青島某廠房弧形屋面鋼結(jié)構(gòu)及圍護(hù)系統(tǒng)板材的施工總結(jié)

*****工廠二期工程弧形屋面鋼結(jié)構(gòu)及圍護(hù)系統(tǒng)的施工摘要:介紹弧形屋面鋼結(jié)構(gòu)及圍護(hù)系統(tǒng)的主要施工技術(shù)。關(guān)鍵詞:弧形管桁架施工技術(shù)OMEGAROOF防水工程簡(jiǎn)介1、工程概況*****島工廠二期工程位于***市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)****莊,是由*****島有限公司投資建設(shè)的二層電子工業(yè)廠房。建筑總長(zhǎng)204米，寬為108米,建筑面積為44064平方米。本工程廠房主體結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架，廠房為2層結(jié)構(gòu)，一層樓面為混凝土現(xiàn)澆樓面，在一層樓面之上局部存在夾層，夾層梁為H型鋼梁，夾層屋面為混凝土屋面。二層屋面為弧形鋼結(jié)構(gòu)屋面，屋面和墻面圍護(hù)系統(tǒng)采用韓國(guó)*****公司的OMEGAROOF板材系統(tǒng)。我公司的施工范圍包括屋面鋼結(jié)構(gòu)及屋面圍護(hù)系統(tǒng)、部分墻面圍護(hù)系統(tǒng)的制作、安裝,合同工期為:2005年6月10日至2005年11月20日。2、結(jié)構(gòu)形式及主要工程量本工程屋面鋼結(jié)構(gòu)由管桁架屋架、H型鋼檁條、支撐系統(tǒng)及平臺(tái)梁組成。其中管桁架為屋面主要受力構(gòu)件,通過(guò)預(yù)埋地腳螺栓與鋼筋混凝土柱子頂部連接,其最大跨度為18米；H型鋼檁條通過(guò)高強(qiáng)螺栓與管桁架連接,其跨度為9米,檁條水平間距大部分為1.5米；支撐系統(tǒng)由圓鋼水平拉條和鋼管隅撐組成；平臺(tái)梁均為H型鋼梁,最大跨度為18米。管桁架共計(jì)148榀,重225噸；H型鋼檁條共計(jì)1556根,重576噸；支撐重25噸,平臺(tái)梁重50噸,整個(gè)屋面鋼結(jié)構(gòu)總重量為876噸。3、屋面及墻面圍護(hù)系統(tǒng)本工程屋面圍護(hù)系統(tǒng)采用韓國(guó)*****公司(KIRIN)的OMEGAROOF板材系統(tǒng):在屋面H型鋼檁條上現(xiàn)場(chǎng)加焊40X2.5方鋼管,方鋼管間距為1.5米；在方鋼管上鋪設(shè)75mm厚聚氨酯夾芯板,其方向與管桁架方向垂直；在夾芯板上鋪設(shè)第二層0.5mm厚單層弧形彩鋼板,其方向與管桁架方向平行,與第一層板方向垂直。屋面排水采用有組織內(nèi)排水,天溝采用彩板天溝上設(shè)不銹鋼天溝。OMEGAROOF板材系統(tǒng)的特點(diǎn)是:外表美觀,板材無(wú)縱向搭接,保溫性及防水性較好,單層板滑動(dòng)支架可以有效的消除溫度應(yīng)力；但是本板材系統(tǒng)附件較多,施工程序較復(fù)雜，施工精度要求高，施工難度較大。附圖2韓國(guó)*****公司的OMEGAROOF屋面板材系統(tǒng)本工程的墻面圍護(hù)系統(tǒng)在FL+10.550以下為瓷磚或玻璃幕墻,FL+10.550以上為韓國(guó)產(chǎn)50mm厚暗釘式聚氨酯夾芯板。瓷磚、玻璃幕墻與板材交界處設(shè)氟碳涂層裝飾鋼板,其厚度為2.0mm。墻面板與屋面板交界處采用弧形收邊連接，既保證了美觀性，也保證了防水性。附圖1屋面構(gòu)件總平面布置及吊裝區(qū)域劃分二、施工重難點(diǎn)在本工程的施工過(guò)程中,以下幾點(diǎn)為主施工重點(diǎn)和難點(diǎn):弧形管桁架的制作誤差控制及質(zhì)量保證：弧形管桁架的腹桿及上下弦桿均采用鋼管，管管相貫，下料及組對(duì)的精度控制難度較大；鋼結(jié)構(gòu)吊裝設(shè)備的選擇及吊裝方法的確定：本工程廠房橫向長(zhǎng)度較大，且施工工期比較緊張，如全部采用吊機(jī)吊裝，必須選擇150T以上的主吊機(jī)，同時(shí)輔助1臺(tái)50T吊機(jī)和1臺(tái)25噸吊機(jī)配合吊裝才有可能滿足工期的要求。但從經(jīng)濟(jì)方面考慮，采用3臺(tái)吊機(jī)作業(yè)，施工費(fèi)用將很大，所以必須想方設(shè)法改進(jìn)施工方法。③屋面及墻面圍護(hù)系統(tǒng)的質(zhì)量控制和美觀性要求：本工程所用的OMEGAROOF板材系統(tǒng)施工工藝復(fù)雜，精確度要求高；本工程為電子類廠房，對(duì)防水性要求很高；采用此弧形板材系統(tǒng)，可見(jiàn)業(yè)主對(duì)美觀性的要求非常高。我公司為第一次施工此板材系統(tǒng)，對(duì)施工工藝十分陌生，同時(shí)保證施工質(zhì)量和美觀性的難度較大。三、主要施工技術(shù)1、管桁架的加工制作1.1鋼管的下料本工程管桁架屋架上弦為Ф140X10鋼管,下弦為Ф160X10鋼管,腹桿Ф76X6鋼管。整個(gè)桁架為折線近似弧形外觀,最大跨度為18m，最小跨度為12m。單榀桁架最大重量約為1.7噸。鋼管的下料由相貫線切割機(jī)完成。將桿件事先確定好的焊接收縮余量及機(jī)械切割余量輸入相貫線切割機(jī),再選擇合適的切割速度、破口角度等工藝元素,并由專人對(duì)切割數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真的復(fù)查,確保輸入數(shù)據(jù)的正確無(wú)誤。對(duì)試驗(yàn)桿件切割后,進(jìn)行外形尺寸的檢查,確認(rèn)無(wú)誤后再進(jìn)行大批量的切割。本工程圓管對(duì)接采用V型60°雙面外破口,每個(gè)對(duì)接口預(yù)留2mm間隙。1.2管桁架的組裝管桁架的組裝在專用胎架上進(jìn)行,胎架經(jīng)一比一放樣,采用鋼板上開(kāi)圓槽制作而成。在組裝前要對(duì)胎具進(jìn)行水平及垂直位置檢測(cè),確保其精確度。圓管對(duì)接焊縫組對(duì)時(shí),里側(cè)應(yīng)襯好墊管；焊接時(shí)需用氬弧焊打底，再用手工電弧焊蓋面。焊接順序：為了避免焊后產(chǎn)生扭曲變形，焊接時(shí)嚴(yán)格按照從中間向兩側(cè)，附圖3管桁架制作胎具同步、同工藝原則施焊。腹桿與上下弦桿交叉的節(jié)點(diǎn)，在焊接時(shí)不允許出現(xiàn)相互交錯(cuò)的焊縫。焊縫間距：相鄰的縱向焊縫的間距應(yīng)大于150mm。組裝結(jié)束后,對(duì)管桁架外形尺寸進(jìn)行復(fù)檢,發(fā)現(xiàn)超出允許范圍的尺寸偏差要及時(shí)進(jìn)行矯正,矯正合格附圖4管桁架對(duì)接焊縫節(jié)點(diǎn)后方可噴漆出廠。2.鋼結(jié)構(gòu)的施工2.1吊裝機(jī)械的選擇本工程平面為204mX108m,長(zhǎng)度較大。主體結(jié)構(gòu)為二層鋼筋混凝土框架,鋼結(jié)構(gòu)部分為二層屋面,標(biāo)高為FL+10.200以上。吊裝鋼結(jié)構(gòu)時(shí),二層混凝土地面已經(jīng)澆注完成,且其承載力僅為4.5KN/平米,即使小吊機(jī)無(wú)法在二層地面上移動(dòng)吊裝。所以本工程吊裝的最大跨距達(dá)到54米。由于現(xiàn)場(chǎng)塔吊噸位較小,無(wú)法將全場(chǎng)構(gòu)件吊裝完成；而采用大噸位的吊機(jī)從經(jīng)濟(jì)上極不劃算。經(jīng)研究討論和計(jì)算,最終確定采用50噸汽車吊和自制吊裝設(shè)備相結(jié)合:將整個(gè)工程平面分成兩部分,第一部分(附圖1中劃斜線部分)由50噸汽車吊吊裝完成,第二部分(附圖1中未劃斜線部分)由2臺(tái)自制吊裝設(shè)備完成。自制吊裝設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如附圖5:其性能及使用說(shuō)明見(jiàn)附表1：附圖5自制吊裝設(shè)備簡(jiǎn)圖附表1自制吊裝設(shè)備性能及使用說(shuō)明尺寸寬3600mm，高高9200mm。主要受力構(gòu)件由3根Φ108X6無(wú)縫鋼鋼管組成的三三腳架，成等等邊三角錐形形，受力穩(wěn)定定，承載能力力達(dá)5T。上方底座座采用25mm厚鋼板，確確保局部強(qiáng)度度和穩(wěn)定性。支撐構(gòu)件由1層Φ50X3鋼管支撐撐和1層Φ76X4鋼管支撐組成，采采用螺栓連接接于三根受力力主管之間，確確保吊桿的穩(wěn)穩(wěn)定性和整體體性；同時(shí)支支撐桿件可拆拆卸，便于移動(dòng)和吊裝。主起重系統(tǒng)3噸電動(dòng)環(huán)鏈提升機(jī)機(jī)，提升速度度1米/分，手持式式控制按鈕，便便于操作。次起重系統(tǒng)1噸電動(dòng)環(huán)鏈提升機(jī)機(jī)，提升速度度1米/分，手持式式控制按鈕，便便于操作。移動(dòng)系統(tǒng)三個(gè)高強(qiáng)度移動(dòng)輪輪，每個(gè)輪承承載力1500KGG。主要使用方法本吊桿用于吊裝管管屋架和H型鋼檁條。其中主起重系統(tǒng)（3噸電動(dòng)環(huán)鏈鏈提升機(jī)）用用于吊裝管屋屋架（最重的的管屋架重約約1.7噸）。吊裝裝管屋架時(shí)，將將三個(gè)移動(dòng)輪輪制動(dòng)固定，同時(shí)用用鋼絲繩從三三個(gè)方向拉住住吊桿頂部，以以確保吊桿的的穩(wěn)定。吊裝裝完畢后，放放松鋼絲繩，移移開(kāi)吊桿，進(jìn)進(jìn)行下一榀管管屋架或H型鋼檁條的的吊裝。次起重系統(tǒng)（1噸噸電動(dòng)環(huán)鏈提提升機(jī)）用于于吊裝H型鋼檁條（最最重的H型鋼檁條重重約0.4噸）。吊裝H型鋼檁條時(shí)時(shí)，將三個(gè)移移動(dòng)輪制動(dòng)固定，設(shè)置好配重。吊裝裝完畢后，移移開(kāi)吊桿，進(jìn)進(jìn)行下一根H型鋼檁條或或管屋架的吊吊裝。安全性能電動(dòng)環(huán)鏈提升機(jī)采采用棘輪雙面面高強(qiáng)度摩擦擦片式單向制制動(dòng)器，能自自行制動(dòng)，確確保安全。由于采用了自制吊裝設(shè)備,本工程只使用了1臺(tái)50噸汽車吊和1臺(tái)25噸汽車吊進(jìn)行吊裝，且50噸汽車吊在吊裝開(kāi)始后一個(gè)月即退場(chǎng),大大節(jié)省了本工程的機(jī)械費(fèi)用。2.2吊裝技術(shù)管桁架吊裝：桁架吊裝在混凝土柱子澆注完畢達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行，桁架吊裝時(shí)采用兩點(diǎn)對(duì)稱綁扎起吊。桁架起吊后距柱基準(zhǔn)面100mm時(shí)徐徐就位,然后初步固定。管桁架就位后立即用經(jīng)緯儀較核，有偏差立即校正。校正使用千斤頂和手拉葫蘆，校正后擰緊地腳螺栓。單榀管桁架吊裝后用攬風(fēng)繩暫時(shí)固定。附圖6自制吊裝設(shè)備吊裝管桁架H型鋼檁條安裝：H型鋼屋面檁條采用兩點(diǎn)對(duì)稱綁扎起吊的方法吊裝。安裝后立即進(jìn)行校正，檁條的校正主要針對(duì)間距尺寸及自身平直度。間距檢查用樣桿順著檁條桿件之間來(lái)回移動(dòng)，如有誤差，放松或擰緊螺栓進(jìn)行校正。平直度用拉線和鋼尺檢查校正，校正后用螺栓固定牢固。2.3構(gòu)件的倒運(yùn)由于本工程構(gòu)件數(shù)量較多(尤其是H型鋼檁條),且廠房橫向長(zhǎng)度較大，卸車時(shí)無(wú)法將構(gòu)件全部放到相應(yīng)的吊裝位置。因此,在汽車吊將構(gòu)件卸附圖7自制吊裝設(shè)備吊裝H型鋼檁條到二層樓面后,還需對(duì)構(gòu)件進(jìn)行二次倒運(yùn)。構(gòu)件的二次倒運(yùn)利用液壓手拉平車進(jìn)行,在吊裝前一天將第二天要吊裝的構(gòu)件從卸車地點(diǎn)倒運(yùn)到相應(yīng)的吊裝地點(diǎn)附近。3、屋面及墻面圍護(hù)系統(tǒng)的施工3.1施工流程屋面系統(tǒng)的施工流程為：方鋼管焊接→夾芯板安裝→Z、L形附件及天溝泛水板安裝→天溝安裝→一次防水條施工→單板滑動(dòng)支架安裝→單板安裝→單板扣槽及附件安裝墻面系統(tǒng)的施工流程為：方鋼管焊接→夾芯板安裝→裝飾板安裝→裝飾板附件安裝→屋面墻面交界處附件安裝→密封膠施工3.2OMEGAROOF屋面板材系統(tǒng)的施工3.2.1方鋼管的焊接(1)屋面方鋼管的焊接為固定屋面夾芯板及彩板不銹鋼天溝,需要在H型鋼檁條上與其跨度垂直的方向上現(xiàn)場(chǎng)加焊40X2.5方鋼管。為保證屋面板材系統(tǒng)弧度的平滑、連續(xù)性,方鋼管先在工廠對(duì)接成相應(yīng)長(zhǎng)度(18.5米和12.7米兩種規(guī)格)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng),而后在現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)人工壓彎后焊接在H型鋼檁條上。屋面方鋼管總長(zhǎng)度21000米,焊縫長(zhǎng)度約為3000米,現(xiàn)場(chǎng)焊接量較大；同時(shí),由于需要在H型鋼檁條上進(jìn)行移動(dòng)焊接作業(yè),焊接難度較大。為方便焊接人員的作業(yè),采用圓鋼焊成軟梯搭在H型鋼檁條間。附圖8屋面方鋼管次檁條為給鋪板創(chuàng)造工作面,加快工程整體進(jìn)度,現(xiàn)場(chǎng)三組人員同時(shí)進(jìn)行方鋼管焊接,確保屋面方鋼管焊接進(jìn)度緊隨屋面鋼結(jié)構(gòu)吊裝進(jìn)度。(2)墻面方鋼管的焊接為固定墻面夾芯材及裝飾板,需在整個(gè)廠房四周焊接方鋼管架子。在方鋼架子焊接前用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀在每個(gè)柱子柱頭上打點(diǎn)、拉線,以確保整個(gè)方鋼架子的出軸線距離的一致性及標(biāo)高的準(zhǔn)確性,進(jìn)而確保墻面夾芯板及裝飾板固定后的平整度及美觀性。3.2.2夾芯板及單層板的鋪設(shè)(1)夾芯板的鋪設(shè)屋面方鋼管焊接完成后,即可進(jìn)行夾芯板的鋪設(shè)。夾芯板的鋪設(shè)從管桁架一端向另一端逐塊鋪設(shè),鋪設(shè)后用Ф6X50自攻釘固定在方鋼管上。最后一塊夾芯板切割成合適寬度后鋪設(shè)并固定。夾芯板鋪設(shè)完成后,在兩塊板的扣縫處插入L形鍍鋅附件,并用Ф6X150長(zhǎng)釘固定在方鋼管上；在近側(cè)墻3米范圍內(nèi)考慮風(fēng)荷載局部作用,采用的是U形鍍鋅附件代替L形附件加強(qiáng)連接。附件施工完畢后在上面鋪設(shè)150mm寬SBS防水卷材條。附圖9L形附件施工(2)單層板的鋪設(shè)在OMEGAROOF板材系統(tǒng)中,單層彩鋼板之間的連接采用的是可移動(dòng)式鋁合金支架,以消除溫度變化引起的變形和應(yīng)力。該鋁合金支架底座通過(guò)Ф6X50或者Ф6X150自攻釘固定在夾芯板上的L形或U形附件上。附圖10單板滑動(dòng)支架及扣槽在固定支架底座前,首先用經(jīng)緯儀確定第一塊單板所在直線,并在每跨屋面上打出5-7個(gè)點(diǎn),各點(diǎn)連線后用盤(pán)尺、墨線每隔板寬(本工程單板寬為0.5米)在防水條上打點(diǎn),然后在打點(diǎn)處固定支架底座。通過(guò)以上步驟即可確保支架底座位置的準(zhǔn)確性。支架底座固定完畢,將滑動(dòng)支座放置在底座的滑槽內(nèi),即可鋪設(shè)單板。單板鋪設(shè)完畢后,將扣槽扣上,打不銹鋼自攻釘即可。打釘時(shí)采用多塊板之間拉線同時(shí)進(jìn)行的方式,使施工完畢后釘頭也在一條直線上,美觀性非常好。附圖11單板支架底座及滑動(dòng)支架施工附圖12單板扣槽及打釘施工屋面板材系統(tǒng)施工后效果見(jiàn)下圖:附圖13屋面板材施工結(jié)束3.3墻面圍護(hù)系統(tǒng)的施工本工程墻面圍護(hù)系統(tǒng)連接形式較為復(fù)雜,附件較多,尤其與混凝土連接部位處；同時(shí),由于現(xiàn)場(chǎng)土建施工誤差及設(shè)計(jì)變更,一些附件尺寸與設(shè)計(jì)圖紙中并不一致,需要現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)出尺寸后方能加工。附圖14屋面板與墻面板連接處的弧形收邊在本工程墻面圍護(hù)系統(tǒng)中,對(duì)美觀性及施工精確度要求較為嚴(yán)格,同時(shí)由于施工工序較多,腳手架作業(yè)面有限,因此合理利用作業(yè)面,確保一次施工質(zhì)量,杜絕返工是在墻面圍護(hù)系統(tǒng)施工中控制的要點(diǎn)。3.4防水系統(tǒng)的施工本工程是電子類工業(yè)廠房,對(duì)防水性及密封性要求較為嚴(yán)格,同時(shí)由于弧形屋面的防水一直是建筑施工的難點(diǎn),所以防水系統(tǒng)的施工也是本工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。3.4.1屋面系統(tǒng)的防水屋面系統(tǒng)的防水系統(tǒng)由以下幾部分組成:①在夾芯板的扣縫處鋪設(shè)一道130mm寬SBS防水卷材條,保證接縫處的防水性及密閉性；②在天溝夾芯板接縫處打硅膠后鋪設(shè)SBS防水卷材條,防止溫差過(guò)大時(shí)不銹鋼天溝下產(chǎn)生的冷凝水下漏；③在屋面夾芯板與天溝交界處設(shè)鍍鋅擋水板附件,防水雨水過(guò)大時(shí)濺到夾芯板內(nèi)造成屋面漏水；④單層彩鋼板的防水：?jiǎn)伟逯g的橫向搭接采用扣槽的形式，固定扣槽的自攻釘上加防水墊圈，防水性能突出。3.4.2墻面系統(tǒng)的防水墻面系統(tǒng)中,裝飾板之間接縫處、裝飾板與夾芯板連接的附件處、裝飾板