金屬復合屋面施工工法

1.前  言

隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展、大型公共建設項目的設計興建，市場對高品質(zhì)的屋面建材和技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生了極大的需要，鋁鎂錳合金制作的屋面壓型板因其安裝快捷、具有極強的造型能力、降低工程費用等優(yōu)點而受到各方好評，越來越多的被廣泛應用于各類建筑。鋁鎂錳合金重量輕、耐腐蝕、免于維護和40年以上的使用壽命，使其比鋼板更經(jīng)濟、更美觀、更實用。本文通過對鄂爾多斯會展中心工程、呼和浩特白塔機場擴建工程航站樓工程施工經(jīng)驗進行總結(jié)，形成了鋁鎂錳合金金屬復合屋面施工工法。

2.特  點

2.1厚度薄，美觀大方，氣派十足,且有利于增大結(jié)構(gòu)使用空間；

2.2強度大，自重輕，無論在伸展性、可塑性還是防腐蝕性方面都有優(yōu)異表現(xiàn)，且可選擇不同的材質(zhì)和顏色，有利于實現(xiàn)建筑師的弧形、球形和雙曲面等異型屋面設計觀念；

2.3操作方便靈活，有利于降低對施工工作面的要求；

2.4鋁鎂錳合金，比重是彩鋼的1/3，使用壽命卻可達到其3倍以上；

2.5結(jié)構(gòu)整體性好，防水為整體結(jié)構(gòu)防水，無須化學嵌縫膠免除污染與老化問題；

2.6工廠加工與現(xiàn)場安裝相結(jié)合，簡單、快速的機器卷合，施工效率高，安裝方便快捷，有利于提高施工速度，縮短工期。

2.7無接駁口，無螺絲孔，建筑物外觀完整。

2.8出色的抗風壓性能（配合底板），尤其適用于暴風雨較多地區(qū)。

3.適用范圍

本工法通常適用于弧度半徑比較小，結(jié)構(gòu)比較復雜的球形、弧形和特異造型屋面，如機場,體育場館，會議中心，商務中心，高級別墅，會展中心，工業(yè)廠房等。尤其適用于屋面為鋼結(jié)構(gòu)支撐，且屋面為異型結(jié)構(gòu)和復雜結(jié)構(gòu)的大型公建工程。

4.工藝原理

采用專用尺寸樣板和專用開孔樣板進行連續(xù)加工的工藝的處理方法，使尺寸偏差控制在0.5mm之內(nèi)。采用一臺配套的專用的弧形成型機進行弧形處理。

   "T"碼沿板長方向的位置只要保證在檁條頂面中心，"T"碼的數(shù)量決定屋面板的抗風能力，加強轉(zhuǎn)角和邊緣部位的控制是施工重點。

穿屋面桿件周圈包裹2層50mm（共100mm）厚保溫巖棉，并與屋面系統(tǒng)保溫巖棉實現(xiàn)搭接。

采用1mm厚鋁合金披水板與鋁鎂錳合金屋面板進行焊接，焊接完成后打磨平整。

5.施工工藝流程及施工要點

5.1工藝流程

鋁鎂錳屋面板的加工→測量放線→節(jié)點支座安裝與校對→檁條安裝→鍍鋅壓型穿孔鋼底板安裝→襯檁支撐及襯檁安裝→天溝安裝→鋁合金T型支座→安裝無紡布鋪設→吸音棉安裝→鋼絲網(wǎng)安裝→隔氣層鋪設→玻璃保溫棉安裝→鋁合金屋面板安裝→天窗安裝→陽光板屋面安裝→穿屋面桿件、伸縮縫等節(jié)點處理。

5.2 施工要點

5.2.1金屬鋁鎂錳屋面的加工

5.2.1.1鋁鎂錳屋面板的加工

1、在經(jīng)過對屋面分格圖、節(jié)點大樣圖、剖示圖及施工加工圖的整體組織后及通過一些特殊的組織實施后，如放大樣，繪制出鋁鎂錳板外型準確尺寸的加工圖和安裝支座位置圖。

2、為保證鋁鎂錳板塊具有良好的互換協(xié)調(diào)性，采用專用尺寸樣板和專用開孔樣板在協(xié)調(diào)一致的模具上進行連續(xù)加工的工藝的處理方法，使尺寸偏差控制在0.5mm之內(nèi)。為了使鋁鎂錳板緊貼著鋼結(jié)構(gòu)順滑過度，形成標準的弧形，采用一臺配套的專用的弧形成型機，進行弧形處理。

3、鋁鎂錳板加工尺寸須經(jīng)過現(xiàn)場1:1觀察樣板上的協(xié)調(diào)裝配，以證明其配合很好并得到業(yè)主和建筑師認可后，再大批量投入生產(chǎn)加工。        

4、鋁鎂錳板加工的容許誤差   

對鋁鎂錳板幾何尺寸的加工誤差規(guī)定為：

長度加工偏差±2mm（3延米）。鋁鎂錳板平面度不得超過0.8mm。起脊高度誤差不得超過0.5mm。

5、現(xiàn)場加工方法

（1）調(diào)試、試生產(chǎn)

將面板機運至現(xiàn)場安裝就位后，在開工前三天就要進行試生產(chǎn)，反復調(diào)整面板機的參數(shù)，直到能生產(chǎn)出合格的面板。

（2）鋁鎂錳合金板壓型

面板機出板方向設有輥軸支架，長約為10米，當生產(chǎn)出的屋面板超過10米時，須由屋面抬板人員抬著向前走，直至生產(chǎn)出足夠長的鋁板，當鋁板長度達到設計的板長時，停止壓板并切割。面板長度宜比設計略長100mm，便于將來板端切割調(diào)整。

6、鋁板水平運輸

采用人力抬運，抬板人員從兩側(cè)抬運，間距約3米。為保護抬板人員的手不受劃傷，須用膠帶托住板底抬運。

5.2.2金屬鋁鎂錳屋面的安裝施工工藝

金屬鋁鎂錳屋面節(jié)點做法如圖5.2-1：

圖5.2-1：金屬鋁鎂錳屋面節(jié)點做法

5.2.2.1工序交接

金屬屋面系統(tǒng)的前道工序是鋼結(jié)構(gòu)和屋架安裝工程，這里的工序交接即指與鋼結(jié)構(gòu)安裝工程承包商的交接驗收。

金屬屋面系統(tǒng)施工開工前一周進行鋼結(jié)構(gòu)屋架移交，移交內(nèi)容主要是相關(guān)部位的鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)移交時如發(fā)現(xiàn)超過標準允許誤差的部位，必須在屋面系統(tǒng)安裝前進行調(diào)整。個別頂面不在屋面曲線上時，可通過改變檁托上的墊板的高低來調(diào)整。

5.2.2.2測量放線

高程控制以建設單位提供的原始基準點為依據(jù)，使用水準儀和鋼卷尺進行測量，對屋面骨架系統(tǒng)標高等進行控制。

5.2.2.3屋面安裝主要施工工藝

1、檁托的安裝及調(diào)試

檁托安裝主要應控制檁托的標高，使檁托螺栓孔的位置在同一屋面平線上。檁托螺栓孔采用橢圓孔，以增大可調(diào)節(jié)余地。

2、檁條的安裝

（1）檁條的吊裝

檁條吊裝前，應根據(jù)圖紙將檁條分類，并按照圖紙位置將檁條擺放于地面對應的投影位置，然后在鋼架上安裝小滑輪，由地面上的人將檁條送至屋面進行安裝。

（2）檁條固定

當檁條吊裝就位后，檢查相鄰檁條頂面是否平齊，如不平，通過墊板調(diào)整后再焊接。

3、T碼安裝及調(diào)試

T碼即屋面系統(tǒng)的T型固定座。T碼是將屋面風載傳遞到襯檁的受力配件，它的安裝質(zhì)量直接影響到屋面板的抗風性能；T碼的安裝誤差還會影響到面板的縱向自由伸縮，因此，T碼安裝成為本工程的關(guān)鍵工序。

T碼安裝主要有以下幾個施工步驟：

（1）放線

首先在電腦中運用AutoCAD進行1：1立體建模，在航站樓南面選定一個點A，將每一個T碼相對與A點的三維空間坐標標注出來，然后在現(xiàn)場根據(jù)土建提供的軸線和標高找到A點的現(xiàn)場實際位置，在此架起全站儀調(diào)整到設計位置，再根據(jù)圖紙上每個T碼的空間坐標用運全站儀將其定位。 

"T"碼沿板長方向的位置只要保證在檁條頂面中心，"T"碼的數(shù)量決定屋面板的抗風能力，"T"碼沿板長方向的排數(shù)按建筑物的高度、屋面坡度、不同位置和迎風方向、最不利荷載（屋頂轉(zhuǎn)角和邊緣區(qū)域）等因素而定，尤其是轉(zhuǎn)角和邊緣部位更是控制的重點。

（2）鉆孔

T碼用螺栓固定，螺絲不具備自攻能力，需要先用電鉆預鉆孔。鉆孔直徑應根據(jù)螺絲的規(guī)格確定，一般應比螺絲直徑略小，這樣才能保證直攻螺絲的抗拔能力。

（3）安裝“T”碼

鉆好孔后，用電鉆螺絲槍打螺絲，要求螺絲松緊適度，不出現(xiàn)歪斜。安裝"T"碼時，其下面的隔熱墊必須同時安裝，每鉆完一個螺絲孔，立即打一顆螺絲。本工程中每個"T"碼需要對稱打兩顆螺絲。

（4）復查"T"碼位置

用目測的方法檢查每一列"T"碼是否在一條直線上，如發(fā)現(xiàn)有較大偏差時，在屋面板安裝前一定要糾正，直至滿足板材安裝的要求。"T"碼如出現(xiàn)較大偏差，屋面板安裝咬邊后，會影響屋面板的自由伸縮，嚴重時板肋將在溫度反復作用下磨穿。

4、保溫棉及吸音棉的鋪設

在吸音棉下（鍍鋅鋼板上）鋪設無紡布，將吸音棉(由圖5.2-1：金屬鋁鎂錳屋面節(jié)點做法看是吸音棉)?直接鋪在無紡布上，要求完全覆蓋并貼緊，棉與棉之間不能有間隙，相鄰兩塊棉的接口處要用膠帶粘牢。此道工序特別要注意防潮防雨。

5、鋁鎂錳合金屋面板安裝

（1）放線

在"T"碼安裝合格后，只需設面板端定位線，一般以面板出天溝的距離為控制線，板塊伸入天溝的長度以略大于設計為宜，以便于修剪。

（2）就位

施工人員將板抬到安裝位置，就位時先對準板端控制線，然后將搭接邊用力壓入前一塊板的搭接邊，最后檢查搭接邊是否緊密接合。

（3）咬邊

面板位置調(diào)整好后，安裝端部面板下的泡沫塑料封條，然后用專用咬邊機進行咬邊。要求咬過的邊連續(xù)、平整，不能出現(xiàn)扭曲和裂口。在咬邊機咬合爬行的過程中，其前方1m范圍內(nèi)必須用力卡緊使搭接邊接合緊密，其咬邊應控制在21mm±1mm這也是機械咬邊的質(zhì)量關(guān)鍵所在。當天就位的面板必須完成咬邊，以免來風時板塊被吹壞或刮走。

（4）板邊修剪

檐口和天溝處的板邊需要修剪，保證屋面板伸入天溝的長度與設計的尺寸一致，以防止雨水在風的作用下吹入屋面夾層中。

（5）折邊

水流入天溝處折邊向下。折邊時不可用力過猛，應均勻用力，折邊的角度應保持一致。

5.2.3采光天窗施工

5.2.3.1安裝施工流程

龍骨安裝→玻璃加工→玻璃安裝→打耐侯膠→電動窗戶安裝→清洗。

采光天窗剖面圖如圖5.2-2，采光天窗節(jié)點圖見圖5.2-3、5.2-4：

5.2.4天溝（檐口）安裝

5.2.4.1本工程采用不銹鋼天溝，兩段天溝之間的連接方式為焊接，指廊天溝施工節(jié)點見圖5.2-5。將現(xiàn)場預制好的天溝板定位安裝在天溝構(gòu)造層上，并搭接拼裝，天溝板的拼裝規(guī)整后，先采取點焊方式固定。

5.2.4.2安裝好的天溝板表面不得有裂紋，裂邊腐蝕，穿通氣孔，不得有輕微的壓過劃痕等缺陷。焊縫成型良好，無氣孔，滲漏現(xiàn)象，板面整潔，線條順直。

5.2.4.3融雪系統(tǒng)安裝

根據(jù)當?shù)貧夂驐l件，如需消除屋面積雪，需在天溝處設計融雪系統(tǒng)。融雪系統(tǒng)采用融雪導線制作，可根據(jù)融雪量、融雪面積等單獨進行設計施工。

圖5.2-5：主航站樓天溝（檐口）節(jié)點圖

5.2.5構(gòu)件穿屋面節(jié)點處理措施

圖5.2-6：構(gòu)件穿屋面節(jié)點防水處理節(jié)點圖

由于部分桿件穿透屋面，須對穿屋面桿件增加防水處理措施，本工法采用鋁合金板、鋼板分別與屋面板、穿屋面桿件焊接的方式進行防水處理，施工簡便，防水效果好，且穿屋面桿件和屋面系統(tǒng)可自由伸縮，具有良好的保溫、防水效果，構(gòu)件穿屋面節(jié)點防水處理節(jié)點圖見圖5.2-6。

5.2.5.1于穿屋面桿件周圈包裹2層50mm（共100mm）厚保溫巖棉，并與屋面系統(tǒng)保溫巖棉實現(xiàn)搭接，使整個屋面保溫系統(tǒng)形成整體。

5.2.5.2采用1mm厚鋁合金披水板與鋁鎂錳合金屋面板進行焊接，焊接采用氬弧焊接，焊接完成后進行打磨，使之平整。

5.2.5.3采用3mm厚鋼板與穿屋面桿件進行焊接，形成批水，將第一層鋁合金披水板罩住，內(nèi)填50mm厚發(fā)泡劑填充嚴密。

5.2.5.4進行打磨處理及修整。

5.2.5.5其它穿屋面桿件如避雷針等全部采用類似工藝進行施工處理。

5.2.6指廊伸縮縫節(jié)點處理措施

圖5.2-9：指廊伸縮縫節(jié)點

指廊伸縮縫節(jié)點的防水處理詳見圖5.2-9，外露部分為1mm鋁合金泛水板，與屋面板材、穿屋面桿件處理節(jié)點顏色協(xié)調(diào)一致，與屋面板肋通過山墻扣槽,用鉚釘(@400)進行固定，并通過1mm厚不銹鋼固定件及3mm厚不銹鋼滑動桿（@900）進行加固固定，施工快捷，防水效果好。

6.材料與設備

6.1主要材料技術(shù)指標

6.1.1屋面板采用亞光白色氟碳噴涂鋁錳鎂合金板,規(guī)格為：65/400,t=0.9mm（具體參數(shù)，可由甲方選定）。

6.1.2支架采用鋁合金支架，帶防冷橋隔熱墊。

6.1.3屋面保溫層采用70mm厚(壓縮至50mm高)保溫玻璃棉，容重12KG/m。

6.1.4吸音棉采用50mm厚離心玻璃棉（下鋪吸音無紡布）,容重12KG/M。

6.1.5屋面底板采用0.5mm厚白色穿孔壓型鋼底板，規(guī)格：25/210，板側(cè)處穿孔，穿孔率為20％。

6.1.6屋面主、次檁條采用C120x60x20x2.5mm、C100x60x20x2.5mm的C型鋼，材質(zhì)為Q235，檁條表面刷防銹漆。

6.1.7附屬材料有E43結(jié)構(gòu)焊條,M8×50高強自攻螺絲，鋁拉鉚釘。

6.1.8天溝采用2mm厚的不銹鋼板壓型制作，在對接處采用氬弧焊焊接。

6.1.9天溝龍骨采用C100x60x20x2.5mm、60x60x3mm的方鋼，材質(zhì)為Q235。

6.1.10披水板采用1mm鋁合金板制作，顏色與材質(zhì)同屋面板。

6.1.11天溝部分附屬材料有M8x50自攻螺絲，鋁拉鉚，E43結(jié)構(gòu)焊條等。

6.1.12天溝下封板采用0.5mm厚彩色鋼平板，顏色與材質(zhì)同屋面底板。

6.1.13采光天窗采用8+12A+6+1.14pvb+6鋼化中空夾層玻璃。

6.1.14采光天窗龍骨采用160x80x4mm、100x80x4mm的矩形鋼，材質(zhì)為Q235。

6.1.15采光天窗部分附屬材料有M8x50自攻螺絲，鋁拉鉚，E43結(jié)構(gòu)焊條等。

6.1.16采光天窗內(nèi)側(cè)壁裝飾板采用0.5mm厚白色鋼平板，顏色與材質(zhì)同屋面底板。

6.2主要機具設備

本工法主要采用的機具設備有：金屬屋面面板壓型機、電動大跨度金屬屋面壓型板弧形輥軋機、屋面底層鋼承板壓型機、電動鎖邊機、高頻氬弧焊接機、電焊機、等離子切割機、砂輪切割機、電動彎弧機、大型數(shù)控剪板機、大型數(shù)控折彎機、角磨機、手電鉆、數(shù)顯玻璃切割機、手動折彎機、拉鉚槍、打膠槍、玻璃吸盤、吊車、叉車、水準儀、鋼卷尺、鋼直尺、垂直檢測尺、盒尺、游標卡尺、水平尺、溫度計、角尺、塞尺、壓力表等。

7.質(zhì)量控制

7.1金屬鋁鎂錳屋面驗收需滿足《金屬及石材屋面工程技術(shù)規(guī)范》JGJ133-2001各項規(guī)定。

7.2底板與檁條之間采用自攻螺絲連接，電鉆螺絲頭收緊。

7.3運輸、堆放和吊裝鋼構(gòu)件的過程中，要注意保護鍍鋅層，并防止產(chǎn)生變形。

7.4在板材吊運、抬運過程中，指揮要得當，配合要協(xié)調(diào)，不能造成屋面板變形和折壞。

7.5已安裝好的屋面板，要盡量減少人在上面走動，安裝泛水時在上面走動要腳踏在屋面板的肋上，不能踩在面板的平板處。

7.6使用電焊時，注意對板材的保護，杜絕因焊把線短路損壞屋面板。

7.7已安裝好的屋面板嚴禁銳物和重物撞擊。

7.8在下一道工序施工前，通知監(jiān)理和業(yè)主進行隱蔽工程檢驗，合格后方可進行隱蔽。

8、安全措施

8.1所有電工必須熟悉電工安全技術(shù)規(guī)程，每個電工必須穿絕緣鞋、防滑鞋才能上崗。

8.2腳手板滿鋪，不得有空隙和探頭板。腳手板搭接時搭接長度不得小于20厘米，對頭接時應架設雙排小橫桿，間距不大于20厘米。在架子拐彎處腳手板應交叉搭接。

8.3正確使用個人防護用品和安全防護措施。進入施工現(xiàn)場，必須帶安全帽，禁止穿拖鞋或光腳。在沒有防護設施的高空施工，必須系安全帶。距地面3米以上作業(yè)要有防擴欄桿、擋板或安全網(wǎng)。

9.環(huán)保措施

9.1嚴格控制人為噪音，進入施工現(xiàn)場不得高聲叫喊、亂吹口哨、限制高音喇叭使用，最大6.2限度的減少擾民。施工噪音遵守《建筑施工場界噪音限植》（GB12523—90）。

9.2保持施工機械的整潔。對屋面金屬板切割廢料、保溫棉等及時回收清理。

10.效益分析

10.1鄂爾多斯會展中心工程屋面采用鋁鎂錳金屬復合屋面施工技術(shù)，能夠達到施工方便，保證施工質(zhì)量，加快施工速度，提高工作效率，節(jié)省人工開支，從而降低工程造價的預期效果。

節(jié)省人工費、機具租賃費、縮短工期帶來預期效益

縮短工期合計按30天計算。

人工費節(jié)約：30天×90人×70元/天=189000元

機具租賃費30天×20000元/天=600000元

合計：78.9萬元。

呼和浩特白塔機場航站樓工程屋面采用鋁鎂錳金屬復合屋面施工技術(shù)，施工方便，保證了施工質(zhì)量，加快了施工速度，提高了工作效率，節(jié)省了人工開支，從而降低了工程造價。

節(jié)省人工費、機具租賃費、縮短工期帶來的效益

縮短工期合計按42天計算。

人工費節(jié)約：42天×90人×70元/天=264600元

機具租賃費42天×20000元/天=840000元

合計：110.46萬元。

10.2社會效益

呼和浩特白塔機場航站樓工程金屬復合屋面工程無論是施工進度，還是施工質(zhì)量，在國內(nèi)均處于領先水平，確保了該工程順利、圓滿竣工，取得了良好的社會效益。