復(fù)雜弧形屋面鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

復(fù)雜弧形屋面鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)摘要：目前，我國(guó)的城市發(fā)展十分迅速，很多大型公共建筑類項(xiàng)目采用了復(fù)雜弧形鋼結(jié)構(gòu)屋面，該屋面具有體量大、復(fù)雜弧形、多層、外向傾斜等特點(diǎn)，施工安裝難度較大，采用分段制作、運(yùn)輸，部分鋼梁在地面拼裝為整體，然后吊裝的施工技術(shù)方案，結(jié)合平行作業(yè)和流水作業(yè)的施工組織方式，保證了施工安全和施工質(zhì)量，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；施工方案；大跨；弧形屋面引言建筑工程施工過(guò)程常使用鋼結(jié)構(gòu)，其中屋面的防水施工是重點(diǎn)內(nèi)容，合理應(yīng)用施工技術(shù)可提升建筑的使用性能與經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前，在建筑屋面鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，由于技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)，導(dǎo)致建筑防水效果不好。因此，需要找出屋面防水存在的問(wèn)題，并制定出具體措施，保障建筑質(zhì)量。1鋼構(gòu)屋面技術(shù)概述（1）鋼構(gòu)屋面是一般采用薄型壓型金屬板材、將結(jié)構(gòu)層和防水層合二為一的屋蓋形式，形成圍護(hù)系統(tǒng)，防水等級(jí)為I~III級(jí)。通?；宓姆N類有不銹鋼板、鋁合金板、銅板、鍍鋅板、鍍鋁鋅板、鍍鋁鎂合金板、鈦合金板等，厚度范圍0.4~1.5mm，屈服強(qiáng)度200—500Mpa、最高可達(dá)1000Mpa。根據(jù)耐腐蝕要求和色彩裝飾效果，一般需在基板的表面涂裝處理，通常為聚酯涂層、耐候型聚酯涂層、氟碳涂層等，故通常稱之為彩鋼板，不同基板結(jié)合各類涂層，在同等使用環(huán)境下的耐腐蝕程度從10年--25年。（2）按照板型受力和制作方式有多種多樣。大致上分為夾芯板和現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合壓型板二大類別，夾芯板是由上、下單層壓型彩鋼板、中間夾巖棉等保溫材料在工廠一次性加工成型后到現(xiàn)場(chǎng)直接安裝，現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合壓型板就是把這一工廠的加工過(guò)程在現(xiàn)場(chǎng)分步實(shí)施。因板的長(zhǎng)度、運(yùn)輸、密封性等原因，現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合壓型板的方式在面積和跨度較大的鋼結(jié)構(gòu)建筑中應(yīng)用較多，而夾芯板因運(yùn)輸、安裝方便一般用于小型鋼屋面。2復(fù)雜弧形屋面鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)2.1工程概況城市建筑以其獨(dú)特的方式傳承著文化，為人們營(yíng)造一個(gè)和諧和安寧的精神家園。當(dāng)前國(guó)家處于建設(shè)階段，建筑行業(yè)的發(fā)展來(lái)勢(shì)迅猛，如火如荼，遍及全國(guó)各個(gè)區(qū)域，建筑風(fēng)格新穎多樣。尤其是一些公共建筑，以其獨(dú)特的造型和結(jié)構(gòu)彰顯出城市特有的個(gè)性與風(fēng)采，也因此而成為一個(gè)城市的地標(biāo)性建筑物，形成了該地區(qū)經(jīng)濟(jì)與文化的獨(dú)特魅力。浙江山水六旗樂(lè)園項(xiàng)目為嘉興市重點(diǎn)工程，也是美國(guó)六旗在亞洲的第一站。六旗樂(lè)園的尋險(xiǎn)探奇廣場(chǎng)建筑屋面是一個(gè)四坡的鋼結(jié)構(gòu)弧形屋面。屋面長(zhǎng)度約135米，寬度約64米，呈弧形狀，投影總面積約8000平方，屋脊標(biāo)高16.2米，檐口處結(jié)構(gòu)標(biāo)高15.2米，主體鋼結(jié)構(gòu)為H型鋼梁，尺寸最大為H1600x500x30x35,單根跨度24米，屋蓋為有檁結(jié)構(gòu)形式，檁條為150*100*3方鋼管，屋面圍護(hù)系統(tǒng)為鋁鎂錳直立鎖邊夾芯板，基板為0.6mm厚900型穿孔鍍鋅壓型鋼板。2.2屋脊漏水處理方式當(dāng)建筑處于雨水沖擊環(huán)境下時(shí)，雨水常從屋脊位置的接縫處滲入到建筑室內(nèi)。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因?yàn)槲菁固幍纳w板與下方屋面位置交接處密封狀態(tài)不良，或者是相鄰屋脊之間的焊縫上鉚釘或者硅膠等出現(xiàn)裂開(kāi)問(wèn)題，使屋脊位置的防水效果較差。針對(duì)建筑屋脊防水問(wèn)題，可在設(shè)計(jì)過(guò)程將蓋板寬、翻邊長(zhǎng)度等適當(dāng)增加，依照屋面鋼板最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的尺寸，對(duì)屋脊邊緣進(jìn)行加工和裁剪，保障其與屋面板之間在外形上貼合度更高。同時(shí)使用和鋼板相符的堵頭，采用膠泥把堵頭上下貼合緊固，避免堵頭出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象，使屋脊密封出現(xiàn)問(wèn)題。在相鄰屋脊鋼板在銜接過(guò)程中，要將搭接長(zhǎng)度增加，同時(shí)盡可能多設(shè)置多個(gè)鉚釘固定點(diǎn)。在填充縫隙過(guò)程使用品質(zhì)和性能良好的硅膠或者膠泥，施工時(shí)要保障填充物將縫隙填滿。2.3主要施工工藝以浙江山水六旗樂(lè)園片區(qū)一TP501鋼結(jié)構(gòu)屋面為例介紹安裝工藝。屋面最高標(biāo)高為16.2m，鋼梁最大跨度為24m，單根梁最重19t。1）鋼結(jié)構(gòu)的分解和下料:弧形鋼梁的分解和加工是一大難點(diǎn)，項(xiàng)目部運(yùn)用泰克拉軟件對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模，進(jìn)行準(zhǔn)確的分解，精確鋼結(jié)構(gòu)梁的弧度以及截面尺寸；為保證安裝質(zhì)量，安裝前在鋼結(jié)構(gòu)加工場(chǎng)進(jìn)行預(yù)拼裝，保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求的弧度才運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝。2）測(cè)量放樣：本鋼架的弧度是雙曲的，給測(cè)量放線帶來(lái)了很大的難度。主體施工時(shí)候預(yù)埋件的位置的確定相當(dāng)關(guān)鍵。1）測(cè)量員先在cad圖紙上計(jì)算出預(yù)埋件位置的坐標(biāo)。2）運(yùn)用全站儀放出預(yù)埋件位置。3）在主體混凝土澆筑前和混凝土澆筑后都進(jìn)行復(fù)測(cè)，防止預(yù)埋件位置偏差。4）鋼結(jié)構(gòu)建模分解前，復(fù)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)的尺寸偏差，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)進(jìn)行構(gòu)件加工。5）將預(yù)制好的構(gòu)件運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝、并進(jìn)行校核。3）鋼架吊裝：吊裝時(shí)塔機(jī)可以作業(yè)的范圍，均驗(yàn)收塔機(jī)所能起吊的重量，滿足要求的均用塔機(jī)進(jìn)行吊裝。因塔機(jī)吊裝重量有限，所以對(duì)于塔機(jī)臂長(zhǎng)度不夠或不能滿足起吊重量要求的區(qū)域，該區(qū)域鋼構(gòu)件使用汽車起重機(jī)進(jìn)行吊裝。考慮到起重量較大，使用50t汽車起重機(jī)進(jìn)行吊裝。50t汽車起重機(jī)的主臂長(zhǎng)為40.5m，汽車起重機(jī)自重為40t，最大起重重量約55t?？梢詫⒚靠鐑?nèi)的幾根梁先在地面上拼裝完成后一起吊裝，減少高空拼裝的工作量。2.4設(shè)施孔洞漏水處理在建筑屋頂，常存在各種設(shè)備如：風(fēng)機(jī)、采光板、設(shè)備底座等開(kāi)孔，導(dǎo)致屋面鋼板出現(xiàn)不連續(xù)的問(wèn)題，與此同時(shí)，設(shè)備與鋼板受到溫度產(chǎn)生的漲縮程度不一致，設(shè)備底座沒(méi)有使用可移動(dòng)結(jié)構(gòu)、沒(méi)有設(shè)計(jì)防水層、搭接位置連接不好、密封材料問(wèn)題等原因，導(dǎo)致屋面設(shè)施孔位置產(chǎn)生裂縫。針對(duì)以上問(wèn)題，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過(guò)程要和設(shè)備生產(chǎn)廠商之間進(jìn)行有效溝通，了解設(shè)備底座、采光帶、鋼結(jié)構(gòu)屋面之間的連接形式，進(jìn)而設(shè)計(jì)出合理的施工圖。在底座可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的安裝方面，應(yīng)在屋頂鋼板安裝施工之前完成，保障采光板和屋頂鋼板之間型號(hào)、尺寸等相符。為避免孔洞產(chǎn)生滲漏，可將縱向位置最高點(diǎn)處膠泥寬度適當(dāng)增加。在鋼板收邊施工之前加設(shè)防水層，使用堵頭和膠泥加以固定，在密封時(shí)向接縫位置打膠處理。在安裝導(dǎo)水管時(shí)，要保障平整、密封良好，使積水可順暢流通。安裝氣樓之前，應(yīng)保障防水性良好，以上安裝結(jié)束后，對(duì)設(shè)施開(kāi)孔做好防水工作，防止?jié)B漏。2.5現(xiàn)場(chǎng)地基處理在吊裝時(shí)，建筑物周邊已完成臨時(shí)道路鋪設(shè)，現(xiàn)場(chǎng)全部為回填土，對(duì)吊車站位及行走和運(yùn)輸區(qū)域地基必須做相應(yīng)處理，使之能夠滿足吊裝時(shí)的承載要求。1）回填土地耐力加強(qiáng)：回填土臨時(shí)道路鋪設(shè)80cm厚道渣壓實(shí)并澆筑20cm厚混凝土。2）增大承載接觸面積：50t汽車吊機(jī)行走區(qū)域地基從地面開(kāi)始基礎(chǔ)上部鋪設(shè)厚140mm、長(zhǎng)4m、寬2.5m的路基箱1層，路基箱4m長(zhǎng)度方向順著吊機(jī)輪胎行走方向。在吊機(jī)吊裝站位區(qū)域4個(gè)支腿下方均鋪設(shè)1層路基箱：每個(gè)支腿下路基箱雙層雙向垂直布置，最上一層為吊機(jī)隨車配的枕木。結(jié)語(yǔ)鋼結(jié)構(gòu)是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。大型、復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)越來(lái)越多地應(yīng)用于體育館、廣場(chǎng)、車站、機(jī)場(chǎng)和文化中心等大型公共建筑。其有效的施工安裝是實(shí)現(xiàn)預(yù)期建筑設(shè)計(jì)效果的重要保證，但往往受制于現(xiàn)場(chǎng)條件，其施工技術(shù)常存在一些困難。本項(xiàng)目采用分段制作、運(yùn)輸，部分鋼梁在地面拼裝為整體，然后吊裝的施工技術(shù)方案，結(jié)合平行作業(yè)和流水作業(yè)的施工組織方式，保證了復(fù)雜弧形屋面鋼結(jié)構(gòu)的施工安全