复杂弧形屋面钢结构施工技术

复杂弧形屋面钢结构施工技术摘要：目前，我国的城市发展十分迅速，很多大型公共建筑类项目采用了复杂弧形钢结构屋面，该屋面具有体量大、复杂弧形、多层、外向倾斜等特点，施工安装难度较大，采用分段制作、运输，部分钢梁在地面拼装为整体，然后吊装的施工技术方案，结合平行作业和流水作业的施工组织方式，保证了施工安全和施工质量，取得了较好的经济效益和社会效益。关键词：钢结构；施工方案；大跨；弧形屋面引言建筑工程施工过程常使用钢结构，其中屋面的防水施工是重点内容，合理应用施工技术可提升建筑的使用性能与经济效益。当前，在建筑屋面钢结构施工过程中，由于技术应用不当，导致建筑防水效果不好。因此，需要找出屋面防水存在的问题，并制定出具体措施，保障建筑质量。1钢构屋面技术概述（1）钢构屋面是一般采用薄型压型金属板材、将结构层和防水层合二为一的屋盖形式，形成围护系统，防水等级为I~III级。通常基板的种类有不锈钢板、铝合金板、铜板、镀锌板、镀铝锌板、镀铝镁合金板、钛合金板等，厚度范围0.4~1.5mm，屈服强度200—500Mpa、最高可达1000Mpa。根据耐腐蚀要求和色彩装饰效果，一般需在基板的表面涂装处理，通常为聚酯涂层、耐候型聚酯涂层、氟碳涂层等，故通常称之为彩钢板，不同基板结合各类涂层，在同等使用环境下的耐腐蚀程度从10年--25年。（2）按照板型受力和制作方式有多种多样。大致上分为夹芯板和现场复合压型板二大类别，夹芯板是由上、下单层压型彩钢板、中间夹岩棉等保温材料在工厂一次性加工成型后到现场直接安装，现场复合压型板就是把这一工厂的加工过程在现场分步实施。因板的长度、运输、密封性等原因，现场复合压型板的方式在面积和跨度较大的钢结构建筑中应用较多，而夹芯板因运输、安装方便一般用于小型钢屋面。2复杂弧形屋面钢结构施工技术2.1工程概况城市建筑以其独特的方式传承着文化，为人们营造一个和谐和安宁的精神家园。当前国家处于建设阶段，建筑行业的发展来势迅猛，如火如荼，遍及全国各个区域，建筑风格新颖多样。尤其是一些公共建筑，以其独特的造型和结构彰显出城市特有的个性与风采，也因此而成为一个城市的地标性建筑物，形成了该地区经济与文化的独特魅力。浙江山水六旗乐园项目为嘉兴市重点工程，也是美国六旗在亚洲的第一站。六旗乐园的寻险探奇广场建筑屋面是一个四坡的钢结构弧形屋面。屋面长度约135米，宽度约64米，呈弧形状，投影总面积约8000平方，屋脊标高16.2米，檐口处结构标高15.2米，主体钢结构为H型钢梁，尺寸最大为H1600x500x30x35,单根跨度24米，屋盖为有檩结构形式，檩条为150*100*3方钢管，屋面围护系统为铝镁锰直立锁边夹芯板，基板为0.6mm厚900型穿孔镀锌压型钢板。2.2屋脊漏水处理方式当建筑处于雨水冲击环境下时，雨水常从屋脊位置的接缝处渗入到建筑室内。产生这种现象的主要原因为屋脊处的盖板与下方屋面位置交接处密封状态不良，或者是相邻屋脊之间的焊缝上铆钉或者硅胶等出现裂开问题，使屋脊位置的防水效果较差。针对建筑屋脊防水问题，可在设计过程将盖板宽、翻边长度等适当增加，依照屋面钢板最高点和最低点之间的尺寸，对屋脊边缘进行加工和裁剪，保障其与屋面板之间在外形上贴合度更高。同时使用和钢板相符的堵头，采用胶泥把堵头上下贴合紧固，避免堵头出现脱落的现象，使屋脊密封出现问题。在相邻屋脊钢板在衔接过程中，要将搭接长度增加，同时尽可能多设置多个铆钉固定点。在填充缝隙过程使用品质和性能良好的硅胶或者胶泥，施工时要保障填充物将缝隙填满。2.3主要施工工艺以浙江山水六旗乐园片区一TP501钢结构屋面为例介绍安装工艺。屋面最高标高为16.2m，钢梁最大跨度为24m，单根梁最重19t。1）钢结构的分解和下料:弧形钢梁的分解和加工是一大难点，项目部运用泰克拉软件对钢结构进行三维建模，进行准确的分解，精确钢结构梁的弧度以及截面尺寸；为保证安装质量，安装前在钢结构加工场进行预拼装，保证达到设计要求的弧度才运至现场安装。2）测量放样：本钢架的弧度是双曲的，给测量放线带来了很大的难度。主体施工时候预埋件的位置的确定相当关键。1）测量员先在cad图纸上计算出预埋件位置的坐标。2）运用全站仪放出预埋件位置。3）在主体混凝土浇筑前和混凝土浇筑后都进行复测，防止预埋件位置偏差。4）钢结构建模分解前，复测施工现场的尺寸偏差，根据现场实测进行构件加工。5）将预制好的构件运输至施工现场进行拼装、并进行校核。3）钢架吊装：吊装时塔机可以作业的范围，均验收塔机所能起吊的重量，满足要求的均用塔机进行吊装。因塔机吊装重量有限，所以对于塔机臂长度不够或不能满足起吊重量要求的区域，该区域钢构件使用汽车起重机进行吊装。考虑到起重量较大，使用50t汽车起重机进行吊装。50t汽车起重机的主臂长为40.5m，汽车起重机自重为40t，最大起重重量约55t。可以将每跨内的几根梁先在地面上拼装完成后一起吊装，减少高空拼装的工作量。2.4设施孔洞漏水处理在建筑屋顶，常存在各种设备如：风机、采光板、设备底座等开孔，导致屋面钢板出现不连续的问题，与此同时，设备与钢板受到温度产生的涨缩程度不一致，设备底座没有使用可移动结构、没有设计防水层、搭接位置连接不好、密封材料问题等原因，导致屋面设施孔位置产生裂缝。针对以上问题，设计者在设计过程要和设备生产厂商之间进行有效沟通，了解设备底座、采光带、钢结构屋面之间的连接形式，进而设计出合理的施工图。在底座可移动结构的安装方面，应在屋顶钢板安装施工之前完成，保障采光板和屋顶钢板之间型号、尺寸等相符。为避免孔洞产生渗漏，可将纵向位置最高点处胶泥宽度适当增加。在钢板收边施工之前加设防水层，使用堵头和胶泥加以固定，在密封时向接缝位置打胶处理。在安装导水管时，要保障平整、密封良好，使积水可顺畅流通。安装气楼之前，应保障防水性良好，以上安装结束后，对设施开孔做好防水工作，防止渗漏。2.5现场地基处理在吊装时，建筑物周边已完成临时道路铺设，现场全部为回填土，对吊车站位及行走和运输区域地基必须做相应处理，使之能够满足吊装时的承载要求。1）回填土地耐力加强：回填土临时道路铺设80cm厚道渣压实并浇筑20cm厚混凝土。2）增大承载接触面积：50t汽车吊机行走区域地基从地面开始基础上部铺设厚140mm、长4m、宽2.5m的路基箱1层，路基箱4m长度方向顺着吊机轮胎行走方向。在吊机吊装站位区域4个支腿下方均铺设1层路基箱：每个支腿下路基箱双层双向垂直布置，最上一层为吊机随车配的枕木。结语钢结构是主要的建筑结构类型之一。大型、复杂钢结构越来越多地应用于体育馆、广场、车站、机场和文化中心等大型公共建筑。其有效的施工安装是实现预期建筑设计效果的重要保证，但往往受制于现场条件，其施工技术常存在一些困难。本项目采用分段制作、运输，部分钢梁在地面拼装为整体，然后吊装的施工技术方案，结合平行作业和流水作业的施工组织方式，保证了复杂弧形屋面钢结构的施工安全