蘇州火車站金屬屋面施工技術(shù)

鄭河舟

(中鐵十二局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，山西太原 030024)

1 工程概況

蘇州火車站是一座集鐵路、城市軌道、城市道路交通換乘功能于一體的現(xiàn)代化大型交通樞紐，是蘇州市級中心的重要組成部分。

蘇州火車站站房屋蓋鋼結(jié)構(gòu)為大跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，大跨度屋蓋平面呈工字形，屋面結(jié)構(gòu)總面積73 934 m2，南北方向最大尺寸為352.2 m，東西方向最大尺寸為198 m，屋蓋最大高度為31.855 m。屋蓋結(jié)構(gòu)采用雙向布置的空間桁架結(jié)構(gòu)，桁架截面為菱形，菱形寬度為11 m，高度為8 m。整體連續(xù)的“菱形”屋面與結(jié)構(gòu)渾然一體，粉墻裊裊伸進(jìn)了深灰色屋面的端頭，大體量的屋頂被分解成高低起伏、縱橫交錯的屋面肌理，延續(xù)著古城的城市肌理，如圖1所示。

圖1 蘇州火車站屋面效果圖

2 屋面系統(tǒng)構(gòu)造

屋面系統(tǒng)由次檁條、鍍鋅鋼板網(wǎng)、吸音層、鍍鋅鋼絲網(wǎng)、保溫層(僅用于室內(nèi)部分)和鋁鎂錳合金板組成。屋面系統(tǒng)構(gòu)造如圖2所示。

屋面次檁條為250 mm×75 mm×20 mm×2 mm熱鍍鋅C形檁條，用檁托板固定在結(jié)構(gòu)主檁條上。屋面底板為0.6 mm厚鍍鋅鋼板網(wǎng)，用鍍鋅自攻釘固定在屋面次檁條的下表面上，次檁條上方鋪設(shè)規(guī)格為25 mm×25 mm的鍍鋅鋼絲網(wǎng)。吸音層和保溫層均為超細(xì)離心玻璃絲棉，防火燃燒性能為A級。鋁支座用不銹鋼自攻釘固定在次檁條上，其下設(shè)塑料保溫墊塊，使鋁支座與檁條被保溫墊塊隔斷，杜絕了冷橋效應(yīng)的產(chǎn)生，也可避免冷凝現(xiàn)象的出現(xiàn)。屋面面板為0.9 mm厚65/400型鋁鎂錳合金板，采用直立鎖邊扣式結(jié)構(gòu)防水構(gòu)造，表面無螺釘穿透，外表面采用PVDF(氟碳)涂層，具有良好的防腐性和自潔性。

3 施工工藝

3.1 工藝流程

工藝流程為:測量放線→檁托、次檁條安裝→天溝支架、不銹鋼天溝安裝→鍍鋅鋼板網(wǎng)安裝→玻璃絲棉鋪設(shè)→鍍鋅鋼絲網(wǎng)安裝→鋁支座(含保溫墊塊)安裝→玻璃絲棉鋪設(shè)→鋁鎂錳合金屋面板安裝→面板立邊咬合→泛水等其他附件安裝。

3.2 測量放線

為保證屋面系統(tǒng)的安裝質(zhì)量和外觀效果，必須在施工前對屋面進(jìn)行放線定位。根據(jù)施工圖紙，用經(jīng)緯儀和水平儀在每榀桁架上測放出屋面軸線控制線和標(biāo)高，并做好標(biāo)記和數(shù)據(jù)記錄。依據(jù)以上測量數(shù)據(jù)在每根主檁條上彈出用于焊接屋面檁托的控制線，并計算出標(biāo)高偏差，找出次檁條調(diào)節(jié)的重點位置并確定檁托最大調(diào)節(jié)高度。

3.3 檁托、次檁條安裝

檁托安裝的關(guān)鍵在于調(diào)整屋面次檁條的位置，是調(diào)節(jié)安裝誤差的主要構(gòu)件。根據(jù)測量放線確定檁托的安裝位置，準(zhǔn)確的將檁托由下至上焊接在主檁條上，焊接時確保檁托與主檁條頂面垂直，并確保檁托與主檁條接觸的T形區(qū)域全部圍焊。

由于屋面系統(tǒng)分為室內(nèi)保溫屋面和室外非保溫屋面，玻璃絲棉的鋪設(shè)厚度不同，所以室、內(nèi)外屋面應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙選用不同高度的檁托，同時考慮鋼結(jié)構(gòu)安裝誤差，進(jìn)行調(diào)整。

圖2 屋面系統(tǒng)構(gòu)造示意圖

考慮本工程屋蓋結(jié)構(gòu)為密排菱形桁架，上弦桿、腹桿、下弦桿、主檁條縱橫交錯，次檁條安裝采用人工牽引繩子和定滑輪的方法提升至安裝作業(yè)面。檁條與檁托的連接方式為螺栓連接，檁條就位后，在栓接之前應(yīng)檢查正在安裝的檁條頂面是否與已安裝的相鄰檁條頂面平齊，如不平齊應(yīng)作調(diào)整。注意:室內(nèi)、室外屋面交界處，次檁條高度相差50 mm。次檁條安裝完成后，應(yīng)及時將拉條、斜拉條及撐管安裝固定好，使所有次檁條形成一個整體。

3.4 天溝支架、不銹鋼天溝安裝

天溝支架采用鍍鋅角鋼焊接支架，根據(jù)設(shè)計要求，天溝支架支承于屋面主檁條、桁架腹桿、桁架中弦外側(cè)方通上。天溝采用不銹鋼材料為2.0 mm厚304不銹鋼板，半亞光。不銹鋼天溝每段長度為3 m，為保證天溝的焊接質(zhì)量、加快天溝的安裝速度，在地面將2段～3段天溝焊接拼裝成一體，然后吊到安裝位置就位安裝。考慮溫度變形，當(dāng)天溝安裝長度到30 m時，需要設(shè)置一條伸縮縫，具體作法為:在設(shè)計位置斷開天溝板，端頭焊立向擋板，兩端相鄰天溝的擋板間距50 mm～100 mm，其中一端擋板上焊接水平蓋板，寬度200 mm左右覆蓋兩擋板之間的空隙，注意水平蓋板和另一塊擋板不連接，這樣既能防水，天溝也能自由伸縮，如圖3所示。

屋蓋結(jié)構(gòu)采用雙向布置，與結(jié)構(gòu)一致的大體量菱形屋面被分解成高低起伏、縱橫交錯的屋面，各屋面天溝均設(shè)有虹吸落水口。各縱橫交錯的屋面天溝之間及山墻處天溝安裝溢流管，溢流管材料采用150 mm×150 mm×2 mm的不銹鋼方管，管底距不銹鋼天溝底部250 mm(山墻處為300 mm)，使整個屋面的排水系統(tǒng)相互連通，保證了大面積屋面的排水能力。天溝與溢流管連接節(jié)點如圖4所示。

3.5 鍍鋅鋼板網(wǎng)、鋼絲網(wǎng)安裝

圖3 天溝伸縮縫節(jié)點示意圖

圖4 天溝與溢流管連接節(jié)點示意圖

鍍鋅鋼板網(wǎng)安裝用自攻釘固定于屋面次檁條的下表面上，施工難點是鋼板網(wǎng)安裝操作平臺的搭設(shè)。施工時以桁架腹桿和屋面主檁條為吊點搭設(shè)安全網(wǎng)，安全網(wǎng)為高強(qiáng)型，具備上人的強(qiáng)度，高度為距底板1 400 mm，以便于施工人員操作。施工時必須在主結(jié)構(gòu)上拉設(shè)生命線，施工人員必須將安全帶掛在生命線上。安裝時，要保證鋼板網(wǎng)順直、平整，并用自攻釘準(zhǔn)確地固定在次檁條上，自攻釘間距為200 mm，且不允許松動和漏釘。

鍍鋅鋼絲網(wǎng)安裝時，將爬梯掛在次檁條上，鋼絲網(wǎng)平鋪在次檁條上。先用自攻釘固定鋼絲網(wǎng)的一端，然后用拉緊器將鋼絲網(wǎng)拉緊，再用壓條和自攻釘固定在每跨次檁條上，要求鋼絲網(wǎng)平整。

鍍鋅鋼板網(wǎng)及鋼絲網(wǎng)安裝時，縱向搭接寬度不低于50 mm，橫向搭接寬度不低于100 mm，橫向搭接部位要控制在次檁條上面，不得懸空搭接。

3.6 鋁支座(含保溫墊塊)安裝

鋁支座是支承屋面面板的主要構(gòu)件，它的安裝誤差會影響鋁鎂錳合金屋面板的縱向自由伸縮和外觀質(zhì)量，安裝時必須保證鋁支座的水平位置、在垂直面的傾斜角度、在水平面的轉(zhuǎn)角及相對高差。安裝鋁支座前，用經(jīng)緯儀引測到次檁條上，作為鋁支座安裝的縱向控制線。第一列鋁支座位置要多次復(fù)核，以后的鋁支座位置用標(biāo)尺確定。鋁支座沿屋面板板長方向的位置要保證在次檁條頂面中心，鋁支座的數(shù)量決定屋面板的抗風(fēng)能力，所以鋁支座沿板長方向的數(shù)量要嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙的要求施工。

將鋁支座對準(zhǔn)其安裝位置，然后打入一顆自攻釘，此時鋁支座位置會有一些偏移，必須重新校核定位位置，方可打入另一側(cè)的自攻釘。自攻釘采用手電鉆固定，要求松緊適度，不出現(xiàn)歪斜。安裝鋁支座時，其下面的塑料保溫墊塊必須同時安裝。

用拉線的方法檢查每一列鋁支座的水平位置和高度位置是否在一條直線上，如發(fā)現(xiàn)有較大偏差，在屋面板安裝前一定要糾正，直至滿足屋面板安裝的要求。

3.7 玻璃絲棉鋪設(shè)

玻璃絲棉有兩種規(guī)格，一種是60 mm厚玻璃絲保溫棉，鋪設(shè)在屋面，另一種是50 mm厚玻璃絲吸音棉，鋪設(shè)在室內(nèi)及室外屋面。為了防止玻璃絲棉的碎屑飄落下來，在其下方鋪設(shè)無紡布。本工程屋面坡度為36°，為防止玻璃絲棉和無紡布滑落，鋪設(shè)時先將無紡布和玻璃絲棉的上端用自攻釘和壓條固定在次檁條上，然后順著坡度方向?qū)⑵滗佋O(shè)平整，最后將其下端用自攻釘和壓條固定在下排次檁條上。無紡布縱向搭接尺寸不小于80 mm，并在搭接位置用細(xì)鐵絲連接。玻璃絲棉鋪設(shè)時應(yīng)滿鋪，兩塊棉之間不留空隙，這樣使整個玻璃絲棉鋪貼嚴(yán)密，達(dá)到保溫和吸音效果。

鋁鎂錳合金屋面板安裝、立邊咬合以及泛水等其他附件安裝的施工過程已有文獻(xiàn)詳細(xì)論述，這里不再贅述。

4 結(jié)語

1)屋面板采用直立鎖邊固定方式，鋁支座僅限制屋面板在板寬方向和上下方向的移動，并不限制屋面板沿長方向的自由度，因此屋面板在溫度變化時能夠在鋁支座上自由滑動伸縮，保證了屋面板各項性能的可靠性。

2)對大面積屋面要考慮金屬天溝的伸縮變形，合理設(shè)置伸縮縫。

3)屋面天溝之間安裝了溢流管，使整個屋面的排水系統(tǒng)相互連通，保證了大面積屋面的排水能力。

4)鋁鎂錳合金板直立鎖邊系統(tǒng)適用于各種密封和保溫要求較高的大面積金屬屋面系統(tǒng)，如火車站房、體育場館、禮堂、大廳等，可以滿足新型節(jié)能建筑的要求。

［1］ GB 50345-2012，屋面工程技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］ GB 50207-2012，屋面工程質(zhì)量驗收規(guī)范［S］.

［3］ 中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會.建筑鋼結(jié)構(gòu)施工手冊［M］.北京:中國計劃出版社，2002.

［4］ 陳成意，宋修海，路殿成.青島體育館屋面設(shè)計與施工技術(shù)［J］.施工技術(shù)，2009(7):41-42.