大跨度空间钢结构施工技术研究

　　摘要：随着大型工业厂房的建设，相应的钢结构围护系统也在不断进行改进，在满足屋面工程质量的同时，（钢结构设计培训）必须满足保温、防雨、美观的功能。这对大跨度屋面围护系统的设计及施工提出更高的要求。

　　关键词：屋面围护系统 360度直立锁边 滑动支座

　　1 工程概况

　　张煤机装备产业园项目共计9个工业厂房，建筑面积35万m2，每个工业厂房都包括单层钢结构车间以及三层框架辅房，车间都是大跨度钢结构，其中典型一个厂房建筑面积47627.42 m2，钢结构厂房的建筑面积为42876 m2，厂房檐高为15.4 m，平面东西向共计1～26轴，柱距为9 m，跨度为30 m、24 m，总长为225 m；南北向共计十个轴，九连跨，总长为198.5 m。最长的一坡屋面长度为84 m。

　　　2 大跨度钢结构屋面围护系统的材料要求

　　①屋面外板：采用0.6 mm镀铝锌板，涂层为高耐候聚酯（HDP），板型采用U-470型加强型，波高72 mm；现场制作，360度咬口直立锁缝。②屋面内板：采用0.5 mm镀铝锌板，涂层为聚酯（PE）。③屋面保温：优质玻璃纤维棉毡，铝箔贴面，密度不低于16 kg/m3，100 mm厚。④屋面采光板：优质玻璃纤维增强聚酯采光板（FRP），与屋面板型配套，双层采光。其中上层1.5 mm厚，下层1.2 mm厚，双层透光率不小于60%。

　　3 超长屋面板360度直立锁边安装解决屋面漏水问题

　　钢结构彩板屋面系统在竣工后的使用过程中有漏水的现象，是目前该行业的质量通病，也是业主和施工单位非常关注和急需解决的问题。为了保证屋面不漏水采取了以下措施：

　　（1）屋面板选择高波峰U-470加强型屋面板，板与板之间全部采用360度直立锁边，没有裸露螺钉，提高气密性，滑动支座连接，预防温度变化引起的屋面伸缩变形破坏；

　　（2）屋面压型板在现场加工，沿坡面一次成型，最长的一个坡度为84 m，仅在屋脊处搭接，保证屋面板的整体性，减少接缝。杜绝了由接缝产生的漏水现象；

　　（3）在天沟位置增加泄水口，每跨一个泄水口，且每跨在钢柱两柱侧都设置雨水管。

　　　4 钢结构屋面围护系统施工

　　（1）屋面围护系统施工流程。

　　屋面内板安装→屋面保温层安装→屋面外板安装→采光板安装→屋面系统各类包边安装

　　（2）屋面内板（底板）安装

　　设置安装基准线，基准线设在山墙端屋脊线的垂直线上，并根据此基准线，在檩条的横向标出每块或若干块压型钢板的截面有效覆盖宽度定位线，按排板图依次铺设，并应边铺设边调整其位置边固定。内板为单板，用铆钉固定在檩条上。在屋面上开洞，可先切割洞口，再安装压型钢板，切割时，必须核实洞口尺寸和位置，洞口收边。

　　在进行屋面内板安装时必须在板下搭设作业平台，方便工人操作。现场采用在车间内每跨间搭设移动式操作平台，平台采用钢管、角钢等焊接，制成一个钢平台，两端安装轮子，方便在吊车梁上移动，最后在平台上搭设操作平台。该移动式操作平台可以在不同跨内的屋面板安装时周转使用。

　　（3）屋面保温棉及支架安装

　　屋面内板安装完毕，即进行屋面外部保温棉安装。

　　铺设保温玻璃棉时，必须从一端向另一端紧密拼接依次铺设，屋脊、檐口处用压条压紧，不得出现薄厚不一、拉裂、裂缝等现象，横向拼接处用胶带粘贴。

　　支架必须随玻璃棉及时铺，严禁施工人员在已铺设好的保温棉上行走，避免保温棉拉伸、皱堆。在厂房端部放线定位，拉纵横线，确定支架的准确位置，连接件要均匀布置，力度统一，做到坚固、平直，支架上端在一平面内。认真做好保温棉铺设，支架安装隐蔽记录及隐蔽验收，屋面顶板应随之安装。

　　（4）屋面外板安装

　　根据现场条件及工程特点，本项目的每一坡屋面较长，屋面外板采用现场压制的施工方案，解决了屋面外板长度大不易运输的问题。此项目屋面外板最大板长为80 m，现场压板可以采用将压板机台架起与屋面高度一致，压出的屋面外板直接抬至屋面进行安装，这样节省了屋面外板提升至屋面的时间，加快了安装进度。

　　安装时，设置固定支架的安装基准线，固定支架的安装基准线设在屋脊线的中垂线上，并以此基准线为参照线，在每个支架的横向标出每个固定支架长度的定位线，（余数对称放在山墙处的檩条端部）和支架的焊接线。屋面板应从屋面的一端按排板图依次铺设，屋面每列板安放在固定支架上。屋面板安装时，应边铺设边调整其位置，边临时挂口，最终安装完后用自动咬口机咬口。

　　在屋面上开口及施工注意事项同屋面底板安装。在安装屋面板过程中，必须经常将屋面打扫干净，竣工后，屋面上不得有铁屑等杂物。铺设屋面压型钢板时，应在压型钢板上设置临时人行木板，施工人员必须穿软底鞋，且不得聚在一起，在压型钢板上行走频繁的地方，应设置临时板。吊放在屋面上的压型钢板，应当时安装完结。未安装完的，必须用绳具与屋架捆绑牢固。

　　屋面外板安装时注意事项。

　　①铺设屋面板时要注意常年风向，板肋咬口方向与常年风向

　　相背。

　　②屋面板支架安装，按屋面板的铺设方向，在屋面檩条上放线安装屋面板支架。

　　③屋面板的安装，每块屋面板的波峰位置都应于支架咬合，支架位置用咬口机把两块屋面板及支架咬合。

　　④依次安装屋面板，每安装5～6块即需检查板两端的平行度，以保证板的平行铺设，如有误差，及时调整。安装到最后一块板时，将超出端墙结构线的部分切割掉，用自攻钉与屋面檩条边接。

　　（5）屋面采光板安装

　　采光板同屋面板相同，分上下层布置，且板型与屋面内外板一致，安装前先进行屋面排版设计，根据排版图进行安装。

　　采光板内板安装：下层板安装和屋面底板一同安装。根据排板图先确定采光板的位置，由于内外板型有差异，故排版图设计时一定要考虑到板型差异的问题，使上下板的位置保持一致。下层采光板采用螺栓固定。

　　采光板外板安装：安装屋面外板时，根据排板图，预留采光板的位置，铺设采光板时，直接扣在屋面外外板的波峰上面，并用专用咬合工具对采光板上彩钢收边同屋面外板咬合固定，同屋面外板形成一个整体，做到防水效果。

　　采光板安装时的注意事项：

　　①采光板装卸时应避免底面和端部因接触外界硬物或拖拉而损坏表面；

　　②采光板一定要码放在平整的地面上，且要用绳索捆绑好，防止被风吹损；

　　③由于采光板是在工厂预制，考虑到运输因素，采光板在现场安装时，存在搭接的问题。采光板在搭接时至少须要有250�的重叠，并在重叠部位贴置两道丁基防水胶条，做到防水防尘。

　　④采光板吊装到屋面过程中要使用多吊点，以免采光板纵横向发生折弯，损坏采光板。

　　⑤采光板采用螺钉固定时要预先在采光板上打预导孔，预导孔的直径要大于螺钉直径6～9 mm，以免受热胀冷缩而使采光板撑裂。

　　（6）屋面预留洞口的防护

　　若出现不能和屋面外板同步施工，故对洞口四周的保温棉要采取防雨措施。第一、要保证洞口四周的屋面雨水不能流入，屋面板要及时清理上面的剩余材料、建筑垃圾和设备工具，做到不堵水，使雨水能及时通畅流入天沟。第二、为了防止下雨时雨水直接浇到未封闭的保温棉上，在保温棉的上下用防渗透气膜进行保护，进深为500 mm。

　　　5 结语

　　大跨度屋面围护系统的合理设计及施工，能够对屋面防水、美观等方面起到作用，特别是360 °直立锁边技术的应用，对钢结构屋面系统的新型技术应用使用重要意义。