大型体育场馆双层金属屋面板安装施工工法

大型体育场馆双层金属屋面板安装施工工法1.前言步入新世纪，建筑行业的发展迎来了蓬勃式的发展，从基础设施到全民健身中心，世界各国都在进行着建设竞赛。随着人民生活水平的提高，人们不仅仅只是一味地追求物质上的需求与满足，相反而至，精神追求可谓来势汹汹，尤其对健康的体质，为此以体育锻炼为中心的许多运动设施就此兴起。在城市的布局中总能发现许多造型独特、城市地标的大型体育场馆。最耀眼的是幕墙与屋面结构，随着时间的变迁，屋面结构也从传统外观简洁单调、结构繁多冗杂、防水作用有限的单板设计变化为集建筑外观大方、结构程序简洁及防水效果良好的双层金属屋面板，得到了大多数建筑师的青睐。中建三局集团有限公司在青海省海东市体育中心项目体育场、体育游泳馆屋面均采用双层金属屋面板，合计31500㎡，在如此体量上双层金属板应用，从工期、成本、安全、质量等方面均将屋面工程提升了新的高度。相比传统卷材防水和单板装饰，其独特的防水效果及外立面装饰观感，具有较广泛的推广、实用价值。2.工法特点2.1大型体育场馆双层金属屋面板安装施工技术：2.1.1防水效果明显：铝镁锰板现场加工、机械整边，保证了板起结构防水、排水功能，咬合接缝可以避免螺栓固定所造成的漏水隐患。2.1.2减小温度应力：“T”型码与铝镁锰板的咬合接缝，无论建筑形状如何，在温度变化下可以自由收缩，避免温度应力。2.1.3经济、美观：利用铝镁锰板的防水性能结合铝单板光滑平整的装饰外观，诠释经济适用、效果美观。2.1.4整体性、稳定性良好：套装式的连接件既能保证铝镁锰板的完整性，又能使上部的铝单板固定保持稳定。3.适用范围本工法适用于各类双层金属屋面板安装固定。尤其针对大跨度，屋面结构形势复杂且地区降水丰富的金属屋面结构。4.工艺原理整体大框架与屋面钢结构连接，采用新型连接件将金属铝镁锰板与屋金属面板相结合形成双重保障，完成最终安装。首先将屋面主檩条与主体钢梁连接固定，次檩条一端与主檩条焊接，另一端采用螺栓连接，满足应力释放要求。用自攻螺丝将隔热垫、“T”型码固定于次檩条，将现场加工完成的铝镁锰板安装于“T”型码，使用锁边机对铝镁锰板边咬合接缝。按照图纸设计要求，在“T”型码部位安装铝合金夹具，采用铝角码将铝管与铝合金夹具安装固定，最后将屋面铝单板通过自带角码固定于铝管上，完成双层金属屋面板的施工。5.施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程图5.1双层金属屋面板施工流程图5.2操作要点5.2.1材料验收对进场的主次檩条、铝镁锰板、“T”型码、隔热垫、铝合金夹具、角码、铝管、铝单板的规格、厚度按照图纸设计全面检查。表5.1主要材料验收序号材料名称规格、材质要求备注1主檩条2001006.0mm镀锌方管、160804.0mm镀锌方管不合格材料均做退场处理2次檩条120804.0mm镀锌方管3铝镁锰板1mm厚AST65/400型、合金状态H44表面氟碳喷涂4“T”型码、铝合金夹具厚度均采用2.5mm厚的铝合金材料、铝合金夹具长度A=110mm角码L50304mm铝合金角码、M16不锈钢螺栓组5铝方管65502.5mm铝合金方管6铝单板面板厚度为3mm厚锈钢板色PVDF涂层装饰铝板5.2.2铝镁锰板折边加工本工程采用的防水屋面板，材质为1.0mm厚铝镁锰合金板，直板宽为400mm，部分为弧形板材，板肋高为65mm，采用屋面板辊压成型机做折边加工处理，在加工过程中需保证端边顺直、无缺口。实际加工中铝镁锰板两端折边尺寸大小不一，采用大包小原则，实现咬合密封。下料尺寸准确，满足铝镁锰板伸入天沟尺寸要求。5.2.3主次檩条安装施工按照图纸设计要求，将屋面主檩条与主体钢梁、次檩条与主檩条，一端焊接，另一端采用连接角钢和不锈钢螺栓组连接固定，可以实现收缩，避免温度应力。主檩条间距按2m布置，焊接采用三级双面角焊缝，焊接材料选用E43系列，焊接时须保证质量，主檩条与次檩条连接时需用精准的仪器保证顶面平整度，柔性连接采用2M12不锈钢螺栓组，控制在2-3mm范围之内。主次檩条焊接位置涂刷防火涂料，耐火极限为1.5小时。5.2.4“T”型码安装固定根据铝镁锰板宽度在次檩条上放线，在划线处采用自攻螺丝同时安装隔热垫与“T”型码，每相邻“T”型码间距均保持400mm，“T”型码支座及隔热垫边长为100mm，采用不锈钢自攻钉固定，在过程中保证“T”型码方正、顺直，成排成线，无晃动。5.2.5铝镁锰板安装固定将现场加工好的铝镁锰板运输至屋面，让其排放在已安装完成的“T”型码旁边。先进行第一块板的安装、锁边，而后安装第二块做好包边，在连续安装的同时进行锁边处理，在锁边机前进的过程中，其前方1m范围内必须用力使搭接边接合紧密。在锁边过程中注重机械的力度，保证不变形、不损坏。修剪檐口和天沟处的板边，屋面板伸入天沟内的长度以不小于150mm为宜，这样可以有效防止雨水在风的作用下不会吹入屋面夹层中。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。5.2.6铝合金夹具安装固定将次檩条位置在铝镁锰板标记，找出“T”型码安装部位，间距400mm位置处为“T”型码中心，在“T”型码的部位采用2-M6不锈钢螺栓组将铝合金夹具固定，使之成为一整体。5.2.7铝管安装采用L50304mm铝角码，L=80、2-M6螺栓组将铝管与铝合金夹具连接固定。在连接过程中保证铝管顺直度、平整度，误差控制在2mm以内。考虑屋面铝单板分割尺寸，在铝单板拼接部位，增加铝管安装，并通过铝角码、螺栓组与相邻的铝管连接固定。保证相邻之间铝管接头平齐，顶面平整。铝管相交接部位采用同规格尺寸502.5mm的铝构件连接，上部采用4个不锈钢自攻钉固定。5.2.8铝单板安装固定将铝单板通过边框自带角码使用自攻螺丝固定至铝管，完成单块铝单板的安装，相邻两块铝单板之间留设15mm板缝，用于伸缩变形。每块铝单板接缝处都有起支撑、安装固定的铝管，将铝单板与之连接固定，完成屋面板固定。5.2.9细部节点处理金属屋面工程细部处理主要为天沟、檐口及水落口，在进行铝镁锰板施工时，天沟部位铝镁锰板下料增长150mm，用于排水，防止倒流。同时可增加用于防倒流的挡水板与铝镁锰板连接；相比较传统散板拼接檐口部位，采用特定折板进行檐口包边，同时增加小龙骨用于抵抗风压，保证檐口部位稳定性及抗风压性；水落口部位的天沟采用降板处理，保证水落口降板深度不小于天沟深度的一半，且天沟板伸入落水口降板区域不小于150mm。6.材料与设备6.1材料表6.1主要材料序号材料名称规格、材质要求1主檩条2001006.0mm镀锌方管、160804.0mm镀锌方管2次檩条120804.0mm镀锌方管3铝镁锰板1mm厚AST65/400型、合金状态H44表面氟碳喷涂4“T”型码、铝合金夹具厚度均采用2.5mm厚的铝合金材料、铝合金夹具长度A=110mm5角码L50304mm铝合金材料、M16不锈钢螺栓组6铝方管65502.5mm铝合金方管7铝单板面板厚度为3mm厚锈钢板色PVDF涂层装饰铝板6.2机具设备表6.2主要机具设备序号机械设备名称型号数量单位1屋面板辊压成型机YX65-4001台2电焊机ZX7-3152台3角向磨光机Φ1502台4电动锁边机/2台5红外线水平仪SP2-2E2台6手电钻J24台7.质量控制7.1质量控制要求7.1.1压板成型质量控制：成型后的钢板压型不得有裂纹；漆膜应无裂纹、刮痕、剥落等缺陷。对弯起部位用校准后的钢卷尺测量，保证高度为65mm，同时保证压口均衡，能闭合。7.1.2施焊前，对所有焊接材料送至第三方监测工进行复检，当发现有不符合要求时，进行退场处理，所有材料试验合格后方可施焊。7.1.3焊接时，焊工应遵守焊接工艺规程，不得自由施焊，不得在焊道外的母材上引弧。不得使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条和受潮结块的焊剂及已熔烧过的渣壳。7.1.4焊接工程完成后，联系检测公司做焊缝探伤试验检测。7.1.5屋面焊缝均属于三级焊缝，具体焊接要求如下。项目允许偏差缺陷类型三级未焊满（指不足设计要求）≤2.0mm每100mm焊缝内缺陷总长≤25.0mm根部收缩≤2.0mm长度不限咬边小于等于0.3mm且≤1mm，长度不限弧坑裂纹允许存在个别长度≤5.0mm的弧坑裂纹电弧擦伤允许存在个别电弧擦伤表面夹渣深度≤0.6mm长度≤1.5mm，且≤20.0mm表面气孔每50.0mm焊缝长度内允许直径≤1.2mm，且≤3.0mm的气孔2个，孔距≥6倍孔径7.2质量保证措施7.2.1施工前用DSZ2高精度水准仪对钢结构屋盖顶面的标高、轴线位置根据其完工质量进行复测。7.2.2根据板材安装排版图对檩条、“T”型码、铝合金夹具的位置进行定位。用校准后的钢卷尺对其间距进行复测，保证间距400mm。7.2.3铝单板在工厂加工时，针对单块大截面（截面面积超过2㎡以上）铝板，须增加两道30*30*2mm厚方管背楞，防止运输、安装时产生变形。7.2.4铝镁锰板安装前用力矩扳手仔细检查“T”型码安装质量，用校准后的钢卷尺进行定位复测，确保铝镁锰安装精确、牢固。7.2.5铝镁锰板安装过程中同时采用锁边机咬合接缝，压入了板肋及搭接长度。搭接长度不小于100mm。7.2.6为防止雨水在风的作用下吹入屋面夹层中，位于天沟处的铝镁锰板施工时，其伸入天沟内的长度不小于80mm。7.2.7铝合金夹具安装定位须准确，保证与“T”型码位置相对应，保证间距400mm。使能完成接口对接。7.2.8铝单板安装固定时，全数检查自带角码的连接质量，须保证所有自带角码均固定自攻螺丝，保证金属面板的伸缩间隙。8.安全措施8.1施工前做好本工程重大危险源及控制措施的交底，建立并执行班前安全生产交底制度，班前安全交底须有交底人和被交底人的签字。8.2高空作业时必须戴好安全带，且高挂低用。已经使用过的安全带应进行冲击实验，新购安全带应有合格证。8.3高空材料吊装前，做好吊车站位，完成交底；主次檩条、铝镁门板及金属板大件需进行两点吊装，吊装绳索必须合格。8.4施工现场的安全网、安全围栏、警戒线等派专职安全员每天巡检，做好维护，任何人不得私自拆除。8.5电焊工、吊车驾驶员须持证上岗，在同一施工区域避免上下同时作业。8.6现场加工区、吊装区及施工区必须配备一定数量的灭火器，每个动火点至少有两只灭火器，灭火器保证其时效性。9.环保措施9.1成立以项目部为中心的施工环境卫生管理机构，实行项目经理组长责任制，在工程施工过程中严格遵守国家、地方政府下发、行业制定的有关环境保护的法律、法规、政策和规章，加强对工程材料、设备、生产生活垃圾、废弃材料的控制和治理，遵守有关防火及废弃物处理的规章制度，随时接受相关单位的监督检查。9.2加工区材料种类繁多、数量庞大，为此制作加工台案，所有加工材料上案加工，并设置成品区、半成品区、废品区；禁止踩踏，靠坐加工材料；加工区做好防护棚，做到封闭，隔绝噪音和空气污染；接用电及使用设备按用电规范执行；加工区做好文明施工，禁止随地乱扔及丢失小件材料；每天下班后打扫加工区卫生，并将垃圾清理干净。9.3铝镁锰板加工时，做好材料排版，精细化加工，避免下料错误、节约原材料，满足绿色施工要求。9.4定期对现场施工人员宣讲环保教育，严格按照项目制定的文明施工方案及环保部门下发政策组织施工。9.5各区域做到工完场清，并设专人垃圾清扫、装袋，运输至垃圾堆放点。10.效益分析10.1经济效益对比于传统的屋面施工，当采用3mm厚SBS防水卷材时，人工、材料及运输成本合计38元/㎡，按照本工程31500㎡计算，合计产生费用约119.7万元，此处不包含后期卷材渗漏修补费用。传统金属屋面工程最底部为穿孔压型钢板吊顶，根据市场价格，穿孔压型钢板成本约为100元/㎡，本工程将铝镁锰板作为装饰吊顶，涂刷红褐色氟碳喷涂油漆，保持与吊顶格栅颜色一致，保留完整性。喷涂喷涂油漆单层单价为40元/㎡，此处可节约（100-402）31500=63万元。此方法共计节约成本约182.7万元。10.2社会效益本工程在有限的工期内完成了工程的交付使用，从区羽毛球运动会到市运动会及青海省全民运动会的成功举办是对工程的最大肯定。双层金属屋面板的让操作工艺更加简单，效果更加明显，利用铝镁锰板的防水性能结合铝单板光滑平整的装饰外观，满足体育场馆屋面设计要求的同时又节约成本、节约工期。在青海地区的成功使用，结合夜景下的泛光照明，成为了海东市的网红打卡地，代言了海东市。10.3环境效益体育场馆双层金属屋面板固定施工方法，现场量尺并及时下料，所需构件均为常见成品部件，未造成材料的大量浪费，现场只需要一间生产车间即可完成压边，整合、安装均在屋面，节约土地资源。同时又节约了传统防水材料以及底部压型钢板的使用，最大程度资源利用。还可以规避渗漏风险和延长使用寿命。11.应用实例中建三局集团有限公司青海省海东市体育中心项目成功运用该工法，该工程位于海东市乐都区职教城片区，包括体育场、体育游泳馆，总建筑面积63345㎡。本工程建筑屋面形式均为双层金属屋面板，合计31500㎡。另外青海卫生职业技术学院新校区建设项目也成功应用该工法，本项目位于西宁市城北区高教园区中央区域，东侧邻规划医院，南侧为百米景观绿化带及青海大学，西侧为城市主干道海湖大道，北侧隔学院路与青海师范大学新校区相邻。占地面