謝 博

（中鐵城建集團(tuán)北京工程有限公司，北京 100024）

0 引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步和我國綜合實(shí)力的增強(qiáng)，各類民生類建筑應(yīng)運(yùn)而生。體育場(chǎng)館建筑更是如雨后春筍般成為各地展現(xiàn)人民風(fēng)貌的重要體系。在大型場(chǎng)館的建設(shè)過程中，復(fù)雜多變的屋面造型成為施工過程中較為重要的部分。其中2022 年北京城建北方集團(tuán)有限公司張楊等[1]的發(fā)明專利對(duì)底板安裝的技術(shù)做了進(jìn)一步規(guī)范要求。2022 年胡江煜[2]對(duì)屋面板安裝定位線的方式和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了專項(xiàng)研究。2021 年趙歡、李銳、江宏佳[3]對(duì)體育場(chǎng)鋁鎂錳直立鎖邊屋面板的技術(shù)誤差積累，及時(shí)糾偏技術(shù)進(jìn)行了研究。本文在此基礎(chǔ)上，對(duì)大型場(chǎng)館異形金屬屋面安裝過程中的鋁合金支座安裝的縱向控制、鋁錳鎂合金直立鎖邊板、金屬屋面安裝時(shí)設(shè)置固定點(diǎn)，以及同步控制、異形結(jié)構(gòu)測(cè)量定位放線等做了進(jìn)一步論述，提出了大型場(chǎng)館異形金屬屋面采用鋁鎂錳金屬屋面最能符合設(shè)計(jì)要求，并呈現(xiàn)出造型建筑美感。

1 工程概況

內(nèi)蒙古冰上運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中心建設(shè)項(xiàng)目大道速滑館工程位于呼倫貝爾市，建筑面積26 957.71m2，地下1 層，地上2 層，設(shè)置座椅3 000 個(gè)，建筑最高點(diǎn)40.28m。該工程下部結(jié)構(gòu)為混凝土框架結(jié)構(gòu)，上部屋面造型為鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)。屋蓋平面呈“矩形”，橫向?qū)挾葹?87.2m，縱向尺寸為88.9m，縱向整體立面造型呈“飛舞哈達(dá)”狀，造型波瀾起伏，如圖1 所示。

圖1 大道速滑館效果圖

工程建設(shè)積極響應(yīng)“三億人上冰雪”的號(hào)召，貫徹落實(shí)內(nèi)蒙古自治區(qū)政府和體育局關(guān)于發(fā)展冬季冰雪運(yùn)動(dòng)的要求，建成后作為全國第十四屆冬運(yùn)會(huì)的賽事主場(chǎng)館，同時(shí)也可承擔(dān)世界性國際大型滑冰賽事，為推動(dòng)冰雪運(yùn)動(dòng)發(fā)展奠定了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。

2 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

（1）本項(xiàng)目位于我國北部邊境地區(qū)，氣候相對(duì)寒冷，易出現(xiàn)冰凍、寒流等極端氣候，受氣候影響，每年實(shí)際可施工的時(shí)間僅為6 個(gè)月，故建設(shè)時(shí)間短、技術(shù)難度大。

（2）屋面造型復(fù)雜，鋁鎂錳板金屬屋面與排煙天窗、不銹鋼天溝、山墻裝飾鋁板的銜接處是控制的重難點(diǎn)，如果處理不當(dāng)，勢(shì)必引起屋面滲漏水。

（3）本工程跨度為88.9m，為了降低屋面滲漏的可能性，應(yīng)避免屋面板在同一坡度內(nèi)出現(xiàn)搭接。鋁鎂錳板下料長(zhǎng)度及固定方式應(yīng)充分考慮屋面板熱脹冷縮，屋面板下料長(zhǎng)度較長(zhǎng)，且要求固定支撐屋面板鋁合金支座安裝的順直度必須滿足設(shè)計(jì)要求。

（4）鋁鎂錳金屬屋面作為本工程的“臉面”，工程量巨大，工序眾多，尤其是鋁鎂錳金屬屋面與結(jié)構(gòu)屋面結(jié)合部位，鋼結(jié)構(gòu)焊接節(jié)點(diǎn)眾多，更增加了本工程工序的復(fù)雜性。

3 工藝流程及施工方法

3.1 工藝流程

總體施工安排→底板安裝→鋁合金支座安裝→各構(gòu)造層鋪裝→鋁錳鎂合金直立鎖邊板金屬板安裝→細(xì)部節(jié)點(diǎn)處理。

3.2 主要施工方法

3.2.1 總體張拉安排

根據(jù)屋脊線將屋面分為12 個(gè)區(qū)段進(jìn)行施工，現(xiàn)場(chǎng)施工過程是按照1 區(qū)→2 區(qū)→3 區(qū)→4 區(qū)→5 區(qū)→6 區(qū)→7 區(qū)→8 區(qū)→9 區(qū)→10 區(qū)→11 區(qū)→12 區(qū)的順序進(jìn)行流水施工。屋面板施工時(shí)利用現(xiàn)有塔吊配合移動(dòng)汽車吊進(jìn)行吊裝、轉(zhuǎn)運(yùn)。屋面板采用現(xiàn)場(chǎng)壓制成型，鑒于本工程屋面跨度較大，屋面板利用專用起吊器具將屋面板運(yùn)輸至屋面，吊裝時(shí)一次性吊裝15 塊金屬屋面板，然后通過人工搬運(yùn)至安裝位置，如圖2 所示。

圖2 屋面分區(qū)施工示意圖

3.2.2 底板安裝

本工程屋面沖孔底板采用0.47mm 厚TD 高強(qiáng)（G550）鍍鋁鋅穿孔壓型鋼板，肋高29mm，板寬995mm，自檁條上安裝，采用自攻釘固定。在安裝基礎(chǔ)上，應(yīng)對(duì)工作面進(jìn)行檢查，滿足標(biāo)準(zhǔn)后，方可施工，待安裝完畢后，要注意對(duì)其進(jìn)行最后的防護(hù)，不得直接踩踏或放置重物，在后續(xù)工序施工前要對(duì)底板進(jìn)行必要的保護(hù)措施。

底板安裝前，在已架設(shè)好的檁條上，用水平儀、經(jīng)緯儀，先測(cè)放一排板的安裝基準(zhǔn)線，以該條線為基準(zhǔn)，按20 片板寬為一組間距，對(duì)底板安裝位置進(jìn)行測(cè)量。在施工之前，先在屋面次檁條上測(cè)量每一塊板的安裝位置。用這條線作為基準(zhǔn)，用板的寬度作為間隔，放出每一塊板安裝位置線。在安裝底板時(shí)，首先在檁條的安裝面上安裝一排底板，再把已經(jīng)安裝好的面板作為工作平面，按順序往前安裝，搭接長(zhǎng)度不小于50mm。在安裝基礎(chǔ)板之前，首先松開定位板的邊線，然后進(jìn)行定位。按照定位板的順序進(jìn)行基板的安裝，每隔10 行進(jìn)行一次測(cè)量。為避免出現(xiàn)過大累計(jì)誤差，安裝過程中對(duì)底板的安裝尺寸偏差及時(shí)進(jìn)行檢查和校正。

安裝過程中，嚴(yán)禁將壓型鋼板拖在凹凸不平的地面或鋼結(jié)構(gòu)方通上，不得將其他雜物和工具拖到壓型板上。將第一塊壓板安裝到位后，將其兩端和頂部分別拉出一條不間斷的準(zhǔn)線鋼絲。這兩條鋼絲與前一條鋼絲作為導(dǎo)向鋼絲，方便隨后的沖壓成型。在安裝完一段面積后，進(jìn)行頂面檢測(cè)，通過測(cè)量已經(jīng)固定好的壓板的寬度，從上至下進(jìn)行測(cè)量，確保無移位或缺邊的情況。在下一次放樣的標(biāo)志點(diǎn)上安裝，檢查鋼板的安裝偏差，符合設(shè)計(jì)要求后，再對(duì)鋼板進(jìn)行整體緊固。如不能達(dá)到要求，可在下一個(gè)標(biāo)識(shí)區(qū)段中進(jìn)行調(diào)整，此時(shí)可在此標(biāo)識(shí)區(qū)段上調(diào)整好，將標(biāo)識(shí)區(qū)段調(diào)整到原來的區(qū)段后，再完全擰緊。安裝完畢后，要及時(shí)檢查是否有漏接的地方，對(duì)壓型鋼板的角隅部位，要用隔熱材料填補(bǔ)。

3.2.3 鋁合金支座安裝

鋁合金板支撐結(jié)構(gòu)是將風(fēng)載荷傳給次梁的承載構(gòu)件，其安裝質(zhì)量對(duì)屋蓋結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力有很大的影響。另外，鋁合金支架的裝配誤差也會(huì)對(duì)頂板縱向自由膨脹和前屋蓋切口的緊密性產(chǎn)生影響。所以，屋面支撐件的安裝是整個(gè)施工過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

面板固定座在施工過程中，對(duì)支座的水平位置偏差，傾斜角，平面角進(jìn)行控制。當(dāng)支座的橫向位移大于5mm 時(shí)，就意味著支座與其他支座的縱長(zhǎng)不在一條線上，就會(huì)對(duì)面板的縱向自由膨脹產(chǎn)生一定的影響。當(dāng)板材受熱膨脹時(shí)，在偏心支座上會(huì)產(chǎn)生較大的阻力，或者由于長(zhǎng)時(shí)間的摩擦，板筋斷裂而導(dǎo)致漏水。支座傾斜角度大于2°時(shí)，板肋在咬合時(shí)會(huì)咬破板肋，造成漏水[4]。

利用經(jīng)緯儀將檁條上的軸線引出，作為安裝鋁合金支架的縱向線。第一排鋁合金支架的安裝是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)后面支架的裝配精度有很大的影響。為此，對(duì)首行支承的位置進(jìn)行了反復(fù)的檢查，并用刻度尺測(cè)定了它們之間的距離。此外，在屋蓋結(jié)構(gòu)中，支撐板的數(shù)目也直接影響到屋蓋的抗風(fēng)承載力。因此，在板材長(zhǎng)度方向上，要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求布置，不得有遺漏。屋面板支架的安裝質(zhì)量控制，是在屋面板安裝之后，由于熱脹冷縮的作用，可以讓屋面板自由滑動(dòng)，避免了由于支架安裝不當(dāng)而導(dǎo)致的屋面板滑動(dòng)時(shí)撕裂。在安裝鋁合金支架時(shí)，首先要在支架下面安裝隔熱墊。支架上的兩個(gè)自攻絲是對(duì)稱的。在安裝過程中，首先安裝一根自攻釘，再對(duì)支架進(jìn)行一次矯正，調(diào)整好偏差，并注意支座端頭安裝方向應(yīng)與屋面板鋪板方向一致。再將第二個(gè)螺絲插進(jìn)去，并將它固定住。安裝完成后，要對(duì)螺絲擰緊情況進(jìn)行檢查，防止出現(xiàn)沉釘、浮釘。首先，對(duì)每個(gè)鋁合金支架進(jìn)行目視檢查，以確定其與同一直線。當(dāng)鋁合金支撐變形量過大時(shí)，屋面變形過大，屋面板的自由膨脹將受到一定的影響，嚴(yán)重時(shí)，板肋還會(huì)因溫差而發(fā)生磨損。所以，如果出現(xiàn)了很大的偏差，要及時(shí)校正，直到符合安裝要求為止。在支架安裝完畢后，對(duì)支架進(jìn)行全面檢測(cè)，并利用拉線的方法對(duì)固定支架的梅花頭位置進(jìn)行復(fù)查，如有錯(cuò)位，坡度不一致，與頂板不平行，應(yīng)立即進(jìn)行校正，如圖3 所示。

圖3 鋁合金支座安裝完成圖

3.2.4 構(gòu)造層鋪裝

屋面各構(gòu)造層材料用塔吊提升至屋面后，由施工人員轉(zhuǎn)移至安裝位置進(jìn)行安裝。保溫材料在施工過程中運(yùn)到屋面后要及時(shí)用完，避免大量堆放。在每一種結(jié)構(gòu)層的鋪設(shè)之前，都要事先確定鋪設(shè)的方法，并按照鋪設(shè)的方法對(duì)其進(jìn)行切割，切割邊的直線偏差不得超過5mm，接縫偏差不得超過2mm，板與板之間的接縫處要用特制的膠帶粘合。其安裝順序?yàn)椋河晌蓓斠欢讼蛄硪欢税惭b，相鄰兩片隔熱吸音棉之間的搭縫宜交錯(cuò)排列，兩端及邊沿用專用工具釘牢。隔熱和吸音層的施工重點(diǎn)是防水，為了避免長(zhǎng)期裸露在外，施工過程中要嚴(yán)格組織/集中施工，盡可能縮短保溫材料的外露時(shí)間，還要備好防雨苫布，施工完畢后，要將沒有覆蓋的隔熱吸音材料暫時(shí)遮蓋起來，以免晚上被雨水打濕。在施工過程中，應(yīng)注意綁扎牢固，在接縫處進(jìn)行重疊，以避免出現(xiàn)冷橋。保溫、吸音棉的安裝，特別要做好轉(zhuǎn)角部分的施工質(zhì)量，例如，屋面與天窗交口處、山墻邊、泛水處、邊緣立面封堵等地方，這是施工中易被忽視的地方，冷空氣就會(huì)從這些地方進(jìn)入到房間里，從而影響到整體屋面的隔熱性能，所以，它是施工中的關(guān)鍵控制區(qū)域。為了防止因氣候變化而影響鋪設(shè)，應(yīng)盡量與屋面板平行施工。為確保項(xiàng)目的質(zhì)量，嚴(yán)禁在雨天、雪天、大風(fēng)等惡劣天氣進(jìn)行施工。

3.2.5 鋁鎂錳金屬屋面板安裝

首先對(duì)面板的安裝位置進(jìn)行放樣，通常以面板與天溝之間的距離作為控制線。面板出天溝的長(zhǎng)度按板長(zhǎng)1/1000+下彎15mm+30mm 寬+30mm 尺寸余量C 確定，其中，夏天安裝C 為25mm，冬天為15mm，但不少于100mm。例如：屋面板長(zhǎng)度30m，屋面板伸入天溝長(zhǎng)度為100mm。

屋面板在現(xiàn)場(chǎng)加工完成，按照屋面的總體施工次序，在屋面檐口的空地上各開一片屋面處理場(chǎng)地，作為屋面板和卷材的堆放場(chǎng)地。屋面板加工場(chǎng)地應(yīng)平整，對(duì)加工場(chǎng)地承載力不足的地面，采取加固。用鋼扁擔(dān)將屋面板吊運(yùn)至施工位置，并固定牢固。

工人將鋼板吊裝至安裝位置，檢查鋼板的小邊緣是否全部與固定座相扣，首先要對(duì)齊鋼板端部的控制線，再將其強(qiáng)行插入前面一片鋼板的搭接邊上。檢查搭接的接縫能否嚴(yán)密，不能拼接的要及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)進(jìn)行處理如圖4 所示。

圖4 屋面板安裝示意

為確保屋蓋在熱脹冷縮時(shí)按預(yù)先確定的方向進(jìn)行伸縮，在屋面上應(yīng)設(shè)錨固點(diǎn)。同時(shí)，考慮到屋蓋長(zhǎng)度較長(zhǎng)，屋蓋具有一定的弧形，因此，為了避免屋蓋的滑移，在屋蓋上也必須設(shè)置相應(yīng)的錨固點(diǎn)[5]。其安裝位置與屋面板長(zhǎng)度、屋面坡度、板材寬度及屋頂荷載等因素有關(guān)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，將屋面板沿縱向的兩個(gè)方向進(jìn)行自由伸縮，從而很好地解決了這個(gè)問題。固定點(diǎn)施工時(shí)必須注意不銹鋼螺栓的選用必須符合要求，以保證固定點(diǎn)既能鉚固穩(wěn)定，又不至于伸出太多而導(dǎo)致面板磨損，如圖5 所示。

圖5 屋面板固定示意

面板位置調(diào)整好后，將端面板下面的泡沫密封蓋上，并將其鎖住。鎖邊要連續(xù)，平整，無變形，無開裂。當(dāng)鎖邊機(jī)向前推進(jìn)時(shí)，應(yīng)將其前端1m 以內(nèi)的壓力壓緊，以使其緊貼。對(duì)當(dāng)日安裝的嵌板進(jìn)行封邊處理，以防止夜間來風(fēng)時(shí)，嵌板不會(huì)被風(fēng)刮走。當(dāng)板材的厚度為0.9 ～1.2mm 時(shí)，鎖邊的直徑在21±1mm 范圍內(nèi)，通常選擇21mm。

對(duì)檐口及天溝處的板邊緣進(jìn)行修整，使屋面板伸出天溝的長(zhǎng)度不低于規(guī)范要求，從而能有效地避免因風(fēng)力而將雨水刮進(jìn)屋中。

金屬屋頂?shù)牟考缺仨毑扇》雷o(hù)措施，避免碰撞變形，變色，污染。金屬屋面安裝完成后，及時(shí)對(duì)屋頂進(jìn)行清掃；如果使用中性清洗劑清潔屋頂，清理前屋面必須做抗腐蝕性測(cè)試。用中性清潔劑清洗后，要立即用水清洗。

4 結(jié)論

本文對(duì)內(nèi)蒙古冰上運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中心建設(shè)項(xiàng)目大道速滑館金屬屋面施工，提出了一整套完整的異形金屬屋面施工技術(shù)，通過采用大跨度異型鋁錳鎂合金直立鎖邊板金屬屋面系統(tǒng)的安裝，提高了施工效率，并節(jié)約了施工成本。具體結(jié)論如下：

（1）異形金屬屋面鋁鎂錳板根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸加工制作，有效提高了材料利用率，同一坡度范圍內(nèi)屋面板沒有接頭，降低屋面滲漏概率，減少后期維修保養(yǎng)，經(jīng)濟(jì)效益突出。

（2）通過對(duì)異形金屬屋面安裝施工的研發(fā)及應(yīng)用，為大道速滑館的早日運(yùn)營創(chuàng)造了必要的條件，得到業(yè)主及社會(huì)各界的一致好評(píng)。

（3）在今后大型場(chǎng)館異形金屬屋面施工技術(shù)中提供重要參考價(jià)值，可在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)制作所需不同長(zhǎng)度板提供了借鑒，并減少材料浪費(fèi)。