站位于傾斜面滑移平臺內部進行蜂窩鋁板的安裝作業，傾斜面平臺內部設置多個與大地水平的階梯狀踏板，用以高空作業人員站位施工，當一個區段鋁板安裝完后，施工人員借助桁架體系處的立面爬梯爬出站位于上檐口天溝內部推動滑移操作平臺上部的里面桁架體系移位至下一區段檐口作業面，平臺滑移就位后滑移平臺上部桁架體系通過鋼絲繩與上檐口龍骨系統綁扎固定。

圖1 高空滑移操作平示意圖

5 施工工藝流程及操作要點

檐口區域龍骨安裝→保溫層施工→防水層施工→天溝施工→面板施工。

5.1 檐口龍骨安裝

5.1.1 龍骨吊裝

挑檐龍骨主要使用汽車吊吊裝（見圖2）。龍骨在吊裝過程中的定位點用經緯儀控制。為使鋼龍骨吊起后的點位與網架對應，采用汽車吊或4 臺3t 的卷揚機同步提升，吊點位于鋼龍骨的4 對角個點上，4 點形成的方形的重心和鋼龍骨重心一致，并設置纜風繩。

圖2 汽車吊檐口龍骨吊裝示意圖

5.1.2 龍骨安裝

首先在屋面主鋼龍骨檁條上焊接檐口的龍骨支托，然后將框架式檐口龍骨結構焊接在該支托上（見圖3）。對焊縫處需除渣打磨光亮平滑后按設計文件要求補涂底漆、底涂層、中間涂層和頂層涂層等防腐防銹材料。然后安裝鋼龍骨，當需要將滑梯上的龍骨移動時，只需將滑梯輕輕推動，便可將龍骨調到安裝位置。依據水平控制線，先將橫龍骨與豎向龍骨通過螺栓連接，然后調整豎龍骨與橫龍骨與的位置，達到設計值后擰緊螺栓，同時加強預防松動的處理。

圖3 檐口區域龍骨安裝圖

5.2 檐口保溫層施工

保溫層采用硬質憎水玻璃棉，130mm 自帶6mm 厚結構保護面層（防火玻鎂板），總厚136mm，玻璃棉容重64kg/m3。

5.2.1 玻璃棉板的鋪設工藝要點

玻璃棉鋪設時注意鋪設嚴實，接縫處選用搭接，棉與棉之間不留空隙，棉與棉之間的交接處用鋁箔膠帶粘結，同時用訂書機訂裝。為防止出現冷橋現象，玻璃棉上層與下層必須錯縫鋪設[2]。

5.2.2 玻璃棉板的鋪設

關于玻璃棉板的鋪設和高空滑移操作平示意圖見圖4、圖5。

圖4 玻璃棉（帶鋁箔貼面）鋪設

圖5 搭接接縫處理

5.3 防水層施工

5.3.1 防水卷材的概況

采用1.5 厚PVC 防水卷材。卷材安裝前應檢查基層縫，保證接縫縫隙均勻無錯位。

5.3.2 PVC 防水卷材鋪設工藝要點

①防水卷材開始鋪貼前，先測量放樣，在有接頭的位置，接頭應互相錯開至少30cm。

②卷材鋪貼方向：卷材的鋪設方向應垂直于屋面坡度方向。

③保證卷材縱向搭接寬度為12cm，橫向搭接5cm。

5.3.3 PVC 防水卷材鋪設固定

①防水卷材鋪設前應進行預鋪，把卷材平鋪在保溫層上，讓卷材自然疏松、平整順直地放置大概半個小時，同時按照屋面具體情況對卷材進行相應的裁剪。

②選用專用基層膠粘劑對卷材進行固定，在對卷材進行粘結時，確保找平層為干燥狀態。

③PVC 卷材應鋪設平整，避免褶皺；先將要鋪設的PVC 翻轉約2m 的長度，用滾刷將專用基層膠粘劑均勻地涂刷在PVC 卷材的背面（黑色面）。

④在屋面大面上用焊機將兩層PVC 卷材，在基層膠粘劑沒涂刷的邊緣部位焊接在一起，有效焊接寬度約為3.5～4cm[3]。

5.4 天溝施工

天溝板材在加工廠加工預制成長度不超過4m 的單元構件，然后運往施工現場進行安裝。先將天溝控制點引至建筑主體結構上，將中軸線返至主體結構橫向龍骨上，再對天溝底板及側板根據控制線進行定位放線，定位后將各天溝單元構件在支架上安裝就位再拼接焊牢（見圖6、圖7）。

圖6 溝系統圖

圖7 天溝龍骨

5.5 面板施工

雙曲面船型檐口板采用蜂窩鋁板。主檁條選用350m×200m×6m 的矩形方通鋼管，次檁條采用100mm×60mm×4mm 矩形方鋼通，表面熱鍍鋅處理。檐口鋁板間膠縫為25mm，膠縫間安裝泡沫填充棒，表面打膠處理[4]。

面板安裝：本工程檐口部分存在折角，由于其角度較大，操作面僅為檐口龍骨部分，危險度較高，施工人員無法正常于網架上安裝。采用自制高空滑移操作平臺的方式安裝，如圖8所示。

圖8 高空滑移操作平臺上部BIM 深化圖

高空滑移操作平臺由兩部分結構組成，在檐口傾斜面部分為立面平臺結構，在上檐口水平龍骨部分則為水平桁架體系，上部桁架與下部平臺結構焊接為一個整體剛性結構，上部水平桁架端部設置剛性限位支腿深入天溝內部，支腿緊靠在天溝側面，牛腿勾住天溝側壁確保平臺不會向外滑動，限制了平臺外移，防止平臺傾翻。

操作平臺水平桁架底采用型鋼焊接于其下，作為滑移平臺在上檐口的滑移軌道，在上檐口水平龍骨上滑動，滑軌兩端微微上翹，避免滑移過程中與水平龍骨碰撞。整體操作平臺依靠葫蘆（手拉或電動）沿著滑軌水平移動至需要安裝檐口鋁板的部位。

工作人員站位于傾斜面滑移平臺內部進行蜂窩鋁板的安裝作業，傾斜面平臺內部設置多個與大地水平的階梯狀踏板，用以高空作業人員站位施工，當一個區段鋁板安裝完后，施工人員借助桁架體系處的立面爬梯爬出站位于上檐口天溝內部推動滑移操作平臺上部的里面桁架體系移位至下一區段檐口作業面，平臺滑移就位后滑移平臺上部桁架體系通過鋼絲繩與上檐口龍骨系統綁扎固定。

6 質量控制

6.1 PVC 防水卷材施工質量控制

①大面卷材鋪設順直、平整，無大褶皺，搭接寬度符合規范要求。

②長邊搭接縫先于短邊搭接縫焊接，焊接過程中注意保護非焊接的位置；搭接寬度均為80mm。

③每一個焊縫需經過手工檢驗，用尖頭工具，沿著卷材焊縫移動稍稍用力，必須無跳焊、漏焊。

④用切割刀在抽檢焊縫質量時可用勾刀或美工刀將PVC 卷材垂直于焊縫切割2～3cm 寬的切口，用力撕扯切割條，以檢驗焊接質量是否合格[5]。

6.2 玻璃棉板施工質量控制

玻璃棉鋪設時注意鋪設嚴實，接縫處選用搭接，棉與棉之間不留空隙，棉與棉之間的交接處用鋁箔膠帶粘結，同時用訂書機訂裝。為避免出現冷橋現象，上層與下層玻璃棉應錯縫鋪設。

6.3 挑檐板施工質量控制

關于挑檐板施工質量控制見表1。

表1 挑檐板施工內容

7 實施效益

該工程屋面挑檐板安裝過程中，成功地采用《雙曲面船形檐口折角蜂窩鋁板施工方法》，使用計算機二維、三維技術輔助設計深化、建立高空滑移操作平臺三維結構模型，應用高科技推動大角度傾斜屋面檐口板安裝技術提高，結合PVC 防水卷材及硬質憎水玻璃在屋面的運用，使得屋面具有保溫防水雙重功能，減少修理屋頂，解決修理難的問題。在施工質量及安全施工方面取得良好的效果，得到業主和監理部門的好評，同時本項目獲得了省市文明工地、優質結構、"詹天佑"故鄉杯、國家優質工程"魯班獎"。取得良好的經濟效益和社會效益。

8 結語

采用雙曲面船形檐口折角蜂窩鋁板施工工藝不僅有效地降低了施工成本，取得了良好的經濟效益，同時，還由于施工簡便快捷，節約了工期，提高了屋面挑檐板施工質量。