东莞篮球中心自锁式马鞍形金属屋面施工技术

本帖最后由 csccbjs 于 2015-7-23 21:58 编辑

摘　要 东 莞篮球中心马鞍形屋盖钢结构为车辐式结构，大屋盖直径约为160m，小屋盖为支撑于大屋盖内环上的圆形平屋盖，外沿直径为42m，呈马鞍形外环的异形空间曲面，施工技术复杂。屋面三维空间定位放线繁杂，屋面变形控制要求高。本文介绍了合金板金属屋面各构造层施工技术，针对工程难点采取一系列措施，提出该类型屋面的施工解决方案并取得良好的效果。
关键词 铝镁锰金属屋面板；自锁式；马鞍形；施工方案

1 工程概况

东莞篮球中心主要用于中国CBA（NBA中国）篮球赛，也可为其他室内体育比赛提供场所，属于特大型综合性体育馆。工程总建筑面积为62980m2，其中地上建筑面积58040m2，地下建筑面积4940m2，房屋建筑高度（屋顶最高点）36.5m。钢结构屋盖采用的是车辐式结构，大屋盖直径约为160m，小屋盖为支撑于大屋盖直径30m内环上的圆形平屋盖，外沿直径为42m，呈马鞍形外环的异形空间曲面，效果图见图1。


2 金属屋面系统结构

金属屋面工程屋面面积约20000m2，包括吊顶板、底板层、防火隔声层、防潮隔汽层、保温层、屋面板等及其连接、固定结构组成。如下示本工程金属屋面系统构造示意图2。



3 金属屋面施工技术难点及对策

3.1 短板的设计施工
屋面板采用0.9mm，500mm宽，65mm高铝镁锰合金板。大圆部分被28条天沟分割成28块独立的屋面，理论呈1/4对称，每块屋面又呈三维的梯形，梯形上底长约3000mm，下底约16000mm，屋面排布沿环向布置，所以板长从3000mm到16000mm不等，小圆部分半径21000mm左右，面板顺着直径方向布置，所以板最长也约21000mm。数量巨大的短板是本工程的一个特点，节省面板的用量并且符合设计要求是本工程的一个重点和难点。
施工生产单位引进成套数控生产设备现场加工屋面板，现场先测量再压制。先根据理论图纸设计出1/4区域面板的排板图，排布图面板编号，再根据图纸现场测量复核，测量区域为整个金属屋面，因为根据本工程呈马鞍形外环的异形空间曲面的特点，每个区域的实际尺寸都有可能发生变化。每块板生产出来都根据设计图编号，施工过程中按号安装。
并且在安装过程中若发现该编号的板根据图纸在相应位置出现短的情况，将该板调往短一号的位置安装，用备用板安装。
3.2 大面积异形空间曲面三维空间定位放线
本工程另一特点是金属屋面系统无过渡调节檩条，直接在钢结构方通檩条上安装76mm高压型钢底板，空间曲面造型的控制不可能通过传统的调节檩条的方法来实现。
根据此特点，采用在压型钢板上安装几字衬檩的方法实现，从控制衬檩的高度入手控制屋面三维空间定位。安排专业测量工程师使用全站仪测量出每个区域控制点的实际坐标值，利用计算机辅助整理出每个节点数据，从而设计出衬檩的高度。
安装衬檩时，使用全站仪在每个控制点上调整、控制整体坐标，准确定位，确保整个双曲面屋面形状完全符合设计要求。
3.3 各系统交接处节点构造与防渗漏处理
铝合金屋面板铺设及其自身接缝咬合、防水透气膜施工均为特殊过程，屋面板又与天沟、虹吸排水、檐口铝板等多个系统相互交叉。在设计阶段细化优化，做好节点构造( 包括系统交接点、檐口等部分) 深化设计工作;对各类构件统计归纳，最大限度实现节点标准化加工和安装;选用符合国家产品标准的防水透气膜；施工中从人、机、料、法、环境等方面加强过程控制；严格执行“样板引路”、“三检制度”；采用科学合理的施工流程与工艺，合理安排施工顺序。
节点构造及细部处理主要措施:金属屋面伸入天沟≥120mm;在屋面板下口端部设通长铝合金滴水片，将与屋面板形一致的泡沫密封条固定在屋面板与滴水片之间，防止风吹雨水侵入。
屋面板温度变形的处理对策:铝合金屋面板采用直立锁边固定方式，铝合金T型码支座仅限制屋面板在宽度和上下方向的移动，并不限制沿板长方向的自由度。因此，屋面板在温度变化时能够在固定支座上自由伸缩滑动，不产生温度应力；宽度方向有压型凸棱，亦不产生温度应力。

4 金属屋面施工工艺

4.1 安全设施搭设
在钢结构桁架上弦的上表面搭设人行上下通道、高空物料运输通道、施工平台并配置安全网、钢丝绳等形成一个高空施工安全防护体系。
4.2 测量放线
测量放线工具有全站仪、水平仪、经纬仪等；涉及到的工序有檐口龙骨、天沟龙骨、衬檩和屋面板T型支座安装等。对钢结构桁架的坐标位置复测；利用计算机三维建模，精确控制屋面板固定座点坐标。根据板材安装排板图进行衬檩、屋面底板、屋面板固定座的控线测量。对构造节点( 如天沟标高、中心位置线，屋面与幕墙连接位置、天沟边线、檐口收边板) 控制线测量定位。
本屋面工程造型复杂，所以准确测量、放线是所有工序正确施工的基础，是施工中重要的质量控制之一。施工测量的主要内容为：屋面测量控制网的测设，天沟安装、衬檩安装、屋面板支座安装、檐口铝板定位测量放线等，测量仪器见图3。
在施工中将依据钢结构的测量控制点，采用全站仪进行精确测量、定位。



测量结果应按照专业流程进行整理、分析，以便对现场施工进行指导。
对于复测结果发现有超过标准允许误差的部位，应在各方共同协调确定调整方案后进行处理，以保证屋面板安装曲线光滑流畅。
4.3 压型钢底板安装
金属屋面系统压型支撑结构选用0.75~1.5mm厚高强高镀锌压型钢板，根据设计不同跨度和不同区域风压值采用不同的厚度，板型为76/915 型。
压型钢板采用为双跨或三跨，以减小跨中挠度，最长板长约为14m。安装时用特殊自攻螺钉固定在钢结构钢檩条上，定位好以后再通过射钉加强压型钢板与钢结构檩条的连接，每个波谷至少一颗射钉。为加强板与板之间的整体受力性能，沿板长方向间距300mm左右打一颗锁边钉，安装完成以后压型钢板成为一个整体。相邻板块间，搭接长度≥100mm。压型钢板板型图见图4。


4.4 硅酸钙板隔声层与防水透气膜安装
防火隔声层为10mm厚的硅酸钙板，平铺于底板之上。硅酸钙板板铺设应平整，铺设方向沿垂直于底板长边方向，拼装严密。铺设完硅酸钙板接着在其上面铺设防水透气膜，透汽层之间，搭接宽度不小于50mm，相邻透气膜搭接宽度不小于80mm，并用双面胶带连接在一起，形成一个密封层面，见图5。


4.5 几字形衬檩安装
屋面几形衬檩采用2.0mm厚镀锌钢板，材质Q235B，锌层厚度≥80μm。几字形衬檩用自攻钉固定在压型钢板上，其作用有二：其一是安装屋面板铝合金T型码支座；另一个作用是通过不同几字型衬檩的高度控制屋面的曲面造型，见图6。




4.6 XPS挤塑板保温层安装
保温层选用2X50mm厚优质XPS挤塑板，防火燃烧性能B1级，容重28~36Kg/m3，强度250～280KPa,导热系数不大于0.03W/m.k。XP挤塑板应紧贴基层铺设，铺平垫稳，找坡正确，保温材料上下层应错缝并嵌填密实。
4.7 屋面板T型码支座安装
160mm高铝合金T型码固定支座纵向间距为压型钢板的3个波距即1.22m，T型码将屋面荷载传递到衬檩。T码安装前需放线，以控制安装精度，T型码安装精度见图7.安装铝合金支座时，应先安装支座下方的隔热垫，


4.8 屋面板安装
屋面板铺设于T 型码支座上，位置调整好后，先在板端用手动咬边机咬合，再将专用电动咬边机放在两块屋面板的肋边接缝处进行咬边。

5 结语
东莞篮球中心工程金属屋面已完工。以PVDF氟碳涂层铝镁锰合金板为主的金属屋面构造用于异形空间曲面屋面工程，构造严密，防水效果好，推广应用价值高。