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三重檐金属屋面菱形渐变交织网镂空铝板施工技术

作者:企业专利 来源:企业专利 时间:2024-04-23 17:57:01 点击:

  屋面镂空铝板安装的斜屋面坡度从46°~76°不等,呈不规则曲面,为保证屋面曲率一致及平顺美观的最终成型效果,需对钢结构屋面的原始偏差及金属屋面本身的安装偏差进行大量的调节和有效的控制。

  屋面弧形控制通过在结构主檩上设置次檩,同时对每一道次檩按照圆弧坐标进行标高的严控,使屋面弧形在最底层涂层承重压型钢板安装前就得到控制,这样在以后屋面各构造层安装中,只需控制相对安装误差即可达到设计弧形要求。

  本工程镂空铝板屋面安装在铝镁锰金属屋面上,为了能够更好的保证金属屋面的风荷载、镂空铝板自身的防风性、金属屋面以及镂空铝板的安全性满足规定的要求,经与设计单位沟通、深化,对屋面加强固定措施进行了优化,采用了3种加强固定措施相结合的方法。首先,增加镂空铝板的加固点,从金属屋面的钢结构龙骨上生根,采用80 mm×80 mm×4 mm镀锌方管形成镂空铝板的加固支座;其次,采用2个厚3 mm不锈钢法兰盘通过螺栓将镂空铝板与铝龙骨进行连接;最后,无法兰盘位置的镂空铝板再通过防风夹具将镂空铝板与金属屋面板以及屋面支座紧紧夹在一起,通过这一种新颖的加强固定措施,能更好地保证镂空铝板以及金属屋面板的安全性。

  安装需要注意的几点:一是所有铝板板面加工误差必须在对应的板缝中消化,防止出现误差累计;二是安装时将整个镂空铝板安装工程分为若干个小单元,即将镂空铝板以镂空孔为基点,围绕镂空点位置的4块镂空铝板在地面进行拼接,形成一个小单元,然后将小单元块放置在铝龙骨上,用不锈钢自攻钉进行精准连接,固定前一定要保证每个小单元之间的明缝大小符合图纸设计要求。

  屋面镂空铝板铝龙骨与加固方管的连接方式为:在穿出屋面的加固方管与铝龙骨交点位置,采取不锈钢法兰盘与加固方管上200 mm×200 mm×4 mm的不锈钢板螺栓连接固定,将方管与铝龙骨可靠连接。

  加固方管穿出屋面金属板处采取铝焊的方式对屋面板做处理,铝焊之后采用丙烯酸防水涂料辅之以纺织聚酯布,保证防水万无一失。

  2)所有测量数据一定要经过复核,若超过允许误差,应查找原因及时纠正,若在允许误差范围内,经过确认无误后,进行下一步工作。

  3)测量放线内容。根据软件测量数据,在钢结构龙骨以及金属屋面相关的表面定位出下列各点及线:镂空铝板加固支座方管、法兰盘安装的地方点、线;镂空铝板加固支座方管、镂空铝板铝龙骨安装标高定位线;镂空铝板安装倾斜面的定位基准线(测量基准点)。以上各控制线主要是控制镂空铝板铝龙骨的位置、距离以及镂空铝板倾斜面的精准度。

  三重檐金属屋面菱形渐变镂空铝板安装实施工程技术采用了先进的BIM技术建立实体模型,根据实体模型再深化材料加工尺寸及排版并进行精准下料,使现场安装更准确、快捷;将数据处理和信息反馈技术应用于施工,对各个施工节点来优化、细化,对镂空铝板金属屋面的加固体系及整个金属屋面系统的防水施工都有独到的创新,为造型新颖的建筑物外观提供了可靠的设计按照和施工借鉴。

  本工程的镂空装饰板的拼缝由明、暗2道缝组成,明缝宽50 mm,不打胶,暗缝宽16 mm,打与铝板同色胶。

  板缝打胶:在某区域镂空铝板安装好后,严格检查铝板与铝龙骨连接的可靠性及扣盖位置的准确性,检查合格后,将板面四周的保护膜撕开,在铝板拼缝及扣盖与铝板的拼缝两侧粘贴美纹纸,美纹纸间的水平距离为胶缝的宽度,然后塞入泡沫填充棒,再进行耐候密封胶施工,待密封胶凝固后将美纹纸和保护膜一起撕下并清理干净。

  经过全站仪的精准定位后,根据图纸要求计算镂空铝板加固支座的方管高度,方管采用80 mm×80 mm×4 mm镀锌方管,将方管与金属屋面钢结构龙骨进行焊接,方管的端头采用200 mm×200 mm×4 mm的不锈钢板进行封闭焊接,严控焊接质量以及防腐防锈漆的涂刷质量。

  待铝焊验收通过后,采用德泰防水盖片进行第2道防水施工,首先清理金属屋面板以及铝焊缝区域,清洗整理干净后再进行德泰防水施工,该防水材料不会因为金属屋面板的热胀冷缩而拉裂,能更好地保证屋面系统的防水功能,每一处的德泰防水必须严格验收,注意防水材料的牢固性、密实性,不允许存在气泡、缝隙等,对不合格的部分进行重新施工,一定要保证其封闭性。镂空铝板支座加固及防水节点见图3。

  高空作业时不准向下或向上乱抛材料和工具等物件,施工中使用的小型工具(如铁锤、扳手、螺栓等)必须放入工具包内,不得发生坠物现象。物料放置在平屋面上,使用时用工具包将所需物料装袋运输至施工处,运输中注意成品的保护。

  镂空铝板施工作业面的最大坡度为76°,最高点为40.3 m,现场无法搭设脚手架及临边防护,实施工程人员必须采用软索挂梯进行镂空铝板安装施工,因此在施工全套工艺流程中必须将安全带及保险绳同时挂在屋面设置的不同临时固定点上,以保证操作工人的安全。

  镂空铝板主要龙骨为50 mm×50 mm×3 mm铝方通,材料应结合现场及图纸在相应部位屋面上切割。安装时应根据镂空铝板排版进行精准定位,每个法兰盘的中心点应在支座方管中心点,铝龙骨之间通过法兰盘采用M8×75 mm不锈钢螺栓连接,即采用双不锈钢法兰盘将铝龙骨与加固方管上不锈钢板进行连接、固定,将镂空铝板、金属屋面板与钢结构网架连成整体并固定牢固(图6)。

  【关键词】三重檐金属曲面屋盖;菱形渐变交织网;镂空铝板;安装施工;防水处理;BIM技术

  南宁东站位于广西壮族自治区南宁市,总建筑面积267 471 m2,设置24台面30线 m,站房总建筑面积约120 000 m2,是目前国内铁路客站规模大、技术性强并极富感染力的大型现代化综合高铁站。屋盖围护结构采用铝镁锰合金金属屋面体系,由进站厅及候车厅2部分所组成,屋盖为三重檐曲面屋盖。屋盖面积70 000 m2,为双层金属屋面,下层采用铝镁锰板,上层采用菱形渐变镂空铝板拼装而成,整个屋面造型独特,金属屋面施工工艺复杂,主要含支撑层、防尘层、吸声层、隔汽层、保温层、防水透气层及厚1 mm铝镁锰合金屋面系统,屋面系统上为厚3 mm氟碳涂层菱形镂空铝板,屋面外观效果见图1。

  待镂空铝板加固支座验收合格后开始金属屋面构造层以及铝镁锰屋面板安装的施工,对加固支座区域的金属屋面板进行防水施工,金属屋面构造层施工时,方管周边各构造层做法应根据不一样的要求铺设。如防水透气膜应离开方管四周50 mm开始铺设,以防对该区域的金属屋面板进行铝焊时产生火灾;保温岩棉应密贴铺设,与方管不留缝隙。铝焊质量应严控,每个铝焊缝必须严格验收,未经验收的不允许进行下道工序,不符合质量发展要求的铝焊缝重新焊接,一定要保证焊缝质量。

  打胶需要注意的几点:耐候密封胶的施工厚度以及宽度严格按照图纸设计的基本要求施工;施工温度为5~30℃,严禁低于5℃施工,严禁大风或雨天施工;防止三面粘贴;打胶前清洗必须认真、彻底,美纹纸粘贴顺直、牢固;胶缝应均匀、饱满、顺直、连续。第1次打胶与第2次打胶的时间间隔较长时,应将接茬处原胶切除一段,切面为斜面,以便与新打胶黏结牢固[4]。

  屋面为菱形渐变交织网状结构,外观别致,造型复杂,屋面板采用菱形镂空铝板拼装而成,铝板尺寸多变,数量巨大,下料加工困难。本工程根据金属屋面图纸与镂空铝板图纸,利用BIM技术建立三维实体模型(图2),再依据实体模型对铝板排版进行深化,并进行精准下料,大幅度的降低下料难度、减小施工时间。考虑到镂空铝板工程的常规使用的寿命、安全性,经与设计院沟通,对金属屋面加固点的精准定位、加强固定措施、镂空铝板阴阳角、防水、防风等节点来优化处理,保证镂空铝板使用的安全性、外观整体的美观性[1]。

  每个螺栓必须拧紧,验收时针对每个螺栓的牢固度进行全方位检查。安装时确保铝龙骨标高及平整度,以免镂空铝板安装后存在波浪现象。不锈钢法兰盘与铝龙骨连接节点如图7~图8所示。

  待铝龙骨及不锈钢法兰盘安装验收通过后进行镂空铝板安装,根据三维模型转换的下料单及放样图,在已调整好的铝龙骨上安装镂空装饰面板,安装顺序为从上至下、从左至右进行,安装前首先测量铝龙骨的顺直度、平整度以及铝龙骨的分格排布是否准确,确定无误后才可以进行铝板的安装。铝板安装时先测量放出起始的基准线,之后安装起始定位的第1道铝板,明缝用304不锈钢自攻自钻丝(M5.5×35 mm)固定在铝龙骨上,暗缝用防锈涂层M5.5×25 mm自攻自钻丝固定在铝龙骨上,然后依次进行后续铝板的安装(图9),最后进行铝板调平、板缝调整及垃圾清理等工作[3]。

  另外,本工程的施工工艺与传统的施工工艺相比,具有材料加工精确、实施工程质量好、进度快、节约材料、节能环保等优点,有较好的社会效益和经济效益。

  [2]乔聚忠,傅新芝,朱军林.昆明新机场航站楼超大面积双曲面金属屋面实施工程技术[J].实施工程技术,2011(5):24-26.

  由于采用屋面新型加强固定措施施工工艺,加固支座的主要方管需要穿过金属屋面,所以防水措施特别的重要。经过深化设计,首先将穿过金属屋面区域的金属屋面板采用铝焊的办法来进行第1道防水施工,铝焊完成后在方管的周边采用当前世界先进的德泰防水盖片进行第2道防水施工,最后再进行打胶处理,待打胶施工完成后对成品镂空铝板进行清洁、检查,确保其使用功能和外观效果。

  施工准备→BIM建模→测量放线→镂空铝板加固支座方管安装施工→金属屋面系统施工→金属屋面加固支座节点防水施工→镂空铝板龙骨安装施工→镂空铝板安装→镂空铝板胶缝打胶处理→材料及垃圾清理→镂空铝板清洁、自检→竣工验收[2]

  4.1 测量放线)采用BIM技术将金属屋面工程与镂空铝板工程进行整体融合,建立三维实体模型,利用软件导出各主要控制点的三维空间坐标,通过全站仪对Βιβλιοθήκη Baidu个控制点进行精准定位,理论与现场实际相结合,将误差降至最低,所使用的仪器经检测合格后方可使用。

  根据金属屋面图纸以及镂空铝板图纸要求,防风夹具采用成品定尺夹具来安装,安装时注意每个夹具与铝龙骨之间连接的牢固性、稳定性、有效性,每个螺栓必须拧紧,主要是采用M8×35 mm不锈钢螺栓、M12×35 mm不锈钢螺栓,防风夹具必须夹住金属屋面构造层中的支座上,以更好、更有效地将整个镂空铝板系统与金属屋面系统连接起来,将外力传递至金属屋面中的铝支座,然后通过铝支座传递至钢结构网架上,使金属屋面系统与钢结构网架系统连成整体。防风夹具安装时注意严格按照安装控制线来安装,安装的角度、间距一定要符合图纸设计的基本要求,利用全站仪定点、定线,由点到线,由线到面,保证整个镂空铝板工程的施工质量。

  【摘 要】南宁东站高铁站房工程采用了三重檐金属曲面屋盖,造型独特,施工工艺复杂.为此,通过建立BIM三维模型,并在屋面菱形渐变镂空铝板的加工、安装、连接固定、防水施工等方面做技术创新与优化,最终使工程顺利完竣,取得了良好的社会效益和经济的效果与利益.