大跨度無(wú)梁拱型彩鋼板屋蓋施工方案

大跨度無(wú)梁拱型彩鋼板屋蓋施工方案1、前言金屬薄壁拱型屋蓋是近幾年來(lái)從國(guó)外引進(jìn)和發(fā)展起來(lái)一種新型屋蓋結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)目前最大跨度可達(dá)36m，它與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，有著自重輕、安裝容易、造型美觀、施工周期短、抗震性能好、造價(jià)低廉、環(huán)境污染少、免維護(hù)等綜合優(yōu)勢(shì)。“金屬拱型波紋屋蓋”作為建設(shè)部2001年科技成果推廣項(xiàng)目，在近年來(lái)有了長(zhǎng)足發(fā)展，目前施工技術(shù)已日臻成熟。作為冷彎型鋼結(jié)構(gòu)一個(gè)分支，金屬拱型波紋屋蓋結(jié)構(gòu)早在十九世紀(jì)八十年代就開(kāi)始為人類(lèi)所用，但盡管金屬拱型波紋屋蓋結(jié)構(gòu)屬于冷彎型鋼結(jié)構(gòu)范疇并有著很久應(yīng)用歷史，但到目前為止世界上還沒(méi)有一部這種結(jié)構(gòu)專(zhuān)用技術(shù)規(guī)程，為使拱型屋蓋建設(shè)過(guò)程中施工工藝更加規(guī)范，更加完善，特制定了本工法，也希望能為日后其他同類(lèi)工程提供一定經(jīng)驗(yàn)。2、工法特點(diǎn)2.1金屬拱型波紋屋蓋由于跨度、拱度各不相同，且多種跨度、拱度屋蓋可能在短時(shí)間內(nèi)輪換吊裝，因此，為加快施工進(jìn)度，降低工人安裝吊桿難度，設(shè)計(jì)出了可調(diào)節(jié)型吊桿，大大加快了吊裝進(jìn)度。2.2本工法系統(tǒng)敘述了工藝全過(guò)程，是一套完整工藝體系，適用于各種金屬拱型屋蓋施工過(guò)程。3、材料及設(shè)備3.1彩色鋼板卷材主要材料為冷軋結(jié)構(gòu)鋼板，表面處理后熱鍍鋅，鍍鋅量每平方米不少于200克，表層兩涂?jī)珊娴灼岷兔嫫?，漆為聚酯和氛?shù)酯，因而防腐性能好，對(duì)環(huán)境溫度適應(yīng)性強(qiáng)，強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)久。例如寶山鋼鐵股份有限公司生產(chǎn)Q/BQB440TS280GD2/2RGA彩色涂層鋼帶，由于跨度不同，對(duì)應(yīng)常采用0.800×914×C、1.000×914×C、1.200×914×C等不同型號(hào)卷材。其中0.800、1.000、1.200表示卷材厚度，914表示卷材寬度，C為長(zhǎng)度。3.2吊桿在多種跨度、拱度金屬拱型波紋屋蓋同時(shí)施工時(shí)，吊車(chē)、吊桿等設(shè)備隨著工程進(jìn)度隨時(shí)在幾種跨度施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)動(dòng)。為此，特設(shè)計(jì)出可拆卸、可旋轉(zhuǎn)、可延伸新型吊桿。吊桿采用De110鍍鋅鋼管加工而成，兩端為1.5m長(zhǎng)可拆卸延伸臂，采用螺紋連接，當(dāng)?shù)跹b25m以上跨度屋蓋時(shí)安裝，平時(shí)拆除。內(nèi)側(cè)為1.5m長(zhǎng)可拆卸、可旋轉(zhuǎn)延伸臂，與主桿采用幫條焊連接，隨時(shí)可根據(jù)吊裝需要進(jìn)行角度調(diào)整，重新焊接，方便快捷，在吊裝15~25m跨屋蓋時(shí)安裝。主桿為8m長(zhǎng)鋼管，用于吊裝15m以下跨度屋蓋。圖1吊桿設(shè)計(jì)圖3.320t汽車(chē)起重機(jī)2臺(tái)3.4車(chē)載移動(dòng)彩鋼板加工機(jī)一臺(tái)3.5鎖邊機(jī)2臺(tái)，用于板材咬邊、鎖邊3.645W手電鉆8臺(tái)，用于鋼板固定3.71KW切割機(jī)2臺(tái)，用于不平整板材切割3.8鋼絲繩、麻棕繩4、方案制定4.1板長(zhǎng)計(jì)算隨著跨度不同，彩鋼板大棚拱度也有所差別，因此，在施工前，必須針對(duì)施工實(shí)際跨度進(jìn)行計(jì)算，以確定加工后彩鋼板長(zhǎng)度。計(jì)算依據(jù)參照表1，以27m跨度，墻厚20cm為例，計(jì)算步驟如下：27m跨度實(shí)際彩鋼板屋蓋跨度為：27m－0.2m（墻厚）＋0.24m（伸入梁內(nèi)）×2＝27.28m根據(jù)表1，高跨比取0.2，拱高為27.28m×0.2＝5.456m根據(jù)跨度與拱高算得，彩鋼板實(shí)際每跨長(zhǎng)度為：29.28m考慮壓紋過(guò)程中2～3％長(zhǎng)度損耗，27m跨度屋蓋單塊彩鋼板加工長(zhǎng)度取30m。表14.2方案編制方案基本內(nèi)容應(yīng)包括：板長(zhǎng)計(jì)算、安裝質(zhì)量控制、安全措施、作業(yè)人員協(xié)調(diào)操作具體要求等。并應(yīng)通過(guò)專(zhuān)家認(rèn)證，確定計(jì)算結(jié)果是否滿足規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求；安全措施是否全方位履蓋到吊裝每個(gè)環(huán)節(jié)等。具體參照如下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：編制方案編制方案論證方案編制完成選擇工藝可行性分析吊桿等力學(xué)計(jì)算選擇設(shè)備機(jī)具、材料主要問(wèn)題3題計(jì)算模式不當(dāng)或計(jì)算子項(xiàng)不全安全措施不詳細(xì)5、施工工藝5.1工藝流程圖35.2預(yù)埋件、鐵托板、拉環(huán)加工預(yù)埋件采用10mm厚熱軋板與Ф14鋼筋加工而成；鐵托板采用1500×5×6000熱軋板加工，成型后，經(jīng)除銹涂刷防銹底漆兩道；拉環(huán)由Ф20鋼筋加工。具體尺寸詳見(jiàn)圖4～圖6。圖4預(yù)埋件加工圖圖6拉環(huán)加工圖圖5鐵托板加工圖5.3預(yù)埋件埋設(shè)預(yù)埋件應(yīng)在鋼筋混凝土天溝砼澆筑前埋設(shè)，焊接在梁鋼筋上，間距不得大于80cm，且每根柱子頂端必須埋設(shè)一個(gè)，用于焊接拉環(huán)。為保證以后鐵托板安裝質(zhì)量，預(yù)埋件焊接時(shí)應(yīng)帶通線控制好位置與標(biāo)高。5.4鐵托板、拉環(huán)安裝天溝砼澆筑完成后開(kāi)始安裝鐵托板與拉環(huán)，鐵托板為通長(zhǎng)安裝，拉環(huán)只安裝于柱子頂端。均通過(guò)焊接與預(yù)埋件連接，定位詳見(jiàn)圖7。圖7預(yù)埋件、鐵托板、拉環(huán)埋設(shè)部位示意5.5彩鋼板卷材成型卷材成型通過(guò)車(chē)載移動(dòng)彩鋼板加工機(jī)完成。這種結(jié)構(gòu)是靠在鋼板上軋制出波紋成型。將卷板變成拱型屋蓋需要兩道成型工藝：第一步將鋼板軋成U形或梯形波紋直槽板，第二步通過(guò)在下部軋出橫向小波紋而將直槽板軋成拱型槽板。拱型槽板曲率大小就是靠槽板上橫向小波紋深淺來(lái)調(diào)整。雙向波紋徹底改變了鋼板力學(xué)性能。第一步軋制成槽形波紋極大地提高了鋼板橫向剛度，是結(jié)構(gòu)承載力根本所在。而第二步軋成橫向小波紋則可提高鋼板局部穩(wěn)定承載力，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)縱向抗彎剛度，突出結(jié)構(gòu)殼體受力特性。每噸彩鋼板卷材展開(kāi)長(zhǎng)度約為100～120m，加工成梯型板后，需采用切割機(jī)切割為合適長(zhǎng)度。5.6組板、地面鎖邊通過(guò)車(chē)載設(shè)備加工成單塊“U”型板，需經(jīng)過(guò)地面鎖邊方可用于吊裝，其原因有二，一是單塊板長(zhǎng)細(xì)比過(guò)大，容易折斷；二是節(jié)約吊車(chē)臺(tái)班。通過(guò)鎖邊機(jī)將三塊單板加工為一塊整板，可大大節(jié)約吊裝所花時(shí)間。每塊單板形狀及鎖邊機(jī)工作原理如圖8所示。圖8鎖邊原理及示意圖5.7吊裝、屋面鎖邊彩鋼板吊裝采用人工配合汽車(chē)起重機(jī)進(jìn)行。其施工程序如下：eq\o\ac(○,1)選擇吊桿：根據(jù)工程跨度不同，分別選用8m、11m、14m三種吊桿；eq\o\ac(○,2)安裝扣件：吊裝時(shí)采用扣件將鋼絲繩固定在彩鋼板上，扣件通過(guò)螺栓進(jìn)行松緊?？奂潭ú课煌ㄟ^(guò)方案制定時(shí)計(jì)算確定。eq\o\ac(○,3)吊裝：汽車(chē)起重機(jī)起吊時(shí)，彩鋼板兩端各用扣件連接20～30m麻棕繩，由工人在地面或屋面上協(xié)助汽車(chē)吊控制彩板方向，然后一端采用自固螺栓在預(yù)定部位先行固定在鐵托板上，另一端再通過(guò)麻棕繩拉扯到位后同樣采用自固螺栓進(jìn)行固定，每單塊板使用螺栓數(shù)目根據(jù)跨度增加而增加，最少不得少于5個(gè)。彩鋼板每安裝2組（即6塊單板）后，留下一塊單板位置再繼續(xù)下一組吊裝，空出位置待日后安裝陽(yáng)光板。彩鋼板固定方式詳見(jiàn)圖12拱板安裝節(jié)點(diǎn)圖。eq\o\ac(○,4)屋面鎖邊：由于在吊裝前，彩鋼板在地面通過(guò)鎖邊組合成3塊一體，吊裝后，需通過(guò)屋面鎖邊將每相鄰3塊板間縫隙進(jìn)行咬合，施工工具與工藝和地面鎖邊相同。如圖9所示。圖9拱板安裝節(jié)點(diǎn)5.8陽(yáng)光板安裝陽(yáng)光板寬度可根據(jù)需要自行選擇，安裝在預(yù)留空位中間部位，兩端根據(jù)實(shí)際長(zhǎng)度，采用整板施工時(shí)留下部分材料加工，固定方式與整板相同。陽(yáng)關(guān)板安裝節(jié)點(diǎn)詳見(jiàn)圖10。圖10陽(yáng)光板安裝節(jié)點(diǎn)5.9封堵及防水處理彩鋼板安裝完畢后，需對(duì)安裝留下洞口進(jìn)行封堵并進(jìn)行防水處理，避免雨水腐蝕。洞口封堵采用粘土磚砌6cm厚墻體，內(nèi)外兩面粉刷。防水采用抗拉伸性能較強(qiáng)卷材防水材料，自固螺栓安裝部位需重點(diǎn)處理，防止接口部位銹蝕，影響彩鋼板屋蓋整體強(qiáng)度和使用壽命。安裝留下洞口應(yīng)防水要求必須進(jìn)行封堵，但是，拱型屋蓋下風(fēng)壓達(dá)0.2～0.25KN/m，因此，為了整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)安全，在天溝施工過(guò)程中應(yīng)預(yù)留好減壓洞口，避免風(fēng)壓不利影響。圖11洞口封堵、防水處理圖12排風(fēng)減壓口5.10拉桿安裝拉桿：Ф10鍍鋅鋼絞線，花籃螺栓：M20×150圖13拉桿安裝節(jié)點(diǎn)5、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)5.1必須嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，包括以下兩個(gè)方面：施工圖紙要求和壓型鋼板施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（YBJ216－88）5.2施工方案和屋面鋼板安裝手冊(cè)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)資料中施工質(zhì)量要求。6、質(zhì)量控制措施6.1鋼板在搬運(yùn)時(shí)，不能拖行應(yīng)抬運(yùn)，以不使鋼板變形為準(zhǔn)，吊裝時(shí)，應(yīng)把鋼板按安裝方向放置，避免鋼板在屋面上調(diào)頭。6.2在屋面鋼板上行走，須穿不帶釘、不帶紋底軟鞋，雙腳只能踩在鋼板凹槽部分，切勿踩踏板肋和在天溝板上行走及站立。6.3現(xiàn)場(chǎng)切割鋼板，盡量在地面進(jìn)行，不得在靠進(jìn)其他鋼板地方切割；若須在屋面進(jìn)行時(shí)，不能在其它鋼板上進(jìn)行此項(xiàng)作業(yè)。切割時(shí)，鋼板正面朝下，切割后鋼板上殘余鐵屑一定要清掃干凈，否則易導(dǎo)致鋼板早期銹蝕。6.4鋼板在屋面鋪設(shè)要注意當(dāng)?shù)爻Ｄ觑L(fēng)向，板肋搭接方向需與常年風(fēng)向相背。6.5在屋脊處及圖紙上有標(biāo)注處，需將鋼板上彎約45度形成檔水板，在天溝及下端處下彎約15度，形成滴水線。6.6鎖縫后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求決定鎖縫邊是否注膠密封。6.7每安裝5－6塊鋼板，即需檢查兩端平整度，如有誤差，及時(shí)調(diào)整。6.8嚴(yán)格明確各崗位質(zhì)量、安全責(zé)任制；安裝前進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)交底，上崗人員須經(jīng)考核合格，方可上崗，質(zhì)量、安全責(zé)任到人。6.9堅(jiān)持上崗自檢、互檢和專(zhuān)職質(zhì)量檢查制度，確保高速優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定完成安裝任務(wù)，6.10開(kāi)展QC活動(dòng)，由技術(shù)人員和工人結(jié)合組成QC小組，用科學(xué)管理方法來(lái)達(dá)到施工質(zhì)量。7、施工組織及安全措施7.1工種人數(shù)安裝作業(yè)以高空作業(yè)人員為主體，再結(jié)合其它工種，設(shè)安裝作業(yè)總指揮一人。下設(shè)屋面安裝作業(yè)兩個(gè)分組長(zhǎng)，地面作業(yè)和起重機(jī)分指揮共四人。各作業(yè)分組長(zhǎng)與分指揮負(fù)責(zé)一個(gè)作業(yè)組，承擔(dān)分管崗位作業(yè)。安裝作業(yè)時(shí)，約需工種和人數(shù)為：起重工20人，電焊工2人；板材加工成型及鎖邊時(shí)，12人為一組，進(jìn)行板材加工或鎖邊。7.2勞動(dòng)組織與崗位職責(zé)（見(jiàn)表2）序號(hào)崗位主要職責(zé)人數(shù)1總指揮行使全面指揮權(quán)12安裝責(zé)任工程師技術(shù)總指揮13質(zhì)量責(zé)任工程師質(zhì)量總監(jiān)督14安裝責(zé)任工程師安全總監(jiān)督15計(jì)劃調(diào)度負(fù)責(zé)人具體負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)工作16安裝作業(yè)指揮具體指揮屋面鋼板安裝工作27地面與起重機(jī)指揮具體指揮地面運(yùn)輸與起重機(jī)正確作業(yè)18安裝作業(yè)正確安裝屋面鋼板209板材加工及鎖邊確保成型彩鋼板供應(yīng)1210技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)施工方案實(shí)施及安裝過(guò)程詳細(xì)記錄211安全工程師確保施工安全2表27.3安全施工工程施工過(guò)程中，存在主要安全隱患如下，應(yīng)對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防并提供相應(yīng)安全措施，確保整體施工安全。（1）高空作業(yè)：本工程工作內(nèi)容以高空作業(yè)為主，作業(yè)人員應(yīng)遵循以下條例：eq\o\ac(○,1)從事高處作業(yè)人員必須持證上崗，并認(rèn)真遵守安全施工規(guī)定，衣著要靈活，禁止穿硬底和帶釘易滑鞋；eq\o\ac(○,2)作業(yè)人員佩戴安全帶；eq\o\ac(○,3)作業(yè)面下方設(shè)置安全網(wǎng)；eq\o\ac(○,4)高處作業(yè)物料要堆放平穩(wěn)，不可放置在臨邊和洞口附進(jìn)、凡有墜落可能，要及時(shí)撤出或固定以防高空墜物傷人。（2）施工用電：eq\o\ac(○,1)總配電箱應(yīng)設(shè)在近電源處，分配電箱應(yīng)裝在近用電設(shè)備或用電區(qū)內(nèi)。eq\o\ac(○,2)配電箱采用鐵板制作。eq\o\ac(○,3)配電箱內(nèi)應(yīng)分別設(shè)置工作零線接線端子板和保護(hù)零線端子板。eq\o\ac(○,4)金屬箱體和金屬底座及外殼，必須保護(hù)接零。配電箱必須有防雨和防潮措施。配電箱內(nèi)必須有二級(jí)漏電保護(hù)器，每臺(tái)用電設(shè)備應(yīng)有各自專(zhuān)用開(kāi)關(guān)箱，必須實(shí)行“一機(jī)、一閘、一漏、一箱”，設(shè)備與照明分閘，所有配電箱均設(shè)門(mén)、鎖，有專(zhuān)人負(fù)責(zé)保管，實(shí)行經(jīng)常檢查、檢修制度。（3）機(jī)械操作eq\o\ac(○,1)機(jī)械設(shè)備定機(jī)定人操作保養(yǎng)，操作證件齊全。eq\o\ac(○,2)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部分及現(xiàn)場(chǎng)用電要求：a、各種機(jī)具、電動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)和危險(xiǎn)部位必須裝置防護(hù)裝置。b、電器設(shè)備和線路絕緣必須良好，有防雨防潮設(shè)施。c、電箱有門(mén)、色標(biāo)和編號(hào)，符合安裝高度，高壓漏電保護(hù)器及接零接地齊全，開(kāi)關(guān)箱與用電設(shè)備必須“一機(jī)、一閘、一漏“，熔絲與實(shí)際設(shè)備負(fù)荷相匹配。d、安裝電器設(shè)備時(shí)，必須對(duì)開(kāi)關(guān)、線路、接地裝置等加以檢查，務(wù)必完整無(wú)損，絕緣良好。8、工法總結(jié)8.1技術(shù)先進(jìn)（1）構(gòu)造合理，360度咬邊連接方式，屋面無(wú)螺栓，完全避免了滲水和漏水現(xiàn)象。（2）采用自固螺栓固定，簡(jiǎn)化操作，大大降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。無(wú)需搭設(shè)腳手架固定螺母，提高了操作安全性。（3）吊桿可拆卸，可自由調(diào)節(jié)角度，適合多種跨度拱型屋蓋同時(shí)施工。8.2經(jīng)濟(jì)效益良好首先，整個(gè)建筑無(wú)須梁和條，造價(jià)僅相當(dāng)于輕鋼結(jié)構(gòu)三分之二，且跨度越大，造價(jià)越低。另運(yùn)用本工法施工可以大幅度縮短工期，每日施工面積可達(dá)1000m，大大節(jié)約了施工機(jī)械臺(tái)班與人工費(fèi)用。8.3社會(huì)效應(yīng)顯著現(xiàn)代化大型工程工期與經(jīng)濟(jì)效益緊緊相連，由于我們采用了該工法，使工程施工提前完成，為建設(shè)單位提前投入使用創(chuàng)造了良好條件，社會(huì)效應(yīng)顯著。9、應(yīng)用實(shí)例南昌市昌南農(nóng)產(chǎn)品物流中心一期工程，彩鋼板大棚跨度分別為10m