金属屋面施工技术研究.doc
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1、中国博览会会展综合体项目(北块)钢结构、幕墙、屋面一体化施工技术与管理研究金属屋面工程施工工艺研究报告1. 概述中国博览会会展综合体项目(北块)工程位于上海市西部,北至崧泽高架路南侧红线,南至盈港东路北侧红线,西至诸光路东侧红线,东至涞港路西侧红线,已运行的轨道交通 2 号线终点“徐径东站”位于基地中央。用地面积 85.6 公顷,总建筑面积约 147 万,其中地上建筑面积 127 万,地下建筑面积20 万,建筑高度 43 米。中国博览会会展综合体项目(北块)工程由A、B、C、D四个场馆组成,各个场馆的屋面面积约为10万,屋盖结构为钢网架与钢梁结构,屋面板为直立锁边铝镁锰合金板,其施工安装的灵活
2、性、快速性、准确性适合大跨度自支撑式密合屋面安装体系,耐候金属铝镁锰屋面板压制成形,可以制作纵向超长尺寸的板块而不因应力影响变形,其材料的独有的特性可满足不同屋面建筑造型的需求。金属屋面工程由金属屋面系统、天沟系统、钢格栅系统、檐口铝复合板系统、装饰柱系统以及瀑布系统等组成。2.设计概况2.1金属屋面系统设计概况屋面系统的结构层次从下往上依次为:2.1.1保温区:穿孔底板隔汽膜衬檩支托衬檩离心玻璃纤维棉保温岩棉镀铝锌钢板(二次防水板)T形铝合金固定座(T形码)金属屋面板2.1.2非保温区:不穿孔底板衬檩支托衬檩镀铝锌钢板(二次防水板)T形铝合金固定座(T形码)金属屋面板2.1.3金属屋面系统材
3、料使用情况:序号名称规格1屋面底座主结构2穿孔底板060mm厚YX38-200-800板形3衬檩支托几字型镀锌钢板折件4衬檩几字型镀锌钢板折件5离心玻璃纤维棉50mm厚,32kg/m6保温岩棉100mm厚, 100kg/m7镀铝锌钢板(二次防水板)0.45mm厚,YX28-205-820板形8T形铝合金固定座(T形码)6061-T6,H=105mm铝合金高强支座9铝镁锰合金面板0.9mm厚65/400型铝鎂锰合金面板2.2天沟系统设计概况天沟系统的结构层次从下往上依次为:2.2.1天沟龙骨底板(反吊)保温岩棉不锈钢天沟板序号名称规格1天沟龙骨横管100mm*50mm*3mm,50mm方管2底板
4、060mm厚YX38-200-800板形3保温岩棉100mm厚, 100kg/m4不锈钢天沟板2mm厚奥氏体316不锈钢板2.3钢格栅系统设计概况2.3.1 D1区中部廊道钢格栅的结构层次为:主钢梁耳板主钢梁耳板加劲板主钢梁加劲板钢格栅铝单板龙骨铝单板序号名称规格1主钢梁耳板10mm厚2加劲板10mm厚3钢格栅600*200*6mm 4铝单板龙骨50*4mm5铝单板3mm厚2.3.2 E1区钢格栅的结构层次为:预埋件圆钢立柱支架钢格栅序号名称规格1预埋件16mm厚2圆钢立柱 159*6mm3支架300*200*5mm4钢格栅300*200*4mm 2.4檐口铝复合板系统设计概况骨架铝合金型材复
5、合铝板序号名称规格1骨架120*60*4mm,50*4mm等2铝合金型材L50*20等3复合铝板4mm厚2.5装饰柱系统设计概况预埋件装饰柱(底承、悬挂)序号名称规格1预埋件16mm厚2底承装饰柱12m厚3悬挂装饰柱5mm厚2.6瀑布系统设计概况飘带结构主龙骨次龙骨穿孔铝板序号名称规格1飘带结构 120*6mm, 159*6mm, 180*8mm 2主龙骨120*60*4mm3次龙骨60*4mm4穿孔铝板4mm厚3. 工程难点(1)工期紧任务重:本工程包括金属屋面、不锈钢天沟、钢格栅、檐口铝复合板、铝合金格栅吊顶、装饰柱统以及瀑布等不同工序的施工。工程工期紧,工程量大,分项多,施工班组交叉作业
6、面多。(3)垂直运输难:由于施工场地条件限制,如何解决构件的垂直水平运输也是工程的难点之一。(4)安装精度高:由于屋面的坡度与造型是由支托调节的,且支托安装是整个屋面系统开始安装的基础,安装的好坏直接影响整个屋面系统的质量;以及檐口的复合铝板安装也是工程的难点。(5)协调组织难:本工程其他子项工程较多,金属屋面工程专业与其他相关专业(如幕墙、钢结构、机电安装等)交叉作业,协助配合较多,这在一定程度上影响了工序的连续性,这也是一个需要解决的重点与难点。4. 施工总体技术路线4.1. 施工技术路线(1)严格管理、划整为零、分区处理根据现场实际情况,将D1场馆分为东西两部分,整个场馆分为五个部分进行
7、流水作业。(2)合理利用机电安装之便将其一些工序穿插同时施工,降低屋面系统安装难度,缩短施工绝对工期。(3)控制直立锁边屋面系统、排水天沟、檐口、装饰柱、钢格栅、铝单板、飘带等的制作、安装进度,协调各工序之间的配合,争取按期完成。4.2. 施工分区(1)根据施工总体部署,整个场馆按轴线划分五个区域进行流水作业。(2)五个区域作业区,根据现场实际情况,有层次地进行流水作业施工以及交叉作业。5.施工安装工艺流程5.1.1.金属屋面系统安装流程图隔气膜的铺设檩托的安装次檩条的安装屋面底板安装岩棉、玻璃棉的铺设二次防水板的安装屋面面板的安装测量放线固定座的安装5.1.2.测量放线1.施工前测量(1)对
8、钢结构主檩条进行复测根据复测后的钢结构平面控制网与高程控制网建立标高平面控制网并加密控制网将每个屋面檩托编制在内,每个屋面檩托标高进行测量,并将测量数值一一记录,算出各檩托的实际偏差。根据结构模型理论数据,把误差调整到合理范围。(2)对其它构造节点、施工分界线的控制线测量 。2.施工过程中的测量 (1)主次檩条的位移与沉降测量檩条准确的布置安装是控制建筑物外观效果的关键,且檩条准确的疏密布置是建筑物整体结构安全的保障,是建筑物外观的最终保障。5.1.3.压型底板安装方案1.施工工艺流程底板吊运屋面测量放线施工准备安装屋面底板验收。2.工艺控制措施(1)为便于安装,屋面底板长度控制在6米左右,每
9、捆重约12吨,将屋面底板用吊车成捆吊至檐口屋面,在屋面拆包运输分散安装。(2)在底板安装前先布设整体轴线控制网,安装定位板,根据定位板依次安装底板,每十排板进行复核一次,对复核底板安装尺寸偏差并进行调整,消除累积误差。5.1.4.隔汽膜的铺设隔汽膜在保证透汽的效果外,其独特的高反射低辐射特性可显著增强建筑围护结构的隔热性,并有效提升节能效果5.1.5.檩托的安装檩托安装前先将主檩标高进行复测,根据结构模型理论数据及实测数据进行分析比较,调整屋面整体结构误差,采取的方式为升高或降低檩托的措施。5.1.6.次檩条的安装1.施工工艺流程施工前准备次檩条垂直、水平运输安装调整验收。2.工艺控制措施(1
10、)次檩条为几字型镀锌钢板折件,可利用吊车直接吊运至檐口作业面,然后直接及檩托用自攻钉固定,多区域可同时施工。(2)次檩条的安装必须保证质量,檩条的平整度允许误差10mm,安装间距允许误差5.0mm。标高必须控制在整个屋面标高的控制线内,以保证次檩条及屋面系统整体安装的水平度及流线造型。5.1.7.保温棉及玻璃棉的铺设(非保温区无此工序)本工程的金属屋面系统采用100mm厚岩棉与50mm厚玻璃保温棉,为了更有效的保温效果采用错缝搭接铺设。5.1.8二次防水板的铺设二次防水板采用0.45mm厚,YX28-205-820板形,由现场进行压制成型,根据建立的轴线网进行再次放线,严格控制安装质量,为固定
11、座的安装提供便利。5.1.9.固定的安装1.安装工艺流程:测量放线屋面固定座的安装验收。2.工艺控制措施(1)测量放线根据已经安装的二次防水板,由于设计阶段考虑施工问题,采用次板型波谷间距满足固定座放线须要,因此固定座只需放置波谷位置,随后统一拉线纠偏。(2)固定座的安装待测量放线工作完成并复查无误后,用电钻螺丝枪打自钻自攻螺丝,要求螺丝松紧适度,不出现歪斜,当螺丝歪斜或滑丝时必须重新打或加固一颗螺丝钉。安装时螺钉及电钻必须垂直于次檩条上表面,扳动电动开关,不能中途停止,螺钉到位后迅速停止下钻。这时,面板支架位置会有一点偏移,必须重新校核其定位位置,方可打入另一侧的自攻螺丝。安装T码时,其下面
12、的隔热垫必须同时安装,每钻完一个螺丝孔,立即打一颗螺丝。(3)验收先用目测检查每一列铝合金支座,看是否在一条直线上。铝合金支座如出现较大偏差时,屋面板安装咬边后,会影响屋面板的自由伸缩,严重时板肋将在温度作用下被磨穿。因此,如发现有较大的偏差时,应对有偏差的支座进行纠正,直至满足安装要求,随后组织总承包单位质量负责人与专业监理工程师进行过程验收。5.1.10.铝镁锰合金屋面板的安装1.铝镁锰合金屋面板的安装流程屋面板安装的流程为:放线就位锁边板边修剪。2.施工工艺(1)放线:在“T”码安装合格后,只需设板端定位线,一般以板出排水沟边沿的距离为控制线,板块伸出排水沟边沿的长度以略大于设计为宜,以
13、便于修剪。(2)就位:施工人员将板抬到安装位置,就位时先对准板端控制线,然后将搭接边用力压入前一块板的搭接边,最后检查搭接边是否紧密接合。(3)锁边:屋面板位置调整好后,用专用电动锁边机进行咬边,要求锁过的边连续、平整,不能出现扭曲与裂口。当天就位的屋面板必须完成锁边,以免来风时板块被吹坏或刮走。(4)板边修剪:屋面板安装完成后,需对边沿处的板边需要修剪,以保证屋面板边缘整齐、美观。屋面板伸入天沟内的长度以不小于150mm为宜。 5.10.3.工艺控制措施(1)屋面板安装采用机械式锁边。屋面板铺设完成后,应尽快用锁边机咬合,以提高板的整体性与承载力。(2)当面板铺设完毕,对完轴线后,先用人工将
14、面板及支座对好,再将咬口机放在二块面板的接缝处上,由咬口机自带的双只脚支撑住,防止倾覆。(3)屋面板安装时,先由一个工人在前沿着板及板咬合处的板肋走动,拉动咬口机的引绳,使其紧随人后,将屋面板咬合紧密。5.1.11.防水节点处理屋面渗水可能发生在任何部位,但根据我们多年的经验情况来看,主要集中在山墙、屋面天沟、屋脊、变形缝、穿过屋面的管道与上人孔边缘、屋面板等。而这些部位在我们金属屋面工程通常被称之为节点,因此在这些部位的节点设计过程中,合理的方案就显得尤为重要。为了保证屋面的使用功能,我们针对不同的节点形式,在考虑金属屋面系统本身的防水措施,一般再设置一道防水措施,对于特别重要的节点甚至再设
15、置两道防水措施。出屋面的管道、人孔洞或结构平台,往往是屋面渗水的主要原因,由于工艺的需要,在很多出屋面管道、结构平台等。在这些部位的节点防水设计时,我们充分考虑利用铝镁锰板良好的可焊性,使其做到真正的结构性防水;同时在节点设计要充分考虑屋面板热胀冷缩的变化;屋面及上人孔洞之间留出足够的空间便于屋面板的自由伸缩;为了防水雨水由于上述情况或风力影响而从屋面板及天沟之间的缝隙进行室内,我们在天沟及屋面板之间增设材质同屋面板的收边,有效地阻止雨水的入侵。 5.1.12.屋面防水节点施工管理要点:屋面防水施工效果的好坏,很大程度上依赖于施工单位的现场经验及专业化程度,因此在施工过程,让操作人员确保每道工
16、序的施工质量是保证屋面防水效果的关键。在金属屋面工程施工中,由于其屋面的复杂性,其防水点的构造已经非常复杂,每个防水节点的施工质量是整个屋面工程能否实现防水功能的关键所在,因此我们在屋面防水节点的施工过程中采取了以下几项措施。(1)施工人员选择。如果每个节点部位的施工质量主要依赖及施工人员的操作质量,对于屋面防水工程中最为关键的部位,各种防水节点的施工,我们选择那些责任心强、操作技术水平高的施工工人来实施,同时辅以专门的节点施工质量检查人员跟踪检查他们的施工质量。(2)技术交底。在施工前,组织所有防水节点的施工人员对其进行技术交底,让其清楚每个防水节点的防水原理、施工要点、正确的施工步骤,同时
17、也让其清楚每道工序的质量检查要求及工序间的交接要求,下道工序在没有见到上道工序的交接检查合格的书面记录前,严禁下道工序的施工。(3)样板引路。在每一种防水节点方式正式施工前,组织技术人员、监理工程师、质量检查人员、施工队长、操作工人在现场认真观摩此种防水节点的正确施工工艺及方法、质量检查的标准以及在施工过程碰到一些该如何去正确处理。同时也在做样板的过程中将设计没有考虑到的问题暴露出来,便于及时改进节点做法。(4)强调每道工序的质量检查,特别是节点部位的淋水试验。5.2.1 屋面天沟安装流程图天沟龙骨的安装测量放线天沟安装天沟的底板安装闭水试验虹吸排水口开孔5.2.2. 天沟的构造组成 组织排水
18、:沿最有利排水方向设计放置金属屋面板块,板块之间采用立边咬合防水构造,立边之间将雨水分隔流入排水天沟。 天沟龙骨:天沟龙骨托架及钢结构焊接连接。 天沟保温:天沟底部采用100mm厚岩棉。 天沟衬板:天沟底部衬板为钢底板。 天沟:采用3.0mm厚不锈钢板材制作。 防水构造:在天沟及屋面板、天沟及檐口接缝处设置一道泛水板。5.2.3.天沟的决定性因素天沟是大型金属屋面工程表层水最终汇聚的位置,其重要性不言而喻。但是在工程各个环节上总是容易出现各种各样的问题,我们从以下2个方面控制:1.设计环节天沟的汇水能力以及排水能力取决于天沟的宽度与深度以及虹吸系统设计的是否合理。如果设计不合理,就可能导致水流
19、不畅,大量的水积在天沟内,甚至超过天沟高度,发生倒流。所以在设计阶段需综合考虑屋面的坡度,汇水面积,当地最大雨水量等因素本工程屋面天沟的设计经计算确定各部分为之大小,确保达到要求。 2.施工环节天沟的连接处完全是通过氩弧焊焊接完成,焊接工作的高质量完成是确保天沟安装不漏水的关键。5.2.4.天沟龙骨安装天沟龙骨安装时,要求天沟骨架的标高保证每段天沟都能及支架完全接触,使天沟骨架受力均匀。天沟骨架焊接成型,根据已测设的控制线保证天沟底部的平整度及流水坡度方向,焊接时应四周围焊。安装天沟骨架前必须进行天沟测量,天沟放线必须及屋面板材在天沟位置标高的同步进行,在确保天沟的水平度及直线度。5.2.5.
20、天沟搭接、焊接天沟之间的连接方式为对接氩弧焊接,不锈钢天沟对接前将切割口打磨干净,打磨程度达到无缝表面的标准,采用轻度磨料、酸洗膏除去焊接的回火颜色,以保证饰面一致。对接时注意对接缝间隙不能超过1mm,先每隔10cm 点焊,确认满足焊接要求后方可焊接。焊条型号根据母材确定。天沟焊接采用对接焊接,天沟焊接后尽量避免出现变形现象,引起天沟积水。根据屋面排水有虹吸需要的,在安装时应注意确定相应的落水孔位置,开设落水孔。所有的工序完成以后,应进行统一的修边处理,清理剪切边缘的毛刺及不平。最终完工后,要对天沟进行清理,清除屋面施工时的废弃物,特别是雨水口位置,要保证不积淤,确保流水的顺畅。5.2.6.闭
21、水试验天沟安装完成后,应进行天沟的闭水试验,闭水试验时天沟内部灌水应达到天沟最大水量的2/3,且闭水达到48小时以上,天沟灌水后应立即对天沟底部进行全面检查,直到48小时不漏水为止,如有漏水点应及时进行补焊处理。5.3.1 钢格栅系统安装流程图耳板焊接测量放线焊缝防腐处理质量验收验收钢格栅吊装5.3.2.测量放线:1.首先依据钢结构轴线的基准点对钢格栅进行轴线放线,确定连接耳板定位点;然后依据施工图纸对每个连接耳板进行平面定位放线。2.测量放线过程中应对钢结构主檩条进行尺寸复测,如钢结构两主檩之间尺寸偏差超过允许范围,应由总包协调钢结构单位进行调节。5.3.3.耳板焊接焊接前,要先对焊条应使用
22、专用烘焙箱进行烘干;烘干后焊条放入保温桶,焊条重复烘干次数不大于2次。焊条外观不应有药皮脱落、焊芯生锈等缺陷。施焊前对构件焊缝处的水锈、油及脏物进行清除。5.3.4.焊缝刷漆连接耳板、筋板及主钢结构使用油漆如下:涂料规格平均干膜厚度(um)底漆水性无机富锌涂料80中间漆环氧云铁中间漆60面漆可复涂聚氨酯面漆70补漆工作应尽量选择中午9:30-下午4:00时进行。禁止用热风吹油漆面,以免油漆面凝结水珠,油漆基层应干燥,湿度不超过5,不得有冰霜。油漆补漆需采用及钢构主结构同种规格油漆,尽量使补漆处及钢结构表面油漆外观保持一致 5.3.5.钢格栅吊装安装 钢格栅吊装主要使用25t汽车吊进行吊装,施工
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