鄧開文

（中鐵二十四局集團(tuán)上海鐵建工程有限公司，上海 200040）

1 工程概況

莎車縣城南教學(xué)園區(qū)體育中心項(xiàng)目為上海市第八批對(duì)口援疆“交鑰匙”標(biāo)志性工程，位于新疆維吾爾自治區(qū)莎車縣城南新區(qū)，喀和公路以南、浦莎大道以西、利民西路以北、明德北路以東。項(xiàng)目規(guī)劃用地66000m2，主要包括體育館、體育休閑廣場及體育健身公園。體育館位于基地中心偏北，由可容納3700名觀眾的體育館主體建筑和4個(gè)室外樓梯構(gòu)成，總建筑面積16900m2，體育館縱向長度達(dá)115m，橫向?qū)挾冗_(dá)93m，高度約24m，主體采用三層（局部四層）框架結(jié)構(gòu)，屋蓋采用管桁架結(jié)構(gòu)，屋面采用1.0mm厚鋁鎂錳直立鎖邊系統(tǒng)，100mm厚保溫巖棉，裝飾層采用2.5mm厚鋁單板。項(xiàng)目建成后可承擔(dān)新疆喀什地區(qū)性比賽，同時(shí)可滿足日常訓(xùn)練與群眾健身活動(dòng)等需求，是一座現(xiàn)代化多功能綜合性體育館。根據(jù)本工程屋面系統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以環(huán)形天溝為界，天溝內(nèi)側(cè)為鋁鎂錳直立鎖邊屋面板（直板區(qū)），天溝外側(cè)到立面為鋁鎂錳直立鎖邊屋面板（扇形彎弧區(qū)），立面金屬幕墻部分為鋁鎂錳壓型板區(qū)（U820壓型板）。本項(xiàng)目施工質(zhì)量管控中，金屬屋面施工為整個(gè)項(xiàng)目質(zhì)量控制的一大難點(diǎn)。下面就金屬屋面的特點(diǎn)、施工技術(shù)和質(zhì)量控制展開進(jìn)一步闡述。

2 直立鎖邊金屬屋面特點(diǎn)

2.1 水密性強(qiáng)

屋面采用直立鎖邊方式連接，板塊吻合緊密，直肋較高，整體屋面無明露螺釘，無需靠化學(xué)嵌縫膠密封防水，可有效避免雨水漫過連接縫滲入板塊的問題，同時(shí)，避免膠體老化帶來漏水問題，因而，水密性較好、較強(qiáng)。

2.2 有效解決金屬膨脹問題

直立鎖邊金屬屋面，通過在屋面支撐結(jié)構(gòu)鋼檁條至屋面板之間增加連接轉(zhuǎn)換層，有效避免金屬板直接固定在檁條上因溫度變形帶來的膨脹問題。采用直立鎖邊，中間設(shè)置轉(zhuǎn)換層，板塊與T型支座扣件相扣，扣件與縱向金屬屋面板塊同步位移，有效解決因熱脹冷縮所產(chǎn)生的板塊應(yīng)力。

2.3 構(gòu)造可靠

金屬屋面系統(tǒng)主要由支撐系統(tǒng)、填充層、轉(zhuǎn)換層、屋面層組成，檁條、檁托、鍍鋅鋼板組成支撐系統(tǒng)，吸音棉、保溫棉等組成填充層、次檁條、T型碼組成轉(zhuǎn)換層，屋面金屬板、天溝構(gòu)造組成屋面層，支撐層與主體鋼構(gòu)連接、轉(zhuǎn)換層與支撐層連接、屋面層與支撐層連接，通過各層不斷轉(zhuǎn)換，有效解決荷載傳遞和構(gòu)造附著的問題，確保和實(shí)現(xiàn)構(gòu)造的有效可靠。

本項(xiàng)目除上述金屬屋面共性外，主要個(gè)性特點(diǎn)為：

（1）設(shè)計(jì)造型復(fù)雜、施工難度大：本項(xiàng)目場館屋面采用為橢球形設(shè)計(jì)，屋面徑向由5個(gè)巴旦木花瓣分形狀屋面成五部分，環(huán)向由中心采光、屋面內(nèi)天溝分成2部分，造型復(fù)雜優(yōu)美、對(duì)施工板塊下料、安裝、精度控制提高了要求，具有較大施工難度。

（2）體量大、工期短、要求高：本館單體屋面展開達(dá)13500m2，屋面安裝工期62d，該項(xiàng)目為當(dāng)?shù)貥?biāo)志性工程，各方關(guān)注度高，施工質(zhì)量要求高。

（3）地處邊陲、施工環(huán)境劣：本項(xiàng)目地處新疆莎車縣，遠(yuǎn)離內(nèi)地，各種資源、地理氣候給施工帶來較大不利影響，特別是早晚溫差、全天平均溫度，對(duì)金屬屋面施工帶來較大挑戰(zhàn)。

3 金屬屋面施工技術(shù)

3.1 安裝工藝

根據(jù)設(shè)計(jì)及施工要求，金屬屋面安裝工藝流程為：

檁托安裝→檁條安裝→壓型底板安裝→襯檁安裝→隔聲層鋪設(shè)→T碼安裝→保溫層鋪設(shè)→防水層安裝→金屬板安裝→天溝收邊

3.2 支撐骨架安裝

本項(xiàng)目屋面骨架由屋面檁托、方通檁條、壓型底板及幾字襯檁等組成，整個(gè)屋面面系統(tǒng)均是在鋼結(jié)構(gòu)屋架上進(jìn)行，屬于懸空施工，這就給施工帶來很大的難度，施工時(shí)，搭設(shè)高空水平人行通道。針對(duì)本項(xiàng)目為橢球形設(shè)計(jì)，施工時(shí)，檁托安裝精度的控制是整個(gè)屋面安裝效果的關(guān)鍵。為此，屋面安裝施工前，設(shè)計(jì)要求，通過建模布設(shè)檁托位置，測出每個(gè)檁托所在支撐高度，施工中，精確布點(diǎn)，控制好檁托安裝高度，過程中，對(duì)個(gè)別檁托支撐玄桿有出入的進(jìn)行檁托調(diào)整。

3.3 金屬T型碼安裝

屋面系統(tǒng)鋁合金T型固定支座，是傳遞屋面荷載的受力配件，安裝前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)位置進(jìn)行放線，采用高強(qiáng)自攻絲將T碼固定在檁條設(shè)計(jì)的位置，確保T碼安裝準(zhǔn)確。T碼安裝關(guān)鍵是要保證直線度，否則會(huì)限制金屬板縱向的自由伸縮，導(dǎo)致金屬板凸起受損。

3.4 金屬面板加工

本工程直立鎖邊屋面板采用1.0mm厚AA3004H46鋁鎂錳板材，板寬為400mm，直立肋高65mm，采用直立鎖邊方式。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，屋面板的加工包括直板和弧形板兩種。板材加工前先按設(shè)計(jì)要求調(diào)整工作參數(shù)，包括立邊高度、板材寬度等。本工程屋面造型復(fù)雜，為不規(guī)則的雙曲面，每次下料不宜過多，做到隨下料、隨安裝、隨觀測，當(dāng)累積誤差較大時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整下料尺寸，確保面板安裝精準(zhǔn)。

3.5 金屬板安裝

金屬板安裝主要包括板位測設(shè)、金屬板就位、金屬板鎖邊。

（1）板位測設(shè)：T碼安裝合格后，金屬板就位前，需對(duì)板位進(jìn)行測設(shè)，放出面板端定位線，以面板板伸入天溝設(shè)計(jì)值長度為控制線，進(jìn)行剪裁。

（2）金屬板就位：屋面板的安裝主要根據(jù)作業(yè)范圍、條件進(jìn)行施工組織。本工程安裝時(shí)，以屋面內(nèi)天溝和花瓣為界限組織分區(qū)流水施工。安裝時(shí)，將板安放到測設(shè)位置，將小肋邊依次壓進(jìn)T碼，然后使下一塊板大肋扣在小肋上，聽到“咔”聲說明大肋己卡住小肋，再用手動(dòng)鎖邊夾間斷進(jìn)行固定鎖邊，防止大風(fēng)刮開已裝好的板。

（3）金屬板鎖邊：鎖邊前，先檢查金屬屋面板大肋與小肋卡扣情況，確認(rèn)肋邊緊密接合，再進(jìn)行鎖邊。鎖邊操作過程中，需確保鎖邊邊連續(xù)、平接，不能出現(xiàn)扭曲。

4 金屬屋面板質(zhì)量控制

針對(duì)金屬屋面特點(diǎn)和施工技術(shù)，本項(xiàng)目在金屬屋面質(zhì)量控制方面，主要對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制。

4.1 施工排版設(shè)計(jì)控制

本金屬屋面采用雙曲面橢球屋面設(shè)計(jì)，以當(dāng)?shù)匕偷┠净ò陥D形設(shè)計(jì)元素，把屋面分成六個(gè)區(qū)，使得整個(gè)屋面飄逸靈動(dòng)，但為施工安裝增添難度。因此，安裝板排版設(shè)計(jì)是屋面板安裝質(zhì)量得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。施工前，項(xiàng)目通過圖形建模，確立屋面分區(qū)，板塊位置，板塊形狀、板塊長度，并充分考慮材料在不同溫度下的使用情況，通過細(xì)致準(zhǔn)確的計(jì)算，確定屋面板的伸縮量，確保屋面分段、天溝收邊等處得到合理構(gòu)造。

4.2 嚴(yán)格規(guī)范施工作業(yè)

屋面板為現(xiàn)場成型，長度長，搬運(yùn)時(shí)，應(yīng)避免扭曲變形，導(dǎo)致安裝精度降低和造成后續(xù)施工不良影響。作業(yè)時(shí)，要求鎖邊連續(xù)、平整，禁止出現(xiàn)扭曲和裂口。鋁合金T型支座安裝時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制支座水平位置、傾斜角度及相對(duì)高差。施工過程中，盡可能的減少對(duì)面板反復(fù)踩踏，避免使其受損變形，影響其咬合力，減少安裝質(zhì)量潛在風(fēng)險(xiǎn)。

4.3 合理的施工安裝

（1）把好材料的源頭關(guān)：材料進(jìn)場后，施工單位應(yīng)組織自檢，并報(bào)監(jiān)理單位抽檢，根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖的要求，對(duì)面板、支座等材料的規(guī)格尺寸及出廠合格證、檢驗(yàn)報(bào)告、質(zhì)保書等質(zhì)量證明資料進(jìn)行檢查，確保資料齊全、質(zhì)量可靠。

（2）支架安裝：安裝前，應(yīng)對(duì)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行施測。測量控制過程中，關(guān)鍵是要做好檁托位置與高度控制測量、做好金屬T型碼位置與直線度、垂直度、相鄰支座位置差測量。支座安裝時(shí)，需控制好豎向方向的傾斜度，避免面板在長期的高差作用下，產(chǎn)生板肋受損、摩裂，導(dǎo)致漏水。

（3）面板安裝：面板安裝的質(zhì)量控制重點(diǎn)在于鋪設(shè)的整體性、連續(xù)性。施工時(shí)，應(yīng)注意分區(qū)之間的對(duì)接，分區(qū)內(nèi)各板塊的平順，板塊咬邊應(yīng)緊密且連續(xù)、平整，確保板塊放線、就位、咬邊、修剪、折邊和打膠工作的施工質(zhì)量。

（4）泛水安裝：泛水的施工應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行施工。施工前，對(duì)泛水搭接處進(jìn)行清理，施工過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)搭接長度、搭接方式進(jìn)行構(gòu)造施工，確保質(zhì)量可靠。

4.4 注重日常維修與養(yǎng)護(hù)

隨著時(shí)間的推移，自然環(huán)境的影響會(huì)對(duì)金屬板的防水效果會(huì)產(chǎn)生一定影響，但有效的維修保養(yǎng)會(huì)加強(qiáng)防水效果，減慢質(zhì)量下降速度。日常維護(hù)時(shí)，主要對(duì)屋面板進(jìn)行清洗、排查天溝、檐口、分區(qū)處質(zhì)量情況。對(duì)天溝內(nèi)部進(jìn)行打掃時(shí)，避免垃圾、落葉等雜物堵住水口，導(dǎo)致屋面發(fā)生滲漏。當(dāng)板面出現(xiàn)較大程度積破損時(shí)，應(yīng)更換新面板。更換時(shí)，先在面板上劃出待更換的范圍，利用無齒鋸將其切開，用螺絲刀將咬合邊撬開，利用手動(dòng)鐵皮剪，將咬合邊的30mm部分剪掉；重新制作新板填入，并進(jìn)行平整；在支架處使新板塊得以咬合；在兩端相距50mm的位置以交錯(cuò)的形式打孔，并向內(nèi)部填充硅膠，1h后硅膠初干，此時(shí)打鉚釘，并在釘頭與新板周圍打入硅膠，最后將金屬碎屑與破舊板清除即可。

5 結(jié)束語

目前，我國施工建設(shè)中，直立鎖邊金屬屋面系統(tǒng)因其適用性強(qiáng)，具有較強(qiáng)的防水性、抗風(fēng)性、耐久性及防火性，在大跨度空間結(jié)構(gòu)中的屋面得到廣泛的應(yīng)用，在高速鐵路站房和場館建設(shè)中都得以實(shí)踐。