研究自鎖式馬鞍型金屬屋面施工技術

張 超

（貴州建工集團第三建筑工程有限責任公司，貴州 貴陽 550000）

研究自鎖式馬鞍型金屬屋面施工技術

張 超

（貴州建工集團第三建筑工程有限責任公司，貴州 貴陽 550000）

承德奧體中心的鋼結(jié)構(gòu)屋頂采用的是車輔式結(jié)構(gòu)，大屋蓋直徑在150m,左右，設計的小屋蓋為支撐與大屋蓋直徑25m的內(nèi)環(huán)上的橢圓形平屋蓋，外沿直徑在40m，呈自鎖式馬鞍型外環(huán)的異形空間曲面，建筑施工的工藝要求高，施工復雜。屋蓋測量、屋面地板的安裝、屋面頂部吊頂板安裝等技術為施工中的關鍵部分，整個結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)三維立體定位，屋面變形程度高，施工技術要求控制準確。本文主要結(jié)合承德奧體中心屋面施工的技術要求，采取前期結(jié)構(gòu)測量，而后將數(shù)據(jù)反復進行核算，按照測算結(jié)果在實際施工過程中不斷修改進設計方案，并在施工期間提出了在屋面施工使用的建筑材料的類型，解決施工過程中出現(xiàn)的問題，達到輻射狀呈馬鞍形外環(huán)的異形空間曲面建筑效果。

自鎖式馬鞍型；鋁鎂錳板金屬屋面；施工方案；施工技術

隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，生活水平日益提高，建筑的設計與搭建已經(jīng)與傳統(tǒng)的住宅有了很大的不同。設計上越來越具有藝術表現(xiàn)力，給建筑賦予了新的含義，特別是在一些公共建筑的設計和建造上，形式越來越多樣化，外觀更具觀賞性。而建筑的屋面作為整個建筑中最重要的部分之一，首先應該滿足防水、隔熱、安全耐久之后才能考慮其美觀和藝術性，研究表明自鎖式馬鞍型金屬屋面施工技術能夠很好的解決兩者之間不能共存的現(xiàn)象。建筑屋面施工采用金屬材質(zhì)與傳統(tǒng)的施工材料相比，具有硬度好、隔熱性能高、防滲漏性能強，同時還具有質(zhì)量輕、設計靈活、色彩豐富的特點，使建筑迎合時代的發(fā)展，設計更具現(xiàn)代氣息，在屋面施工方面占有很大的使用比例。

1 金屬屋面施工技術分析

1.1 短板設計施工分析

建筑屋面板選用錳鋁合金金屬板材，同時材料中要添加一定含量的鎂元素，厚度大小在0.09cm，長寬大小分別是6.5cm和50cm。整個橢圓被26條天溝分成了26塊互相獨立屋面結(jié)構(gòu)，呈不完全堆對稱結(jié)構(gòu)；每個區(qū)域的屋面又呈現(xiàn)出三維立體等邊梯形，梯形上底邊長度大小為250cm，下底長度約為1500cm。屋面的結(jié)構(gòu)分布沿環(huán)形分布，所以金屬屋面的板長從250～1500cm不等；小橢圓的半徑大小約為2000cm。本工程中短板的數(shù)量大量使用是施工時的主要特點。在施工過程中能否節(jié)省材料和嚴格按照設計方案施工是工程施工中的重點和難點。落實到具體的施工上，首先，要求施工單位能夠具備現(xiàn)場加工屋面板的能力，需要引進成套的生產(chǎn)設備；其次，生產(chǎn)前應根據(jù)設計方案的要求對建筑物進行一次精準的測量而后在進行屋面板的壓制；再次，根據(jù)設計圖紙先設計出總建筑25%面積區(qū)域的面板排版圖，對面板進行編號；最后，根據(jù)圖紙在現(xiàn)場進行測量審核。值得注意的是，在最后的測量審核階段，測量的區(qū)域為整個建筑金屬屋，因為本工程施工時呈馬鞍形外環(huán)的異形空間曲面的特點，因此每一個區(qū)域?qū)嶋H尺寸都會隨時發(fā)生改變。面板生產(chǎn)過程中，對每一個區(qū)域的每一塊板進行編號，方便了后期的施工，施工時按照編號安裝能夠在很大程度上縮短施工的周期；在施工期間如果出現(xiàn)與對應區(qū)域的面板尺寸不相符時，應將該面板安裝到尺寸小一號或者大一號的區(qū)域，該區(qū)域采用備用板進行安裝。

1.2 大面積異形空間曲面三維空間定位放線

該工程的另一特征就是金屬面呈無棱條安裝，直接在建筑物的鋼結(jié)構(gòu)棱條上安裝高度為7.6cm壓型鋼底板。而空間曲面形狀的控制是不能夠通過傳統(tǒng)的方法得以實現(xiàn)的，根據(jù)這個特點，采用在壓型鋼結(jié)構(gòu)上安裝“幾”字襯檁的方法，通過控制襯檁的高低來實現(xiàn)屋面三維空間的精確定位。這個工作需要施工單位聘請專業(yè)的測量人員，利用專業(yè)的測量儀器測量出每一個區(qū)域控制點的實際坐標，要求精確確定，不能有任何的差池，而后根據(jù)測量的數(shù)據(jù)和坐標輸入電腦，利用三維動畫技術繪制出每一個區(qū)域的節(jié)點數(shù)據(jù)和坐標，從而能夠計算出需要襯檁的具體高度。襯檁安裝時，要依據(jù)專業(yè)的測量儀器在設計好的每一個控制點上不斷的調(diào)整和控制整體坐標，做到準確定位，確保整個建筑雙曲面屋面形狀符合設計方案的要求。

1.3 各系統(tǒng)交接處節(jié)點構(gòu)造與防滲漏處理

合金金屬屋面板鋪設、金屬材料間的相互銜接咬合、防滲漏、防漏水透氣膜的安裝對工程施工提出更高的要求，并且屋面板與建筑的天溝、排水、檐口鋁板等多個系統(tǒng)相互交織，因此在工程設計期間要做到各種細節(jié)的細化，做好屋面板與其他系統(tǒng)節(jié)點構(gòu)造的細化設計工作，對各類工程部件總結(jié)歸納，最大限度的實現(xiàn)節(jié)點生產(chǎn)的標準化，節(jié)點安裝的精確化；防水透氣膜的選擇上，要求選用符合國家相關規(guī)定要求的透氣膜；在工程施工過程中要加強對施工人員、工程材料、環(huán)境保護、機械安全使用、相關的法律法規(guī)執(zhí)行的管理和控制；在工藝流程上，采用科學的施工方法和流程，合理安排施工時間和各個區(qū)域的施工順序。節(jié)點構(gòu)造和細微處理的具體方式包括以下幾點：首先，金屬屋面深入天溝的總長度不得小于12.5cm；在屋面的下口頂端設置通長合金滴水裝置，將與屋面板形狀大小一樣的密封條固定在滴水片裝置之間，防止大風侵襲和雨水浸泡。

2 技術屋面施工工藝

2.1 建筑安全設施搭設

工程施工期間要根據(jù)施工的不同高度和危險系數(shù)設置不同的保護裝置，例如在建筑的鋼結(jié)構(gòu)框架上搭建保護施工人員的人行通道、建筑材料運輸通道、施工防護網(wǎng)、施工平臺等裝置，同時還要配置安全用繩和高空作業(yè)中起到保障施工人員生命安全的防護體系。

2.2 測量放線

測量放線的工具有很多種，在本工程施工建設時主要用到了全站儀、水平儀、和經(jīng)緯儀；涉及到的施工工作有檐口龍骨、襯檁、T型支座和天溝龍骨的安裝等。對鋼結(jié)構(gòu)桁架的實際坐標確定后，利用電腦的三維技術建立坐標模型，以達到精確控制屋面板固定坐標的作用。

2.3 壓型鋼底板安裝

金屬屋面的壓型支撐鋼結(jié)構(gòu)選用的材質(zhì)上要求選擇強度高、韌性大、表面鍍鋅的壓型鋼板，選用的厚度大小一般在0.08～0.15cm之間，根據(jù)建筑屋面不同跨度大小、不同區(qū)域的施工特點采用不用厚度的鋼板。本工程中壓型鋼結(jié)構(gòu)采用三跨形式，最長的板長大約在13m。裝置安裝時采用特殊的固定方式—自攻螺釘固定，將其固定在建筑鋼結(jié)構(gòu)的檁條上，最后定位后通過射釘加固亞型鋼板與鋼結(jié)構(gòu)之間的銜接，每個波谷至少打進一枚鋼釘。為了加強鋼結(jié)構(gòu)板與壓型鋼板之間的受力強度，沿著板長方向每隔25cm左右打上一顆鎖邊釘，使裝置安裝完成后能夠連接成一個獨立的整體。相鄰板之間銜接長度不得小于12cm。

2.4 屋面板T型碼支座安裝

采用高16cm鋁合金T型碼固定支座的縱向間距大小應不小于壓型鋼板的3個波距，屋面板T型碼支座安裝前需要進行放線工作，以提高控制安裝的精確度，支座安裝之前應該事先安裝好支座下部的隔熱裝置。

2.5 屋面板安裝

將屋面板鋪設在屋面板T型碼支座的上方，而后調(diào)整安裝的位置，然后利用咬邊機在板的頂端將兩板手動咬合，工作完成后，檢查手動咬合處是否存在差錯，最后利用專用的電動咬合機對臨近兩塊屋面板的肋邊進行咬合。

3 結(jié)語

目前，承德奧體中心正在修建，再有1a就要完工投入使用，該工程的屋面施工大量采用了鋁錳鎂合金板的金屬屋面結(jié)構(gòu)構(gòu)造，將自鎖式馬鞍型金屬屋面施工技術運用到本工程。到目前為止，構(gòu)造的性能良好，沒有出現(xiàn)任何透水、干裂等不良情況，在建筑工程中有很好的應用推廣價值。

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TU74

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1671-3362（2013）07-0134-02