聚碳酸酯高強(qiáng)度耐候板采光屋面施工技術(shù)

齊旭燕

中鐵北京工程局集團(tuán)北京有限公司 北京 100073

1 工程概況

太原南站站房工程金屬屋面由48個(gè)42.8 m×36 m的單元傘組成，在每把單元傘上形成X形采光天窗，其獨(dú)特的建筑造型給結(jié)構(gòu)施工帶來(lái)了極大的難度。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師根據(jù)傘狀屋面的幾何尺寸及大跨度的屋面特性，選用了輕巧、美觀的聚碳酸酯板采光屋面。

2 施工難點(diǎn)

1）聚碳酸酯板作為一種新型材料，具有材質(zhì)輕、透光性好、保溫節(jié)能、承載力強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)結(jié)構(gòu)能起到減輕荷載的作用。但是在國(guó)內(nèi)大型高鐵客站工程中很少應(yīng)用，無(wú)經(jīng)驗(yàn)可循。

2）工程屋面由48個(gè)42.8 m×36 m的鋼結(jié)構(gòu)單元傘組成，在每把單元傘上形成X形采光天窗，通過(guò)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)桁架結(jié)構(gòu)形式及聚碳酸酯板規(guī)格的研究，如何確定采光屋面龍骨的形狀與安裝方式，是施工中要研究的難題。

3）工程施工中細(xì)部節(jié)點(diǎn)主要為聚碳酸酯板與聚碳酸酯板之間的連接、聚碳酸酯板與金屬屋面板的連接處的處理，如何有效保證防水、防風(fēng)效果是施工中要研究的難題。

3 施工工藝原理

在主鋼結(jié)構(gòu)桁架上焊接采光天窗立柱、主次龍骨，進(jìn)行結(jié)露槽及鋁型材底座（含三元乙丙密封條）的安裝，待安裝完成后，進(jìn)行采光板下料并進(jìn)行試拼，然后安裝上部鋁型材（含三元乙丙密封條）。再安裝鋁型材扣蓋和屋脊鋁單板扣蓋，并進(jìn)行打膠、密封處理。最后進(jìn)行蘑菇釘安裝和對(duì)聚碳酸酯板收邊、清理。

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

施工測(cè)量、軸線放設(shè)→豎向柱安裝→主、次龍骨安裝→處理焊縫、涂刷漆層→安裝排水槽→底部鋁材安裝→聚碳酸酯板放樣→聚碳酸板側(cè)邊封堵→安裝聚碳酸酯板→頂部鋁材安裝→屋脊蓋、鋁型材裝飾蓋安裝→抗風(fēng)釘安裝→檢查、驗(yàn)收[1-4]

4.2 施工方法

4.2.1 ?測(cè)量放線

根據(jù)采光窗設(shè)計(jì)圖紙文件、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)實(shí)量數(shù)據(jù)，采用全站儀和水平儀及鋼卷尺對(duì)天窗邊線和中心線進(jìn)行放線，以確定天窗主、次龍骨架位置。

4.2.2 ?豎向柱安裝

立柱采用60 mm×60 mm×3 mm方鋼管，長(zhǎng)度為300～1 200 mm，立柱間距為2 600 mm，依據(jù)邊線和中線安裝豎向立柱。立柱安裝時(shí)應(yīng)當(dāng)注意平面位置和垂直度在2 mm允許范圍內(nèi)。立柱安裝應(yīng)確保間距均勻、滿足設(shè)計(jì)圖紙要求，以滿足受力和美觀要求。

4.2.3 ?主、次龍骨安裝

立柱安裝完成后，根據(jù)立柱安裝的平面尺寸，進(jìn)行主、次龍骨的下料和安裝，安裝時(shí)應(yīng)當(dāng)控制好主龍骨與立柱的中心線相重合，進(jìn)行點(diǎn)焊連接，主龍骨安裝應(yīng)重點(diǎn)控制好排水坡度，排水坡度須滿足設(shè)計(jì)要求；待主龍骨安裝固定完畢后，進(jìn)行次龍骨安裝，次龍骨之間的間距為2 000 mm或1 680 mm，次龍骨與主龍骨采用電焊連接，待檢查主、次龍骨滿足設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求后，進(jìn)行三面焊接固定（圖1）。

圖1 聚碳酸酯板龍骨

4.2.4 ?焊縫處理及涂刷防銹漆、面漆

待主、次龍骨驗(yàn)收合格后，首先進(jìn)行焊縫清渣和打磨處理，并且對(duì)主、次龍骨有銹蝕的地方進(jìn)行打磨處理，然后進(jìn)行底漆、中漆和面漆涂刷。涂刷時(shí)應(yīng)控制好涂刷的厚度和表觀質(zhì)量，防止出現(xiàn)流墜現(xiàn)象。

4.2.5 ?安裝排水槽

排水槽采用厚0.9 mm的鐵皮制作而成，排水槽的凸面與主、次龍骨粘貼安裝在一起，然后將底部鋁型材安裝在排水槽的上表面，采用自攻螺絲將排水槽固定在主、次龍骨上；待排水槽安裝完成后，對(duì)排水槽的拐角、搭接處采用耐候密封膠進(jìn)行密封，待打完密封膠后應(yīng)對(duì)排水槽進(jìn)行漏水檢驗(yàn)、試驗(yàn)。

4.2.6 ?底部鋁型材安裝

首先將密封膠條穿入鋁型材槽內(nèi)，密封膠條長(zhǎng)度應(yīng)多出鋁型材200 mm，防止出現(xiàn)膠條收縮。然后安裝底部鋁型材，底部鋁型材的中線與排水槽的中線完全重合，固定方式采用自攻螺絲，間距為500～600 mm。鋁型材安裝要求橫向不能有接頭，縱向需要有對(duì)接接頭時(shí)，應(yīng)對(duì)接頭處做軟性處理（圖2）。

圖2 鋁型材底座安裝

4.2.7 ?聚碳酸酯板放樣

聚碳酸酯板放樣時(shí)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照龍骨尺寸進(jìn)行實(shí)際排版，排版圖紙采用繪圖軟件進(jìn)行放樣，防止出現(xiàn)材料浪費(fèi)現(xiàn)象；排版圖紙要確保橫向板邊預(yù)留加強(qiáng)肋筋，嚴(yán)禁破壞加強(qiáng)肋筋，破壞板材的強(qiáng)度；聚碳酸酯板的切割尺寸與設(shè)計(jì)尺寸偏差應(yīng)控制在－5～5 mm范圍內(nèi)，聚碳酸酯板應(yīng)保證中空部位無(wú)殘留鋸末，且要用密封膠帶把縱向端頭密封，防止進(jìn)入灰塵和空氣，影響采光和美觀要求。

4.2.8 ?安裝聚碳酸酯板

首先將聚碳酸酯板四周的保護(hù)膜揭起100 mm，防止出現(xiàn)聚碳酸酯板材上所覆保護(hù)膜不能與鋁型材很好地結(jié)合，影響防水效果。然后對(duì)聚碳酸酯板的安裝進(jìn)行試拼，并將聚碳酸酯板臨時(shí)固定在龍骨上，檢查尺寸是否合格，待檢查合格后，采用自攻釘進(jìn)行正式固定。安裝順序?yàn)橄葯M向后縱向，固定方式應(yīng)從低處向高處方向進(jìn)行，固定采用長(zhǎng)度為60 mm的自攻釘，間距為200～300 mm，固定時(shí)應(yīng)當(dāng)注意自攻釘穿過(guò)聚碳酸酯板（圖3、圖4）。

圖3 聚碳酸酯板安裝標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)

圖4 聚碳酸酯板上部鋁型材固定

4.2.9 ?屋脊蓋、鋁型材裝飾蓋安裝

安裝屋脊蓋、鋁型材裝飾蓋時(shí)應(yīng)由低處向高處進(jìn)行，然后進(jìn)行屋脊蓋內(nèi)的保溫棉鋪設(shè)，鋪設(shè)厚度為40 mm，鋪設(shè)應(yīng)嚴(yán)密、連續(xù)；屋脊蓋為白色，厚0.9 mm，屋脊蓋的搭接長(zhǎng)度應(yīng)為100 mm，搭接處應(yīng)用密封膠處理（圖5）。

4.2.10 ??屋脊鋁單板扣蓋安裝

屋脊扣蓋采用顏色為RAL7045（灰色）、厚度為3 mm、長(zhǎng)度為2 800 mm的鋁單板，其形狀為U形，屋脊蓋安裝通過(guò)角碼與龍骨進(jìn)行連接，連接采用自攻釘，自攻釘全部不能外露，以防止銹蝕（圖6、圖7）。

圖5 聚碳酸酯板屋脊瓦、鋁型材扣蓋

圖6 屋脊節(jié)點(diǎn)示意

4.2.11 ?屋脊鋁單板密封處理

首先對(duì)屋脊鋁單板接縫處粘貼美紋紙，要求美紋紙平直、寬度均勻，然后填塞φ20 mm的泡沫棒，最后打密封膠，密封膠應(yīng)當(dāng)從低處向高處連續(xù)注入，膠縫的厚度要求為3～4 mm。密封膠施工應(yīng)當(dāng)在早晨和下午溫度降低時(shí)間進(jìn)行，防止出現(xiàn)暴曬，最好避開(kāi)高溫時(shí)間段，一般溫度應(yīng)控制在20 ℃左右（圖8）。

圖7 屋脊節(jié)點(diǎn)實(shí)體

4.2.12 ??抗風(fēng)蘑菇釘安裝

由于在采光天窗檐口處無(wú)法安裝鋁型材壓條，為防止負(fù)風(fēng)壓把聚碳酸酯板頂起來(lái)，故在每塊板上設(shè)置3顆蘑菇釘，同時(shí)蘑菇釘具有防水效果，蘑菇釘與聚碳酸酯板接觸面采用密封三元乙丙墊圈。蘑菇釘設(shè)置于龍骨外檐50 mm處，為解決變形問(wèn)題，在采光板上開(kāi)φ8 mm的孔，以便于聚碳酸酯板自由伸縮。開(kāi)孔選用專用的開(kāi)孔器，同時(shí)應(yīng)注意開(kāi)孔的位置，以保證蘑菇釘與外檐角鋼（∠50 mm×3 mm）可靠連接，蘑菇釘不能穿入板肋，應(yīng)在兩板肋中間，從而保證足夠的強(qiáng)度和設(shè)計(jì)效果。外檐角鋼與縱向龍骨連接，固定方式采用2道自攻釘，外檐角鋼表面應(yīng)包裹棉性材料，避免采光板與角鋼直接接觸（圖9、圖10）。

圖9 抗風(fēng)蘑菇釘位置

圖10 抗風(fēng)蘑菇釘實(shí)體

4.2.13 ??檢查、驗(yàn)收

待采光屋面施工完成后，組織質(zhì)檢員、監(jiān)理工程師對(duì)采光屋面的細(xì)部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢查、驗(yàn)收，對(duì)施工質(zhì)量有缺陷的地方及時(shí)安排施工人員進(jìn)行整改，確保采光屋面不漏水，并在下雨的時(shí)候觀察是否有漏水的位置，從而達(dá)到淋水試驗(yàn)的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

太原南站站房金屬屋面由48個(gè)單元傘組成，采光天窗是X形狀，采用聚碳酸酯板采光，立體效果強(qiáng)且節(jié)能率高，在保證施工便捷、質(zhì)量、工期的同時(shí)，也保證了結(jié)構(gòu)安全，很好地體現(xiàn)了太原南站“唐風(fēng)晉韻”的設(shè)計(jì)理念，成為太原南站站房工程施工的一大亮點(diǎn)，得到了監(jiān)理、設(shè)計(jì)、建設(shè)方及社會(huì)各界的一致好評(píng)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。