站房大跨度铝镁锰直立锁边金属板屋面施工技术

站房大跨度铝镁锰直立锁边金属板屋面施工技术

余长柱

中铁二十四局集团上海建设投资有限公司 201800

摘 要：火车站为了候车室能容纳更多的旅客，屋面大都设计为钢结构，并于钢结构上部设置金属屋面板。目前站房大跨度铝镁锰直立锁边金属板屋面得到较为广泛地运用。做好金属屋面板的固定、中间系统层的施工是防止屋面板松脱、保证防水、保温性能的重点。通过施工过程中对工艺的技术措施控制，以减少屋面板松脱、渗漏情况的发生。

关键词：铝镁锰直立锁边金属板屋面、技术措施、屋面防水

1 引言

铝镁锰直立锁边金属板屋面是现代公共建筑中常用的一种屋面围护体系。这种体系具有质量轻、强度高、耐腐蚀性强、温度变形补偿性较好的明显特点和巨大优势。与传统屋面相比，它能大大地减小屋面系统的自重，在相同跨度下，大大减少钢结构的用钢量。因此该项技术被大量应用于大跨度的公共建筑工程中。这种新型的铝镁锰直立锁边金属屋面系统能提供大开间和大高度室内空间，实现空间利用的高效性，满足公共建筑多功能要求。这种新型屋面系统在欧洲、美洲应用较早，在我国还缺乏与之相应的设计、施工验收规范和试验手段、施工经验，所以我国建筑界近年来已在进行相关研究。

福清火车站站房改扩建工程采用铝镁锰直立锁边金属板屋面，本论文将以笔者负责的“福清火车站站房改扩建工程”的施工工作为切入点，简要论述铝镁锰直立锁边金属板屋面的施工技术控制工作内容，归纳总结该项技术施工质量管理的经验。

2 站房金属屋面工程概况

该站房金属屋面最大区域面积为78.1mx60m，包括：

（1）金属屋面部分：屋面系统由围护结构支撑体系和围护组成。围护结构支撑体系的组成有：钢支座、檩条系统、高强铝合金支座；围护组成（自下而上）有：0.6mm厚YX15-225-900镀锌压型钢板（底板）、热镀锌钢丝网25×25×2mm（承托部分）、无纺布（防潮、透气部分）、50mm厚玻璃吸音棉（吸音部分）、0.25mm隔气层（隔气部分）、100mm厚24kg/m3玻璃保温棉（保温部分）、0.23mm防水透气膜（防水部分）、1.0mm厚65-400铝镁锰360°直立锁边屋面板（屋面板部分）。

（2）屋面天沟部分：包括屋面不锈钢天沟雨水槽及必要的支撑连接系统。

（3）屋面避雷部分：屋面防雷设计是利用金属屋顶作接闪器，屋面钢檩条、檐口钢结构作为防雷装置，建筑物内主筋作为引下线，基础钢筋作为接地体。

3 施工准备

3.1 技术准备

（1）组织技术人员学习图纸，组织安全、技术交底；

（2）因屋面施工与下层主体钢结构的施工存在工作面交接的问题，施工前应与屋面钢结构专业班组充分沟通，掌握主体的结构特点、根据现场变形情况，提前分析施工要点，编制相关技术交底，以便在屋面的施工过程中及时做好调整工作，确保施工达到建筑的设计效果；

（3）因屋面天沟与排水专业有着密不可分的联系，施工前应与相关专业班组确认施工细节，保证好协调工作，确保各工作衔接面的细部结构及做法，防止施工过程中因无法及时排水而对屋面保温及吸音材料造成损坏，以确保屋面系统的整体性。

3.2 人员准备

由于施工项目作业面较广，为了确保工程进度达到业主要求，工程质量达到合格，必须根据工程施工特点、难点做好前瞻分析并部署好项目各部门职责分工，合理分配投入管理力量、技术力量和施工力量，通过严密组织，达到全过程的科学管理。

3.3 机械准备

本工程主要采用的机具设备如下：YX65-400系列直板数控成型机、压型机、电动咬边机、25T汽车吊、氩弧焊机等。

3.4 材料准备

（1）根据施工组织设计的施工进度安排和工料分析，编制工程所需的材料用量计划及材料进场计划，作为备料、供料、确定仓库、加工场地、堆场面积及组织运输的依据；

（2）根据材料需用量计划和进场计划，做好材料的申请、订货和采购工作，落实好材料进场工作；

（3）根据材料需用量计划做好构配件的加工、放样工作，并按施工平面布置图的要求做好材料堆放和保管工作。

4 施工工艺

4.1 工艺原理

（1）通过转接件(即:高强铝合金支座)实现屋面系统与主体结构联体。

（2）通过各层次材料组合，满足建筑工程要求。

（3）通过防水透气膜铺装，保证屋面系统内部的干燥以保障结构耐久性并满足功能需要。

（4）通过屋面底板上及屋面板下的低容重玻璃棉，达到室内吸音和屋外降噪的功能效果。

（5）通过使用屋面板真立锁边与高强铝合金支座连接替代面板螺栓固定和耗工穿孔的连接方式，保证结构完整性的同时，加快施工进度，并实现屋面长度方向的任意变形。

（6）通过设置屋面天沟进行屋面雨水收集，并利用天沟内的虹吸排水口将雨水进行有组织的排放，保证屋面排水效果，减少屋面积水，降低屋面渗漏问题发生的风险。

具体施工工艺原理如下图所示：

图1铝镁锰直立锁边金属屋面工艺原理图

4.2 工艺流程

本工程根据设计图纸进行测量放样，确定天沟、屋脊、天窗、局部造型等位置，接着安装高强铝支座进行定位，再进行中间系统层的施工，最后完成面板的施工，施工工艺流程如下图：

图2 铝镁锰直立锁边金属屋面工艺流程图

4.3 施工顺序

以天沟、屋脊为分界线划分施工区域，结合天窗、局部造型等位置，进行分段施工。

5 质量控制

5.1 测量放样

金属屋面施工的测量工作是在已安装好的钢结构上进行，故金属板屋面施工测量应与主体结构测量相配合，即在钢桁架施工的过程中需严格按照深化完善后的设计图纸进行标高控制，若存在误差应及时调整，不得积累，确保为后期钢檩条、高强铝合金支座及金属屋面板的安装创造良好条件。金属屋面施工过程中应定期对金属板的安装定位基准点进行校核^[1]，以减小安装偏差，保证结构安全性与建筑的美观。

5.2 铝支座安装质量控制

铝支座安装必须控制纵向标高，随坡度一致，不可高低不一致，由于屋面板热胀冷缩会在铝支座上摩擦，故坡度的不一致，会影响面层屋面板的温度变形，甚至会因铝支座高低不一致而导致屋面板损坏、松脱，铝支座安装的标高控制是铝镁锰直立锁边金属板屋面的一大施工控制要点，对后续完成的结构体的稳定性、耐久性以及建筑功能的实现有很大影响，必须严加控制，通过标高复测、拉通线定位（控制桩）、检查铝支座的高度等，保证屋面坡度符合图纸要求。

5.3 中间系统层质量控制

（1）无纺布具有防水透气的特点，同时可以防止玻璃吸音棉等材料的粉末扩散进入室内，因此铺设的无纺布不得有孔洞或裂缝，且其搭接宽度必须符合规范要求，并在搭接处用双面丁基胶带全线粘接，需开口处也必须用丁基胶带封闭四周，以达到无缝无孔的要求。

（2）玻璃吸音棉铺设必须严实，不得有缝隙、空洞，以确保吸声效果。支承件部位应将吸音板开孔套住或在构件四周进行填塞处理。玻璃棉铺设时应起拱压平以使铺设密实，

（3）隔气层是依靠在屋面铺设一层气密性、水密性材料达到防止室内水蒸气渗入屋面保温层的效果，。冬季室内温度高于室外时，室内蒸气将向室外渗透，而保温层上面的防水透气膜的透气能力一般，当水蒸气透过结构层进入保温层后会无法扩散，停留在保温层中，导致保温层含水率增加，导热系数也随之增大，保温层保温能力下降。保温层会逐渐随着水分的增加而失去保温作用，导致柔性防水鼓包、龟裂，使防水透气膜失去防水能力。在保温层下设置一道隔气层，即可将室内传来的水蒸气阻隔，无法进入保温层，这样就能很好地解决该问题。故隔气层应选用气密性、水密性好的材料，穿过隔气层的管线、支座周围应封严，转角处应无折损，隔气层凡有缺陷或破损的部位，均应进行返修^[2]。

（4）玻璃保温棉的铺设，接缝处采取挤压法使缝隙处密实。为了防止大面积铺棉后天气变化，导致玻璃保温棉遭遇雨天破坏等情况发生，必须以天气情况划分当时的工作量，以便保温完成后能全面完成压条安装等，并确保做好二次防水层铺设。

（5）于屋面板底下设置防水透气层，能起到二次防水的作用，是一种既能加强防水效果又不影响透气的措施，通过对保温层、隔音层的包裹减少水和空气对建筑的渗透，同时又使围护结构及室内潮气得以排出，有效避免霉菌和冷凝水在中间系统层的生成。防水透气层的设置保证屋面系统内保温、隔音材料效能的发挥，从而达到建筑节能要求，提高建筑耐久性。

5.4 金属面板质量控制

1. 金属面板要求扣到铝支座上，咬口锁边连接应严密、连续、平整，不得扭曲和裂口。锁边的机械施工，锁口要检查复锁。在施工现场轧制的金属板，根据吊装条件，应尽量采用较长尺寸的板材，以减少纵向接缝，减小渗漏风险。

2. 屋面板纵向铺设过程中优先考虑不搭接，以减少拼接带来的漏水隐患，当条件不允许时，面板从低到高处铺设，并保证纵向搭接宽度100mm-150mm、横向搭接按压型板扣紧。本工程结合设计图纸中天沟、屋脊的位置及现场加工场地条件，铝镁锰板采取一次性加工至约35m为一节，避免纵向搭接，减少漏水隐患。

3. 通过对新建屋面与既有站房正立面衔接部位的设计深化，通过活动连接避免新扩建站房沉降导致的衔接部位拉伸开裂，进而保证防水效果。具体屋面跟原站房幕墙连接节点如下图所示：

图3屋面跟原站房幕墙连接节点图

6 实施效果

该工程现场施工时通过采取上述技术控制措施，有效地控制了铝镁锰直立锁边金属板屋面施工质量，保证了新扩建站房屋面防水、保温等功能效果，截止目前已竣工投用近三年，并未发现屋面板松脱、渗漏等现象。

7 结束语

目前，金属屋面系统设计完善、构造合理，具有较高的技术先进性且安装锁边施工的机械化程度高，施工速度快、质量好。同时，直立锁边铝镁锰金屋面板通过YX65-400系列直板数控成型机、压型机等机械进行现场生产，可以根据屋面的尺寸与现场实际施工情况灵活确定屋面板的长度，再加上屋面板的板长不受板材运输能力的限制，即可仅根据现场施工段的跨度确定板长，大大方便了现场施工，加快了施工进度，增强了屋面板的整体性和适用性。

参考文献

[1] 山西省住房和城乡建设厅.GB 50345 - 2012 屋面工程技术规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2012: 60

[2] 山西省住房和城乡建设厅.GB 50207 - 2012 屋面工程质量验收规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2012: 8—9

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