高鐵站房弧形曲面大檐口鋁板施工技術(shù)

張衛(wèi)民

（中鐵十七局集團(tuán)建筑工程有限公司 山西太原 030006）

1 項(xiàng)目概況

南平北站站房南北長135.6m，東西長38.4m，建筑高度23.5m，站房建筑面積9998m2，為線側(cè)平式車站，主體結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。站房屋面為球形網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、鋁鎂錳合金屋面，整體如在水面展翅而飛的白鷺，帶起水韻漣漪，整個屋面結(jié)構(gòu)呈立體弧形曲面形式，流動的曲線屋頂如水波般靈動，正立面檐口總長為133.2m（圖1），檐口外挑最大寬度3.9m，檐口鋁板最大板塊縱向長度6.5m，檐口鋁單板上與金屬屋面連接，下與玻璃幕墻對縫相連，以及與室內(nèi)弧形鋁板吊頂相呼應(yīng)，對金屬屋面防水性能、抵抗負(fù)風(fēng)壓性能、車站站房整體效果的實(shí)現(xiàn)與滿足起到了至關(guān)重要的作用。檐口異形鋁單板縱向長度2.8～6.5m，采用厚3mm氟碳噴涂鋁單板整塊無縫拼裝，并通過縱向加強(qiáng)肋保證鋁單板的強(qiáng)度。檐口鋁單板上下口標(biāo)高變化多端，整體呈曲線狀，同時檐口鋁單板每2塊和幕墻玻璃對縫，給施工帶來較大難度。

圖1 南平北站站房正立面實(shí)景

2 工程重難點(diǎn)分析

（1）鋁單板檐口整體呈曲面造型，美觀要求高，測量放線精度高及現(xiàn)場施工困難大（圖2）。在鋁板骨架施工階段，項(xiàng)目在施工中運(yùn)用電腦三維立體模擬的方式以及施工現(xiàn)場實(shí)際測量放線兩方面結(jié)合做法，對骨架和鋁單板加工計劃進(jìn)行相關(guān)的優(yōu)化并且形成有效的樣板片段，進(jìn)一步驗(yàn)證骨架和鋁單板加工計劃是否可行，測量放線采用全站儀定點(diǎn)投射射，在每一段檐口曲線變化的地方進(jìn)行多點(diǎn)標(biāo)注，并設(shè)置標(biāo)高及水平位移控制點(diǎn)，有效的控制好檐口曲線的變化。

（2）為實(shí)現(xiàn)檐口整體曲面設(shè)計效果，縱向鋁板為無接縫整張鋁單板，整塊板縱向由多角度、多層次組成（圖3），鋁單板生產(chǎn)加工難度加大，原材料需特供、需聯(lián)機(jī)裁板、平整度控制要求高。

圖2 檐口鋁板計算機(jī)模擬圖

圖3 檐口鋁單板節(jié)點(diǎn)圖

（3）弧形檐口鋁板及玻璃幕墻需對縫（圖4），給深化設(shè)計排版及施工帶來較大的難度。在方案深化及施工部暑中，合理安排施工順序，統(tǒng)籌考慮玻璃幕及金屬幕墻整體一致性，先施工玻璃幕墻，再進(jìn)行檐口鋁單板的施工，保證檐口鋁單板和玻璃的對縫。

（4）檐口主結(jié)構(gòu)均為懸挑構(gòu)件，跨度大、高度高、呈弧形階梯分布；故檐口鋁板施工交叉作業(yè)范圍、施工協(xié)調(diào)要求高，安全風(fēng)險影響因素多。

3 施工工藝

3.1 工藝流程

腳手架搭設(shè)→測量放線→創(chuàng)建三維模型→安裝連接件→制作安裝骨架→安裝面板→打膠保潔。

3.2 腳手架搭設(shè)

圖4 單跨檐口鋁板實(shí)物圖

結(jié)合本工程外立面實(shí)際情況，外檐口鋁板呈弧形階梯狀，考慮到工藝操作及工期等方面，故采用滿堂鋼管腳手架，便于施工測量精度控制、作業(yè)面寬、安全有效性控制，現(xiàn)場腳手架搭設(shè)高度分四個平臺區(qū)域，立桿均采用單立管，立桿縱距1.50m，橫距1.5m，步距1.8m?？v橫向均設(shè)剪刀撐，每隔四道布設(shè)一道，腳手架頂部為施工作業(yè)層。

3.3 測量放線

檐口鋁板施工中測量放線是確保平整度和曲線平滑重中之重，在施工過程中要控制好曲線平滑的觀感質(zhì)量有非常重要的作用。放線時遵守先整體投放再局部投放的順序，根據(jù)土建單位交付的軸線標(biāo)高控制點(diǎn)，采用全站儀測放出檐口鋁板龍骨軸線標(biāo)高控制點(diǎn)，再拉通線形成水平控制線。在曲線有變化較大的地方，需加密標(biāo)高的控制點(diǎn)，這樣可以確保檐口弧形曲線的變化及平滑。

為消除鋼網(wǎng)架上方屋面檁條系統(tǒng)和檐口鋁板龍骨加重荷載后會變形，必要對龍骨先預(yù)起拱。采用電腦模擬計算與樣板段實(shí)測相結(jié)合的辦法定1～1.5cm為主體龍骨預(yù)起拱值。

3.4 創(chuàng)建三維模型

該檐口鋁板造型獨(dú)特，空間測量定位相對較難，各邊角細(xì)部節(jié)點(diǎn)施工復(fù)雜，根據(jù)計算機(jī)三維模型，通過精密計算，運(yùn)用先進(jìn)儀器嚴(yán)格控制每個節(jié)點(diǎn)的允許偏差，從而保證了整個幕墻的施工質(zhì)量。

3.5 龍骨架制作安裝

主龍骨和屋面網(wǎng)架球通過轉(zhuǎn)接件采取支托板焊接，鋁板次龍骨與主龍骨的連接使用螺栓。整體龍骨安裝好后，必須進(jìn)行標(biāo)高和弧形曲線的復(fù)查，運(yùn)用拉通線的方式對龍骨弧形曲線再次檢查并驗(yàn)收，超過3mm偏差的龍骨需進(jìn)行調(diào)整，以滿足鋁板安裝對龍骨弧形曲線和平整度的要求。

3.6 鋁板加工安裝打膠

檐口鋁板加工基材均采用足厚3.0mm，氟碳噴涂油漆厚度均大于 45um，加強(qiáng)筋采用 20mm×40mm×20mm槽鋁，間距為400mm，角碼間距300mm，檐口鋁板安裝過程中，需參照施工流水段的劃分來開始從起點(diǎn)按順序依次施工，安裝時隨時檢查檐口弧形曲線的平滑和接縫直線的平整度。以防產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕情況，鋼龍骨和鋁板相接處我們用絕緣性墊片來分離。為了整體膠縫線條線型美觀，在打膠前對膠縫兩側(cè)鋁板粘貼美紋紙，并用專業(yè)打膠工人進(jìn)行注膠（保證膠縫密實(shí)、注膠厚度一致、連續(xù)）。

4 施工過程質(zhì)量管控要點(diǎn)

（1）整個大檐口鋁板造型復(fù)雜，龍骨布置呈桁架形，需根據(jù)大檐口的二維形狀創(chuàng)建三維模型，再把三維模型鋁板的單元塊摘取出來，進(jìn)行尺寸標(biāo)注然后進(jìn)行下料，準(zhǔn)確而無誤。

（2）檐口鋁板的品種，規(guī)格及色澤應(yīng)符合設(shè)計要求；鋁合金板材表面氟碳樹脂涂層厚度應(yīng)符合設(shè)計要求。

（3）鋁單板間膠縫采用黑色中性耐候密封膠，膠縫應(yīng)橫平豎直、深淺一致、寬窄均勻、光滑順直。

（4）高度重視檐口鋁板龍骨節(jié)點(diǎn)圖設(shè)計，結(jié)合土建結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，明確各個連接構(gòu)件的加工詳圖。

（5）鋁板安裝時平整度控制嚴(yán)格，板塊間不允許出現(xiàn)接縫不直現(xiàn)象。

（6）采用先進(jìn)的便攜式檢測工具及時檢測，主要有漆膜厚度檢測儀、焊縫厚度檢測器、金屬板厚度檢測儀及高精度數(shù)字游標(biāo)卡尺等。

（7）嚴(yán)格實(shí)行“工藝先行、樣板引路”，嚴(yán)格執(zhí)行《鐵道旅客車站細(xì)部設(shè)計》，實(shí)現(xiàn)過程精品。

5 安全注意事項(xiàng)

（1）腳手架平臺外側(cè)設(shè)防護(hù)欄桿、張掛密目安全網(wǎng)進(jìn)行全封閉防護(hù)。

（2）針對檐口部位的高空作業(yè)、電氣焊作業(yè)、氣瓶的安全操作距離和安全操作規(guī)程、特種作業(yè)人員的持證上崗等方面重點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控和管理。

（3）關(guān)于腳手架，除進(jìn)行安全教育、安全技術(shù)交底外，要針對性的編制腳手架檢查的表格，并明確腳手架工程的驗(yàn)收程序，未驗(yàn)收合格不得進(jìn)入下一道工序。

（4）在架上作業(yè)人員應(yīng)穿防滑鞋和佩帶好安全帶，腳下應(yīng)鋪設(shè)好腳手板并應(yīng)保證安全、平穩(wěn)，且不得有探頭板。

6 結(jié)束語

本工程施工中通過三維模擬和現(xiàn)場實(shí)測相結(jié)合的方式編制材料加工計劃，在施工過程中，從未出現(xiàn)過返工情況，作廢過一塊鋁板，安全、高效地完成了弧曲線檐口鋁板的施工，取得了較好的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益，獲全標(biāo)段10個車站第一稱號，被中國鐵路總公司工程管理中心評為精品客站，為今后類似工程的檐口鋁板施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，具有一定的參考價值和指導(dǎo)作用。

[1]《建筑施工手冊》（第五版）.中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[2]張哲民，主編.建筑工程技術(shù)基礎(chǔ)知識.中國建筑工業(yè)出版社，1996.

[3]鐵路旅客車站細(xì)部設(shè)計.人民交通出版社，2011.

[4]《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ133－2001）.