青島體育館金屬屋面工程施工技術

王俊濤

1 工程概況

1.1 工程概況

青島體育館工程是青島市繼奧帆基地工程后的又一市重點項目,2009年4月～10月在青島體育館成功舉辦了第十一屆全運會短道速滑、花樣滑冰、乒乓球及羽毛球的比賽。體育館外觀設計理念為“海風吹拂的藍色鉆石”,靈感來源于對體育建筑性質強勁、富有力量的思索。通過對球形進行切割,呈現出60面三角形半球體的“鉆石”造型。青島體育館建筑面積48 000 m2,跨度110 m,屋面水平投影面積14 122.5 m2,屋面展開面積18 283.6 m2,屋面最大凌空高度42.32 m(見圖1)。

1.2 金屬屋面系統結構

金屬屋面采用雙層結構。即:采用直立鎖邊系統作為屋面系統的結構層及主要防雨層,在直立鎖邊系統的外表面安裝蜂窩復合鋁單板作為建筑裝飾層(見圖2)。

2 施工難點

體育中心金屬屋面是由許多個大三角形平面相互拼接而成的一個三維穹頂。在每一個大三角形中,都是一個相對獨立的金屬屋面系統,因此在安裝過程中,保證各個大三角形的平順過渡是本次施工的難點。

3 工藝流程及操作要點

3.1 工藝流程

工藝流程見圖3。

3.2 操作要點

3.2.1 檁條安裝

檁條安裝控制的關鍵在其標高與傾斜度,而不同位置的檁條標高又不同,因此在安裝檁條前,必須先放好檁條的安裝位置線,根據該處檁條的標高、坡度,在安裝時予以調整。

3.2.2 屋面板施工方法

1)屋面板安裝由低到高進行。屋面板安裝前依次鋪裝:0.8 mm厚的鋼底板、固定座、土工布、防水膜、保溫棉等。

2)固定座安裝(關鍵工序)。面板固定座是屋面面板的支撐件,它是屋面荷載傳遞到檁條的受力構件,它的安裝質量直接影響到屋面板的抗風性能,面板固定座安裝誤差還會影響到鋁合金屋面板的縱向自由伸縮及屋面板的外觀。

3)保溫棉、防水膜、土工布鋪裝。保溫棉施工,其走向與面板的鋪設方向相同,要將檁條間凈空完全覆蓋住,同時準備防雨苫布,每天施工完后及時將未覆蓋保溫棉的臨時覆蓋。

4)鋁鎂錳合金屋面板安裝。a.板的固定點施工。熱膨脹固定點的作用是為了不讓板滑走,固定點的安裝方法在板的小脅上沿45°角穿過固定座的梅花頭鉆一小孔,然后用11 mm～12 mm的鉚釘將板與面板固定座固定在一起。b.鎖邊。面板位置調整好后,安裝端部面板下的泡沫塑料封條,然后進行鎖邊。要求鎖邊時應連續、平整,不能出現扭曲和裂口。對本工程而言,鎖邊的質量關鍵在于在鎖邊過程中是否用強力使搭接邊緊密接合。c.檐口滴水片安裝。滴水片安裝前對檐口和天溝處的板邊進行修剪,然后安裝檐口密封件,最后安裝滴水片,滴水片用鉚釘固定,每小肋一顆鋼鉚釘。d.折邊。折邊的原則為水流入天溝處折邊向下,下彎折邊應注意先安滴水片再折彎板頭。面板高端(屋脊)折邊向上。折邊時應均勻用力,折邊的角度應保持一致,上彎折邊后安裝屋脊密封件。e.山墻固定件安裝。在屋面板的縱向側邊,用自攻釘將山墻扣件與固定座的側板固定在一起。f.打膠。這里的打膠是指屋面板與天窗接口處的密封膠,及屋面泛水板接縫處的板間密封膠。

5)不銹鋼天溝安裝。本工程采用不銹鋼板天溝,天溝之間的連接方式為對接氬弧焊接。a.天溝支架安裝。因采用不銹鋼天溝,承重主要依靠其下部天溝支架,天溝支架安裝時,要求其頂面距兩側檁條頂面距離與天溝深度相同,使天溝支架受力均勻。b.天溝搭接、焊接。不銹鋼板天溝搭接前將切割口打磨干凈,搭接時注意搭接縫間隙不能超過1 mm,搭接長度約10 mm,焊接前先每隔10 cm點焊,確認滿足焊接要求后方可焊接。焊條型號根據母材確定。焊縫一遍成型。c.開落水孔、安裝不銹鋼雨水斗。天溝對應部位的板安裝好后,必須及時開落水孔。

6)防雷施工。本工程屋面板具有很好的導電性,因此可直接利用屋面板作為防雷接地的閃接器,二次結構檁條與主體結構有很好的連接,主體結構接地已由相關單位完成,屋面系統施工主要完成金屬屋面板與二次結構的有效連接。根據本工程屋面構造原理,采用50×4扁鋼帶將屋面板支撐件與二次結構檁條連接。扁鋼與屋面支撐件采用2顆φ6.5自攻釘固定牢固,使每一處扁鋼與面板支撐件接觸面積不小于50 mm×30 mm。扁鋼與二次結構檁條通過焊接進行連接。防雷接地扁鋼布設在縱橫間距不大于10 m的方格網上。防雷接地扁鋼具體做法見圖4。

7)蜂窩復合鋁板安裝。a.直立鎖邊固定支架安裝。固定支架采用和T形固定座相同材質的高強鋁合金型材。固定支架由兩部分組成,裝配完成后用螺栓固定。b.蜂窩復合鋁板檁條安裝。在已經安裝好的固定支架上安裝檁托,檁托與支架采用螺栓連接。檁托與檁條連接的部分開長圓孔便于調平檁條,同時檁條與檁托也采用螺栓連接。c.多方向連接鑄鋁圓盤安裝。多方向連接鑄鋁圓盤是安裝蜂窩復合鋁板的關鍵構件。與檁條的連接也是采用螺栓固定。同樣,為了調節安裝誤差,都在連接件上采用了長圓孔。d.蜂窩復合鋁板安裝。蜂窩復合鋁板在多方向連接鑄鋁圓盤上用壓塊角碼固定,在安裝過程中,必須保證各塊板在匯集到一點時的平整(見圖5)。

4 結語

大型公用建筑金屬屋面由于工程量大,節點樣式多,在施工上比普通屋面存在更多技術難點。針對這些難點,只有嚴格按施工規范的要求,做好施工技術方案,并認真加以實施,才能高質量的完成屋面工程的施工。本屋面施工項目在精密計劃和合理安排下獲得了圓滿成功。

[1]GB 50207-2002,屋面工程質量驗收規范[S].

[2]王先逵.機械加工工藝手冊(第二卷)[M].第2版.北京:機械工業出版社,2006.

[3]中山一熊.金屬切削加工理論[M].李云芳,譯.北京:機械工業出版社,1985.