屋面彩鋼板原位壓型安裝施工技術研究

朱珊++張子萌++劉冷靜++卜方明

摘要：總結了彩鋼板屋面傳統運輸吊裝方法的不足，本著節約勞動力、減少對半成品材料破壞的原則，根據彩鋼板屋面施工的特點，采用了屋面彩鋼板原位壓型安裝施工新技術，其關鍵技術即彩鋼板半成品原位壓型技術，成型板現場堆放高度遞減技術，板下暗鉤支撐、拉結技術，突破了傳統施工方法，提高了彩鋼板屋面施工質量及耐久性，縮短了施工工期，節約了施工成本，比傳統施工方法更安全、更環保。通過實例應用，證明了新技術具有實用價值。

Abstract： This paper summarizes the shortage of traditional transportation and hoisting method of color steel roof. In order to save labor， reduce the destruction of semi-finished materials， according to the characteristics of color steel roof construction， the new construction technology of in site compression for roof color steel plate is adopted. The key technologies are the in site compression of color steel plate semi-finished products， stockpile height degression of plate and the technology of strutting and pulling the hidden hook under the plate， which break through the traditional construction method， improve the quality and durability of color steel roof construction， shorten the construction period and save the construction cost. It is safer and more environmentally friendly than traditional construction methods. It is proved that the new technology is of practical value.

關鍵詞：原位壓型；堆放高度遞減；板下暗鉤支撐、拉結

Key words： in site compression；stockpile height degression；strut and pull the hidden hook under the plate

中圖分類號：TU765 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）12-0109-03

0 引言

鋼結構具有質量輕、強度高、韌性好、抗震性好且加工制作方便、工期短等諸多優勢，因此鋼結構在現代建筑的應用越來越廣泛。彩鋼板屋面作為鋼結構的組成部分，除具以上優點外，還兼備施工方便、自重輕、外形美觀的優勢，因此，也被廣泛應用在現代建筑中[1]。

但是，傳統的彩鋼板屋面施工，是將彩鋼板在工廠中按照要求壓制成型后運至施工現場先進行堆放，再將其吊裝至屋頂進行安裝。按此方法施工，彩鋼板屋面材料在運輸及吊裝安裝過程中存在表面漆膜被破壞、卷邊、滲漏等問題[2]，從而影響了彩鋼板屋面的施工質量及耐久性，同時增加了一些不必要的成本開支。因此，如何提高彩鋼板屋面耐久性及施工質量、如何降低施工成本等一系列問題亟需研究解決。

1 原位壓型安裝關鍵技術及應用原理

防止彩鋼板半成品在從加工地點運至施工現場再到施工工位過程中的破壞，保證彩鋼板屋面的耐久性；防止成型材料在吊運過程中的破壞，保證施工過程中的安全；合理處理板間接縫問題，避免在板面上的人為開孔，減少屋面板的滲漏問題，提高彩鋼板屋面的耐久性等等，是鋼結構屋面板安裝中亟需解決的實際問題，這對彩鋼板屋面施工技術提出了較高的要求。

①彩鋼板半成品原位壓型技術：統籌考慮影響彩鋼板屋面半成品材料耐久性的因素，本著節約施工過程中的勞動力、減少施工過程對半成品材料的破壞、縮短工期的原則，開創性地將壓型機搬運至現場施工工位，并做好保護措施，對彩鋼板半成品進行現場原位壓型。此技術避免半成品材料在運輸過程中的破壞、折損，同時節約了材料的運輸、吊裝成本，提高施工效率，縮短施工工期。

②成型板現場堆放高度遞減技術：在保證屋架檁條在彎矩承受范圍之內的前提下，通過對屋架檁條承載力的精確力學計算得知，屋架檁條在未按放彩鋼板時，所承受的彎矩從兩邊向中間遞增，從而確定出經壓型后的彩鋼板應從屋架兩側向中間處高度遞減堆放，待裝各堆放處之間依據堆放塊數間隔特定的距離。此技術有效減少彩鋼板材料的搬運次數，防止成型板在安裝過程中的破壞，保證施工過程的安全，同時提高彩鋼板屋面的施工質量。

③板下暗鉤支撐、拉結技術：彩鋼板與檁條之間用特制掛鉤進行支撐、拉結，改變以往用自攻螺釘、鉚釘將彩鋼板穿透直接固定在支撐件上的做法，這種獨特的固定方式更牢固、能更有效地提高屋面抵抗風的作用，而且從工藝上避免彩鋼板屋面受到破損，并使得彩鋼板在受溫度變化時能自由伸縮，減少屋面整體變形，板間接縫處配合采用卷板方式使面板之間真正完美結合在一起，從而保證屋面系統取得更好的防水效果。

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 工藝流程

技術準備：①熟悉圖紙領會設計意圖 ；②繪制排版圖、統計構件；③提出加工技術及技術要求；④加工及現場檢查。

現場準備：①結構層檢查；②測量放線；③構件位置處的基層處理。

現場施工：①內天溝吊裝；②檁條吊裝、安裝；③壓型機支架安裝；④壓型機現場定位；⑤彩鋼板卷現場就位；⑥彩鋼板原位壓型；⑦成型板搬運、安裝；⑧采光板帶安裝；⑨外檐溝安裝；⑩屋脊蓋沿、封檐壓型鋼板。

2.2 彩鋼板半成品材料現場壓型

鑒于鋼結構屋面坡度長，因此在彩鋼板安裝過程中，將彩鋼板屋面材料的半成品以彩鋼板卷的形式運至施工現場，并將彩鋼板壓型機運至屋面施工工位，對彩鋼板半成品進行現場壓型加工，這樣做可以避免彩鋼板在運輸過程中的折損，提高彩鋼板材料的質量，同時可以提高工作效率，縮短工期；其次，此做法也便于現場整改，順應安裝的需要。

2.3 成型彩鋼板現場堆放高度的確定

為解決成型后彩鋼板的垂直運輸困難，將壓制成型后的彩鋼板直接在屋架檁條上進行分組堆放，而后作水平移動。成型彩鋼板的堆放方式經過力學計算確定，將屋架檁條沿橫向進行力學分析，精簡化后的屋架檁條力學結構如圖1。其中q表示屋架檁條在自然狀態下承受的風力及自身重力等均布荷載，l表示鋼結構屋架沿橫向的跨度，A與B表示屋架的兩端。

根據力學知識可知：該結構為靜定結構，受力平衡，因此端部A與B所承受的反力RA=RB=ql/2。支座A、B處的彎矩為0，即MA=MB=0，中間處彎矩最大，M中=ql/2×l/2-ql/2×l/4=ql2/8。所以屋架檁條結構的彎矩圖如圖2所示。

由彎矩圖可知，屋架檁條中間彎矩最大，并由中間向兩邊遞減，因此，在均布荷載作用下，一個屋架內中間所能承受的力最大，邊緣處最小，所以在彩鋼板進行堆放時，檁條端部堆放高度最大，并依次向中間遞減，每組間隔距離視檁條跨度、每片彩鋼板寬度及堆放高度不同而不同，使檁條彎矩分布沿跨度分布均衡。檁條上堆放彩鋼板方式如圖3所示。

2.4 屋面板安裝——板下暗鉤支撐、拉結

①安裝流程：支撐暗扣掛鉤→固定第一張彩鋼板→安裝下一排暗扣固定件及彩鋼板→檢查彩鋼板公母肋是否正確扣合→板間接縫咬合鎖邊→按以上程序鋪設后續屋面彩鋼板。

②鋪設方向：按當地的順年的最大頻率風向進行橫向搭接。由遠及近。

③安裝方法：

1）拉線安裝第一排特制暗扣固定件及中間肋支撐暗扣掛鉤，每個暗扣固定件采用兩個固定端固定在次檁條支撐面上，每個支撐面設置一個暗扣座。

2）將第一張屋面彩鋼板依照與天溝正交的方向，排放在已固定好的暗扣座上，固定時先將中間肋對準暗扣的彎角，從中間向兩端方向用腳肋或膠錘將中間肋及母肋依次扣合在暗扣上。

3）挨緊第一張屋面彩鋼板按相同方向放好第二排暗扣座，使暗扣座的聯鎖肋拱倒掛在彩鋼板邊緣，固定好緊固件。

4）將第二張彩鋼板放在第二排暗扣座上，將其母肋扣合在第一張板的公肋上，公肋與母肋的尺寸是配套的，扣合時必須注意要扣到位，以保證扣合的嚴密程度。

5）對板間接縫進行360°無縫咬合鎖邊，將相鄰面板的立邊與暗扣的鉤頭相扣合，鎖邊過程采用專用的封邊機器全自動方式進行。

3 本技術創新點

①適用性：采用彩鋼板半成品原位壓型技術，將壓型機安放在現場的施工工位，能靈活地適用現場的施工條件，高效便捷，且不影響其他施工工序的順利進行，能保證半成品生產尺寸的準確可靠。

②安全性：成型板堆放高度遞減技術，充分考慮了屋架檁條的抗彎力學特征，保證了施工過程的安全性；板下暗鉤支撐、拉結技術增加了屋面系統抵抗風力、雨雪等荷載的能力，保證了結構后期使用的安全。

③經濟性：彩鋼板的現場壓型技術，降低了材料的運輸費用；精細化的施工工法從工藝上降低了彩鋼板在安裝過程中的破壞、折損程度，減少了后期的維護維修費用，同時節約了人力物力。

④耐久性：在屋彩鋼板的板間接縫處理中，本工法改變了傳統的螺栓連接，避免了在彩鋼板上直接人孔穿孔，很大程度上減少了彩鋼板屋面的滲漏問題，提高了其耐久性。

⑤綠色環保性：把質量完好的原裝鋼板（卷）運至施工現場，避免了運輸過程中材料漆面的破壞，減少了后期對材料的補漆維修，降低了施工現場的污染；板間接縫處用暗鉤代替螺栓連接，避免了人工鉆孔，減少了現場粉塵的產生，實現了的綠色節能減排的目標。

本項技術適用于工業與民用建筑、高度低于20m的鋼結構材料屋面的建筑工程。

4 實例研究

“屋面彩鋼板原位壓型安裝施工技術”應用于青島某鋼結構民用建筑項目，總建筑面積為19149.5m2，其中鋼結構屋面面積8453m2，造價為101.44萬元。

4.1 經濟效益

應用彩鋼板半成品原位壓型技術與成型板堆放高度遞減技術，降低材料在運輸過程中破壞、折損程度的同時，大大減少了材料的運輸費用；板下暗扣支撐、拉結技術，解決了彩鋼板屋面的銹蝕、滲漏問題，節約了后期補漆維修的費用，同時節省了人工費、措施費，取得了良好的經濟效果。具體經濟效益分析見表1。

4.2 社會效益

本技術在應用過程中，解決了傳統彩鋼板屋面施工過程中的運輸易損、安全性差、板面銹蝕、滲漏等問題，提高了其施工質量及耐久性，同時降低了施工現場的污染，實現了綠色節能的目標，具有良好的應用前景。

5 結論

屋面彩鋼板原位壓型安裝施工技術，改進了傳統施工方法中的不足，成功地解決了彩鋼板屋面在運輸、吊裝過程中的折損、破壞及屋面板滲漏、耐久性差等一系列技術難題，安裝質量可靠，工藝經濟合理。通過實例應用的研究，證明了該技術具有良好的應用前景，為類似工程提供了借鑒，值得在實際應用中推廣。

參考文獻：

[1]王元清，石永久，陳宏，等，現代輕鋼結構建筑及其在我國的應用[J].建筑結構學報，2002（01）：1-8.

[2]魏成惠，李海林，陳浩.鋼結構廠房屋面防水技術研究[J].品牌，2015（02）：258-259.

[3]GB50207-2002，鋼結構施工及驗收規范[S].中國標準出版社，2002.

[4]袁旭東.正反弧彩鋼壓型板屋面施工技術研究與應用[D].2007.