淺談金屬屋面施工技術

摘要：通過具體的工程實例，對主體結(jié)構為鋼筋混凝土框架結(jié)構，屋蓋為鋼結(jié)構網(wǎng)架結(jié)構鋼，鋁鎂錳金屬屋面板施工進行詳細的闡述，提出切實可行的網(wǎng)殼鋼結(jié)構屋面板工程施工工藝。

關鍵詞：鋁鎂錳金屬屋面；保溫；防水

一、工程概況

青島地鐵車輛段屋面板安裝面積66255m2。其中檢修主廠房面積為29413m2；運用庫面積為31331m2；物資總庫面積為2520 m2；工程車庫材料棚面積為2991m2。

鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)構造：

（1）0.9㎜厚鋁鎂錳金屬屋面板（氟碳噴涂）

（2）0.5mm厚防水透氣膜

（3）150mm厚24K保溫玻璃棉 下襯鋁箔

（4）L60 H155mm高強度鋁合金支座 帶隔熱墊

（5）2mm厚幾字形通長檁條

（6）無紡布

（7）0.7mm厚900型壓型鋁鎂錳底板

二、施工工藝

測量定位—檁條安裝—排水天溝安裝—鋁鎂錳壓型底板安裝—避雷裝置安裝—保溫玻璃棉及防水膜鋪設—屋面板安裝

2.1測量定位

（1）嚴格依照圖紙先行復核鋼結(jié)構標高線的正確性；

a.以土建方給定的 0.0標高及軸線為基準，利用水平儀、全站儀、50米長卷尺及適當重量的鉛錘，復核鋼結(jié)構標高的正確性。同時校檢基準軸線的正確性。

b.如發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構標高不準確，應另作標記，并應有“屋面專用”的標識，并將復核情況上報業(yè)主單位及監(jiān)理。

c.標高復核時應著重注意由于主體沉降而產(chǎn)生的標高不一的情況，應確保標高的一致性。

（2）確定屋面施工測量放線的基準層。

a.結(jié)構平面變化層確定為一基準層面。

b.以結(jié)構高度為兩測量間距基準層，從而避免多次測量造成的累積誤差。

（3）復核基準層鋼結(jié)構基準點、線的閉合情況

a.用全站儀、50米長卷尺復核鋼結(jié)構基準點、線的角度、距離，如發(fā)現(xiàn)偏差應進行均差處理。.

b.測量時應注意考慮溫度、拉尺力量對測量結(jié)果的影響，應進行適當?shù)男拚?。（用彈簧稱）

（4）屋面工程施工測量，將以“施工測量分步實施細則”的方式進行，遵循“在滿足工程需要的前提下，盡量做到省工、省時、省費用”的準則。施工測量的主要內(nèi)容為：屋面測量控制網(wǎng)的測設，天溝安裝、檁條安裝、屋面板支座安裝、屋面板安裝及檐口鋁板安裝等。

2.2 檁條安裝

2.2.1檁托安裝

檁托安裝是屋面結(jié)構安裝的關鍵工序，檁托的安裝直接影響到檁條的安裝效果，更是屋面造型能否按設計效果實現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)所在。

依據(jù)點位復測數(shù)據(jù)進行屋面檁條加工，并進行編號定點安裝。檁托焊接在鋼結(jié)構頂面，安裝方法為先放線，檢查合格后，焊接檁托。檁托與檁條頂面的角度應為直角，保證檁安裝后頂面在屋面剖面的曲線上，即檁托應在屋面曲線的法線方向上。檁托定位后，其與原檁條表面的夾角要保證為90°±1°，位置偏差在5mm內(nèi)。在焊接過程中要采取減小變形的措施，先對稱點焊，檢查檁托的角度，合格后再焊接，不合格的要校正角度。

2.2.2檁條安裝

檁條的精確安裝決定了屋面的外觀造型符合設計要求，所以此道工序在整個屋面系統(tǒng)安裝中起到了至關重要的一步，雖然檁托在安裝過程中已經(jīng)進行了點位控制，為進一步確保結(jié)構安裝的準確，故檁條組裝完成后需用全站儀進行數(shù)據(jù)復核。

2.3 排水天溝安裝

2.3.1安裝前的檢測及調(diào)差

（1）安裝天溝支架前必須進行天溝測量，天溝放線必須與屋面板材在天溝位置標高同步進行。

圖2.2.2 檁條安裝

（2）天溝安裝的質(zhì)量直接影響到屋面的排水性能；由于屋面天溝骨架安裝在鋼結(jié)構的骨架上，因此鋼結(jié)構的安裝精確度直接影響天溝的安裝，故需進行調(diào)差處理。

（3）在進行屋面天溝骨架的焊接前，對各安裝點位置的鋼結(jié)構的各項性能進行測量，保證骨架焊接的準確性。

（4）施工前在天溝骨架及天溝邊線上，設置天溝定位片，作為天溝安裝的基準；同時定位片還作為屋面安裝過程中的一個固定點，固定施工安全的生命線。

（5）在確保天溝的水平度與直線度的同時應保證屋面固定座、檐口收邊板的安裝尺寸，防止天溝上口不直線或天溝骨架在安裝固定支座的位置坡度不一，使在天溝部分無法將板端位置固定或檐口收邊不順直。

2.3.2天溝支架安裝

因采用不銹鋼板天溝，承重主要依靠其下部天溝支架，天溝支架安裝時，要求其頂面距兩側(cè)檁條頂面距離與天溝深度相同，即天溝支架的標高保證每段天溝都能與支架完全接觸，使天溝支架受力均勻。

圖2.3.2 天溝支架安裝圖

2.3.3天溝對接焊接

（1）兩段天溝之間連接方式為氬弧焊接，天溝段的對接采用搭接焊。如下圖所示：

圖2.3.3：天溝對接圖

（2）不銹鋼天溝對接前將切割口打磨干凈，打磨程度達到無縫表面的標準，采用輕度磨料、酸洗膏除去焊接的回火顏色，以保證飾面一致。

（3）對接時注意對接縫間隙不能超過1mm，先每隔10cm 點焊，確認滿足焊接要求后方可焊接。焊條型號根據(jù)母材確定。

（4）天溝焊接后不應出現(xiàn)變形現(xiàn)象，引起天溝積水，可在焊接兩側(cè)鋪設濕毛巾，焊縫一遍成形。

（5）焊縫的處理需在天溝焊接處采用手動砂輪機打磨處理，打磨程度達到無縫表面的標準，采用輕度磨料、酸洗膏除去焊接的回火顏色，以保證飾面一致?

（6）天溝焊接時應四周圍焊，在焊接完成后必須對焊接部位焊渣清除及刷防銹漆二道。

2.3.4天溝伸縮縫設置

為減少溫差對天溝造成的應力，天溝設置伸縮縫間隔為20m，其做法如下圖所示：

圖2.3.4 天溝伸縮縫設置圖

2.3.5開落水孔

（1）安裝好一段天溝后，先要在設計的落水孔位置中部鉆幾個孔，避免天溝存水，對施工造成影響。

（2）天溝對應部位的板安裝好后，必須及時開落水孔。

圖2.3.5 天溝落水孔設置圖

（3）雨水落水孔由專業(yè)排水隊伍完成，要求正式落水孔用空心鉆開孔。

2.4鋁鎂錳壓型底板安裝

本工程底板采用0.7mm厚鋁鎂錳壓型板，底板的壓型尺寸根據(jù)現(xiàn)場的復測實際尺寸進行，確保底板的加工精度。

加工圖示如下：

圖2.4 鋁鎂錳壓型底板加工圖

2.4.1安裝流程

鋁鎂錳底板安裝順序及流程為：

安裝準備—安裝作業(yè)平臺的設置—安裝前對鋼結(jié)構及建筑標高等的復測—屋面底板的運輸（運至安裝作業(yè)平臺上）—放基準線—首張板的安裝—復核—后續(xù)屋面底板的安裝

2.4.2屋面底板的安裝

屋面底板的吊裝則利用現(xiàn)場吊機進行吊裝，在底板安裝前，利用激光經(jīng)緯儀在安裝好的檁條上測放出第一列板的安裝基準線，以此線為基礎，每二十塊板寬為一組距。內(nèi)板安裝時穿過主結(jié)構鋼主梁，從下往上安裝屋面內(nèi)頂板，將屋面底板通過自攻螺絲固定在圓管檁條之上。

為保護壓型板表面及保證施工人員的安全，必須用干燥和清潔的手套來搬運與安裝，安裝一段區(qū)域后定段檢查，測量已固定好的壓型板寬度，在其頂部與底部各測一次，鋁合金內(nèi)板的安裝順序為由低處至高處，由兩邊緣至中間部位安裝；搭接為高處搭低處。

圖2.4.2 鋁鎂錳壓型底板安裝圖

2.5避雷裝置安裝

本屋面工程按二類防雷建筑設防，此處所考慮的為外部防雷，為防止雷擊，首先每塊鋁單板，需要四顆M12不銹鋼的螺栓與6mm厚鍍鋅鋼板和骨架連接，將鋁單板上的雷擊導入到鋁合金骨架上，骨架采用-50*4mm鍍鋅扁鋼作為引下線，將整個鋁合金龍骨一端與-50*4mm鍍鋅扁鋼連接，一端與主結(jié)構連接，將雷擊導入到主結(jié)構，再通過主結(jié)構的柱腳底部通過-50*4mm鍍鋅扁鋼將雷擊導入到地面。

2.6 保溫玻璃棉及防水膜鋪設

2.6.1支座的安裝流程

安裝前的測量放線→屋面鋁支座的安裝→安裝完成后的復查→鋁支座的安裝精度調(diào)整。

2.6.1.1放線

先用全站儀測放出每一段板兩端的板端等高線，然后測出設計分區(qū)線。在每一分區(qū)內(nèi)，本工程面板含小部分直形板，大部分的扇形板。直板區(qū)支座放線時，為了便于施工，可先在屋面彈出一條基準線，作為面板支座安裝的縱向控制線。第一列支座位置要多次復核，以后的高強鋁合金支架位置用特殊標尺確定。

（1）屋面支座安裝的尺寸允許偏差

項目 允許偏差 檢驗方法

側(cè)向傾角 ±1°、±5.0（mm） 經(jīng)緯儀或拉線鋼尺測量

縱向傾角 ±1°、±5.0（mm） 經(jīng)緯儀或拉線鋼尺測量

橫向偏移 ±5.0（mm） 用鋼尺測量

縱向偏移 ±20.0（mm） 用鋼尺測量

相鄰固定座標高偏差 ±5.0（mm） 拉線用鋼尺測量

（2）面板支架沿板長方向的位置只要保證在檁條頂面中心，面板支架的數(shù)量多少決定著屋面板的抗風能力，所以面板支架沿板長方向的排數(shù)嚴格按設計圖紙排布。

2.6.1.2支座T碼的固定

本工程支座T碼專用防水自攻螺絲固定，自攻螺絲必須帶有抗老化的密封圈，安裝支座T碼時，其下面的隔熱墊必須同時安裝。

圖2.6.1.2 支座T碼固定圖

2.6.2保溫玻璃棉的安裝

2.6.2.1材料規(guī)格

保溫層：150mm厚玻璃絲保溫棉，帶鋁箔貼面。

2.6.2.2安裝順序及流程

拆包檢查→提升搬運→鋪設→邊部折邊處理→收縫處理

2.6.2.3玻璃絲棉的安裝

玻璃絲棉具有保溫、隔熱、吸聲、降噪的功能，正確的安裝是質(zhì)量的保證；保溫棉的鋪設要嚴格按照保溫棉布置圖紙進行鋪設安裝。

安裝順序：

（1）展開保溫棉。

（2）將保溫棉鋪設就位，在外層屋面板或外層墻面板的內(nèi)側(cè)。

（3）保溫棉的貼面朝向室內(nèi)。

（4）將保溫棉端部固定。

（5）保溫棉縱向搭接時，必須在檁條處。

（6）保溫棉橫向搭接時，將棉胎對緊，同時將貼面飛邊卷起，用釘書機每隔30厘米連接一點（或用膠帶連接毛邊）。如下圖

圖2.6.2.3 保溫棉鋪設圖

（7）屋面或墻面板的安裝應與保溫棉進度要保持一致。

（8）應將保溫棉重疊鋪裝，以避免屋面或墻面凹凸不平。在安裝保溫棉時，必須將棉氈之間完全緊密到位，避免冷橋的出現(xiàn)。從而達到最佳的保溫隔熱效果。

2.6.3防水透氣、隔氣膜的鋪設

2.6.3.1鋪設

基層須清理干凈并使其保持干燥；卷材施工時先要進行預鋪，把自然疏松的卷材按輪廓布置在基層上，平整順直，不得扭曲，并進行適當?shù)募舨?。天冷時鋪設應緊一些，天熱時應松弛一些。

鋪平、無翹邊、折疊；接縫嚴密，上下層錯縫鋪設。

圖4.6.3.1 防水透氣、隔氣膜鋪設圖

2.6.3.2搭接

施工鋪設應從檐口自下而上逐卷進行，上卷邊緣應重疊在下卷邊緣之上；搭接位置應沿坡度方向，上下搭接寬度不小于60mm，并應錯縫鋪設。

2.7 屋面板安裝

2.7.1屋面板的安裝及流程

2.7.1.1安裝前的測試、調(diào)差

在進行屋面板的安裝之前，需要對已經(jīng)安裝好的高強度鋁支座進行測量。其測量的主要內(nèi)容為：

（1）各鋁支座標高是否與設計標高一致

由于屋面板是固定在高強度鋁支座上，因此鋁支座的標高是否與設計的標高一致直接影響到了整個屋面的造型以及整體的抗風、防水性能。

（2）支座布置是否合理，數(shù)量是否符合要求

由于在屋面深化設計當中充分考慮的日后整個屋面的抗風性能。而鋁支座的多少是保證整個屋面的抗風性的關鍵。因此在屋面板安裝之前需要對已安裝好的鋁支座進行檢查，不得少裝、漏裝。

2.7.1.2放線

在高強鋁合金支座安裝合格后，只需設板端定位線，一般以板塊排水溝邊沿的距離為控制線，板塊伸出排水溝邊沿的長度以略大于設計為宜，以便于修剪。

2.7.1.3吊裝就位

本工程屋面板長度較長，根據(jù)項目現(xiàn)場實況擬采取如下方式進行吊裝施工：

（1）現(xiàn)場壓型機制作的屋面板無搭接一次成型至屋面板設計長度。

（2）在屋面檁條上橫向每隔2米拉8#鋼絲繩一道，以便于屋面板水平運輸，壓型板移動至屋面鋼絲繩上后再由工人整板滑移至屋面安裝區(qū)域。

（3）屋面板由工人進行就位安裝。

2.7.1.4細部安裝

（1）板的固定點施工

熱膨脹固定點的作用是為了不讓板滑走，如果屋面布局沒有特殊要求，每塊屋面板均應在固定點固定住，以防板滑動，固定點的安裝方法在板的小肋上沿45度角穿過固定座的梅花頭鉆一小孔，然后用11～12mm的鉚釘將板與面板支架固定在一起，鉚釘?shù)那岸藭幌乱粔K板的大脅隱藏住，具體做法見右圖，固定點施工時必須注意：

（2）固定點在小肋上的方向，必須保證為45度。

（3）鉚釘?shù)倪x用必須符合要求，其長度即不能短，也不能長，以保證固定點即能鉚固穩(wěn)定，又不至于伸出太多而磨壞面板。

2.7.1.5咬邊

（1）屋面板位置調(diào)整好后，用專用電動咬邊機進行咬邊，要求咬過的邊連續(xù)、平整，不能出現(xiàn)扭曲和裂紋。

（2）在咬邊機咬合爬行的過程中，其前方1mm范圍內(nèi)必須用力卡緊使搭接邊接合緊密，這也是機械咬邊的質(zhì)量關鍵所在。當天就位的屋面板必須完成咬邊，以免來風時板塊被吹壞或刮走。為防止出現(xiàn)不正確的板鏈接情況，直立縫板在支座頂部必須充分加緊。為安全啟見，確保屋面板整體承載能力，在鋪完屋面板后應立即將單個板件鏈接在一起。

2.7.1.6板邊修剪

（1）屋面板安裝完成后，需對邊沿處的板邊需要修剪，以保證屋面板邊緣整齊、美觀。屋面板伸入天溝內(nèi)的長度以不小于100mm為宜。

圖2.7.1.6 屋面板整體效果圖

三、施工質(zhì)量控制

3.1拼裝質(zhì)量控制

1）嚴格控制組裝與焊接兩工序間的交接

拼裝完成后焊接之前，要經(jīng)過自檢與專檢工序。拼裝無誤后，才能展開焊接工序。

2）努力消除影響焊縫質(zhì)量的因素源

硬件設備的運行狀態(tài)是否良好；

焊工的技能水平是否滿足要求；

接材料是否合格；

焊接操作是否符合技術操作規(guī)定。

3.2起吊技術措施

1）主要用來保護涂裝質(zhì)量及壓型板的變形。由于有現(xiàn)場拼裝工序，桿件在現(xiàn)場會經(jīng)過多次倒運，如果保護不好，會對涂層質(zhì)量構成嚴重破壞。

2）小構件用棕繩（或帆布帶）起吊。大型桿件采用拆卸式卡環(huán)。鋼絲繩與桿件截面接觸的地方，用編織物隔斷。

3）加強班前與班后的安全技術交底與檢查工作，工作人員不準遠離施工現(xiàn)場，防止意外事故發(fā)生。吊裝時，未焊接牢固和未連接緊固的各種零部件不允許起吊作業(yè)，地面指揮吊裝人員與屋面作業(yè)工人、吊車司機一律采用對講機進行快捷、準確溝通。

四、施工安全保障措施

4.1龍骨吊裝作業(yè)

（1）高處作業(yè)人員應經(jīng)體檢合格后方可上崗，起重指揮、吊車司機必須持證上崗。指揮與司機間相互配合要進行默契訓練。

（2）每班作業(yè)前應對機械設備、吊索具進行檢查，在起吊時要觀察卡環(huán)的方位，發(fā)現(xiàn)異常情況立即停止作業(yè)或采取有效糾正措施，保證吊裝安全。

（3）吊裝作業(yè)人員不得飲酒上崗。

（4）龍骨吊裝作業(yè)應設置鋼爬梯供垂直上下。

（5）龍骨安裝作業(yè)人員在拉設有安全繩的桁架面行走時必須掛好安全帶前行，在沒有拉設生命線或安全繩的鋼桁架上行走時要雙手扶梁騎馬式爬行，禁止無任何防墜措施在桁架上行走。

（6）所有構件吊裝時要合理設置吊點，并系好溜繩。

（7）吊車起重臂、起吊構件的下方禁止站人。吊裝作業(yè)時必須設置警戒線，禁止無關人員出入，龍骨安裝摘鉤時，柱下方及周圍嚴禁站人。

（8）高處構件安裝作業(yè)人員使用的工具應系防墜繩，嚴禁將螺栓隨意放在桁架面，要配帶工具包隨用隨取，防止發(fā)生墜落事故。使用撬棍時應用力均勻，并系防墜繩，以免撬滑墜落發(fā)生安全事故。

（9）龍骨吊裝前要做好作業(yè)區(qū)工人的安全防護工作。

（10）龍骨吊裝后立即進行臨時固定，防止刮大風發(fā)生事故。

4.2高空電氣焊作業(yè)

（1）登高焊接作業(yè)，在作業(yè)者周圍10米范圍內(nèi)為危險作業(yè)區(qū)，禁止在作業(yè)下方及危險區(qū)內(nèi)存放易燃易爆物品和人員停留。

（2）焊工在高空作業(yè)應備有梯子、帶欄桿的工作平臺、標準防火安全帶、安全繩、工具袋及完好的工具和防護用品。

（3）焊接及切割現(xiàn)場禁止把焊接電纜、氣體膠管、鋼絲繩混絞在一起。

（4）焊工在高空焊接、交叉作業(yè)時，必須佩帶安全帽、安全帶。

（5）電動工具的使用應符合國家標準的有關規(guī)定。工具的電源線、插頭和插座應完好，電源線不得任意接長和調(diào)換，工具的外絕緣應完好無損，維修和保管應由專人負責。配電箱、開關箱應作名稱、用途、分路標記，箱門必須加鎖。

（6）焊接、切割完畢，應及時清理現(xiàn)場，徹底消除火種，經(jīng)專人檢查確認完全消除危險后，方可離開現(xiàn)場。

（7）高空焊接作業(yè)，由于存在下方零星土建的施工，在施焊前，應確認下方無可燃物（如養(yǎng)護用草席，木模板等），如存在可燃物時，應在施焊前，將其轉(zhuǎn)移至其它安全位置或用阻燃布將其覆蓋。

4.3直立鎖邊金屬面板

（1）防墜落系統(tǒng)包括一個堅固、耐久且靈活的不銹鋼索，該不銹鋼索的每一端連接到屋面固定基座支架上。獨特的屋面固定基座使用鋁夾連接固定到屋面板上。

（2）屋面固定基座設計為減震器，一旦墜落發(fā)生，將變形減弱墜落的震動，并保障基座仍然安全地固定在屋面板上。

（3）根據(jù)本工程的需要，在不銹鋼索上每隔5米或7米設置中間固定基座。工人穿上整套的安全背帶，用滑行索把自己系在防墜落系統(tǒng)上。

（4）該滑行索可沿著不銹鋼索穿越中間基座滑動，無需工作人員動手操作。因為非常靈活的移動和絕對的安全，安裝工人即使在高空作業(yè)，仍然可以放心工作。

（5）防墜落安全裝置

圖4.3 防墜落安全裝置圖

五、結(jié)束語

本鋁鎂錳屋面不僅承擔防水、保溫隔熱等基本功能，而且還組合有吸聲、隔聲、防潮，除此之外還有降噪音層?，F(xiàn)已被廣泛接受。在激烈的競爭中金屬屋面系統(tǒng)正在向著更大跨度、更加密實以及更加耐久的方向發(fā)展。

參考文獻：

[1]《鋼結(jié)構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50205-2011）；

[2]《壓型金屬板設計施工規(guī)范》YBJ216；

[3]《屋面工程技術規(guī)范》（GB50345-2012）；

作者簡介：

陳培基，1982年2月出生，工程師，2006年畢業(yè)于沈陽工業(yè)大學，學士學位。