瑞金火车站大弧形彩钢屋面深化设计与施工技术

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dustfly
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  【摘要】赣龙铁路瑞金站房屋面改造工程,本工程设计施工特点是大面积(4000㎡)大跨度(40m)高空大弧型(高度25m、弧半径325m ),针对本工程施工中遇到的一些技术难题,抓住关键所在。在弧形相交接处的构造,弧形屋面构造及各处防水采取一系列相对应的措施,达到了质量和功能的预期目标。
   【关键词】 彩钢屋面深化设计施工技术
  【 Abstract 】 The railway station of Jiangxi Rruijin roof ia a new renovation project, the project design and construction characteristic is (4000 ㎡) and big span (40 m) ,high altitude big arc (highly 25 m, arc radius 325 m). Here we need to seize the key based on the technical problems encountered in the engineering construction,. In the construction of the arc photograph junction, took a series of corresponding measures concerning curved roof structure and waterproof everywhere to achieve the expected goal of quality and function.
  【 Key words 】 caigang roofing, detailed design, construction technology
   中图分类号:F532 文献标识码:A 文章编号:
  
   [ Abstract ] Ganlong railway Ruijin station building roof reconstruction project, the engineering design and construction characteristics of large area (4000 square meters ) long span ( 40m ) high altitude arc ( 25m, 325m arc radius ), the project encountered some technical difficulties, seize the key. The arcuate junction structure, curved roof structure and various waterproof take a series of corresponding measures, to achieve the quality and function of the expected target. [ Key words ] deepen design and construction technology of steel roof1、工程概況
   瑞金火车站位于江西省瑞金市,为赣龙铁路线上站房,车站为线侧平式站房,建筑面积5817.5 m2,建于2005年,既有站房两侧设备管理用房为钢筋混凝土屋面,中间候车室上空为网架结构,网架上层铺设50厚复合压型钢板屋面,局部采用阳光板,根据使用部门反映中部候车室上空的复合压型钢板屋面变形严重,出现多处渗漏问题,由我部负责项目深化设计及改造施工。瑞金站网架屋盖竣工图显示,屋盖上弦静载0.5kN/m2,活载0.5kN/m2,下弦静载0.5kN/m2,风载0.35kN/m2,网架设计最大拉压轴力456/-415(kN),网架设计最大挠度值-94.4mm。屋面檩条为C120X50X20X2.5薄壁型钢檩条,间距2.4m单向布置;顺坡搭接处为相背双檩,屋脊处为相对双檩。
   本工程深化设计及施工周期都比较短,屋面施工改造的同时,站房候车大厅不停用,安全风险较高。
   2、深化设计及施工中主要技术难点和处理方案
   为满足业主的功能及屋面造型需要,结合既有屋面结构的特点,根据中铁第四勘察设计院集团有限公司提供的《瑞金站房屋面改造工程施工图设计》(瑞金站改-0201<建>),我部负责做深化设计方案。
   (1)拆除既有复合压型钢板和阳光板屋面,更换新的屋面板;
   (2)纵向采用120*60*3.2矩形管作为主龙骨安装檩托之上,再在矩形管中间横向增设次龙骨C120X50X20X2.5,使既有檩距2.4m设计为1.2m,经计算,既有网架承受荷载、新增主、次龙骨的强度、刚度均满足设计要求,如下图所示。
  
  (3)新铺设的屋面板构造做法安照国标执行,即上层0.8mm厚洁面银灰色镀铝锌压型钢板,板型选用YX51-380-760(角弛III);防水透气层(≥0.49mm纺粘聚乙烯和聚丙烯膜);100mm厚离心玻璃保温棉(为非燃烧体、A级建筑材料;容重<20kg/m3时,导热系数≤0.033w/m.k.);下层0.6mm厚压型乳白色镀铝锌钢板(子母扣连接,自攻钉隐式);节点设计局部大样图如下。
  
  3、施工时需处理好的几个要点
   3.1施工环境特点
   站房的广场、候车大厅内、出站口、站台等处旅客及工作人员复杂,需要在站房周边安全距离采取施工围挡及在候车大厅内设置防护棚等措施;同时站房主体结构高、跨度大,需要在网架下挂设安全网,以防施工坠落。
   3.2施工部署
   (1)在候车大厅上空挂设双层安全网,即上层挂设密目绿网以防材料配件坠落,下层挂设承重安全网以防施工人员或重物坠落。大厅内搭设旅客及工作人员临时通道(如下图)、广场及站台安装安全围挡、旅客及工作人员临时安全通道。
  
   (2)拆除既有屋面系统:既有的屋面复合板强度很低,且屋面檩条距离太大,人员直接在屋面板行走和搬运屋面板比较危险,在既有的屋面板上采用Φ48×3.2mm钢管搭设2m宽的临时马道,以便施工人员运输材料。
   (3)为了将施工对站房使用的影响降到最低,将整个屋面施工区域分为四个阶段完成。即3~8轴为第一阶段,8~12轴为第三阶段,12~15轴为第四阶段、15~19轴为第二阶段。先拆除既有屋面,然后安装新屋面,完成第一阶段后,再实施第二、三、四阶段。
   4、 施工方案及质量控制
   4.l檩托连接板的焊接
   由于既有檩条布置中檩条间距太大,无法满足屋面铺板刚度,深化设计时在既有檩条间加设主次龙骨。主龙骨的加设前,需要在既有檩托上焊接连接耳板,该项工作需在主次龙骨吊装前完成。用6台焊机同时施工;先在将要焊接的耳板位置划好定位线,然后按线准确施焊,并保证质量。焊工施焊时,严格遵守焊接工艺的各项参数,不得自由施焊以及在焊道外的母材上引弧,焊缝终端的弧坑必须填满。
   焊接完毕,焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物,检查焊缝外观质量。每块耳板焊毕后,立即清除药皮,除去焊渣及飞浅物,涂刷焊缝油漆。
   在保证焊缝质量的前提下,采用适当的电流,快速施焊,以减少热影响区和温度差,以便减少焊接变形和焊接应力。
   4.2主次龙骨安装
   主次龙骨与檩托板的连接方式采用焊接;将加工好的主次龙骨编上号码,将运至原屋顶上,有规律地分散堆放在垫木上。每堆放点主次龙骨的重量不可过大,确保既有桁架的结构安全。
   (1)新增龙骨在现场生产车间按照设计图纸要求进行加工。放样前要核对图纸的尺寸,样板上应注明工号、图号、零件号、数量、加工边,样板应妥为保存,直至工程结束后方可销毁。样板要求精度±1mm、两对角线差±1mm。放样时要留出5mm 的加工余量,焊接余量通过实验现场确定。
   (2)下料,根据配料表和样板进行套裁,尽可能节约材料,应有利于切割和保证质量,号料公差长、宽±1mm、对角线±1mm。
   (3)下料后对板进行平直、折弯等工序将龙骨做好,龙骨制作完成后检查其质量合格后进行防腐。
   (4)除锈防腐:新增龙骨采用热镀锌处理。加工成型的半成品龙骨局部漆层最低要求为20μm,平均漆层最低要求为25μm。现场焊缝所补底漆和面漆均为灰色醇酸防锈底漆,漆膜厚度为20μm。
   (5)新增龙骨运输:采用35吨汽车吊吊装至屋面后,人工抬运到安装处,严禁集中堆放,注意檩条的成品保护,防止变形及碰坏涂层。
   (6)屋面新增龙骨安装的控制点关键在其标高,而不同位置的檩条标高不同,因此在安装屋面檩条前,必须先放好屋面檩条的安装位置线,根据屋面檩条的标高,并同时兼顾结构误差,在安装时予以调整。施工过程中,关键控制好檩条的标高和倾斜度。不符合要求必须整改,合格后方可进行下道工序的施工。
   (7)新增龙骨安装采用人工抬到安装位置的正下方,再利用滑轮或人力就位。安装时施工人员利用临时平台作为操作平台。
   (8)新增龙骨安装焊接在钢结构檩托之上,焊接时电流要适当,焊缝成形后不能出现气孔和裂纹,也不能出现咬边和焊瘤,焊缝尺寸应达到设计要求,焊缝应均匀,焊缝成型应美观。
   (9)新增龙骨顶面检查,檩条顶面是否在设计的曲面上需要通过拉线检测,即垂直于檩条长度方向接线,检查各行檩条顶面与拉线的高差,是否有突变的高差,注意拉线不能跨过屋面曲线的反弯点。
   4.3底板安装
   (1)由于底板反吊在檩条底部,施工现场不具备搭设脚手架,同时网架下悬球到上悬球高度约1500mm,因此采用在网架下悬球系杆上搭设木跳板的方式进行施工。网架间距约2400mm,沿压型底板平行方向在网架下系杆上架设跳板,用铁丝将跳板和系杆连接,防止出现翘头引发安全事故。每个单位里铺设10块,同时铺设3--4跨。该区域的底板安装完毕后,移动至下一个作业面。
   (2)屋面底板的安装从A轴向G轴进行安装,并需符合屋面板安装的要求。屋面底板垂直于主檩条方向铺设,固定在主檩条上。具体施工方法如下:钢板吊至屋面准备开始安装时,注意确保所有的钢板正面朝上,且所有的搭接边朝向将要安装的屋面这边,否则不仅会翻转钢板,还会使钢板调头。成困的钢板需安放在靠近或置于檩条支撑点上,而不能放在檩条的跨中,在固定第一块钢板之前,要确保其位置的垂直和方正;并将它正确地落在与其他建筑构件相关的位置上。当第一块钢板固定就位时,在屋顶的较低端拉一根连续的准线,这根线和第一块钢板将成为引导线,便于后续钢板的快速安装和校正,然后对每一屋面区域在安装期间要定段检测,方法是测量已固定好的钢板宽度,在其顶部和底部各检测一次,以保证不出现移动和扇形。在某些阶段,如安装至一半时,还要测量从已固定的钢板顶、底部至屋面的远边或完成线的距离,以保证所固定的钢板与完成线平行。若需调整,则可以在以后安放和固定每一块时很轻微的做扇形调整,至到钢板达到平直度。安装每一块钢板时,应将其边搭接准确地放在前一块钢板上,并与前一块钢板夹紧,直到钢板的两端都固定为止。钢板沿纵向就位,其端部尤其是上端部需用钳子夹住搭边部分,这样可以保证钢板一端的就位,并使一端的搭接也处于正确的位置,从而固定住钢板,在固定的过程中,夹板钳始终应在纵向夹住钢板。在安装下一块钢板之前,每块钢板必须完全被固定住。固定必须始于钢板的中心,然后向两边伸展,最后固定钢板的搭接边。
   (3)安装质量要求:镀锌钢底板安装时应注意板底的平整度,跨中挠度不得超过1/200;镀锌钢底板横向间相互搭建一个波峰,如底板相互接触不严产生较大缝隙时就用ø5铝铆钉适当紧固。锚固可靠,安装平整,板缝接触严密,板面干净。
   4.4屋面板固定支架的安装
   (1)支架
   因安装工艺的需要,其屋面板采用特制的支座固定,并采取咬口锁边连接而成。采用专用支架连接,还有一显著的优点,即在温度变化下整个屋面板系统可自由滑动、伸缩。该项功能避免了由于温度变化较大时,金属屋面板由于热胀冷缩引起的伸缩,合扣盖咬合缝发生错位,引起屋面渗漏的现象。
   (2)施工工艺流程:
   测量放线----固定支架安装-----检查安装质量及修正。
   (3)测量放线
   在固定支架安装前先应根据屋面板材安装方向及已测设的控制点在屋面檩条上定出各支架的安装位置。在施工后的檩条必须符合屋面支架安装精度的要求,在坡度方向上应严格控制。
   (4)固定支架安装
   屋面板支座安装质量控制思路:在屋面板安装后,因热胀冷缩过程中,能使屋面板自由滑移,防止出现因支座安装不正确在屋面板滑移的过程中将屋面板拉破。
   支座的安装采用二颗自攻螺钉。安装时,应先打入一颗自攻螺钉,然后对支座进行校正一次,调整偏差,并注意支座端头安装方向应与屋面板铺板方向一致。校正完毕后,再打入第二颗螺钉,将其固定。安装好后,应控制好螺钉的紧固程度,避免出现沉钉或浮钉。
   在支座安装完成后进行全面检查,采用在支架头位置用拉线方式进行复查,对错位及坡度不符,与屋面不平行的及时调整。
   另外,支座的数量多少,决定着屋面板的抗风能力。所以,支架应沿板长方向的排数严格按图纸设计进行安装,不得漏装,少装。
  4.5保温棉安装
   安装完底板后,即可在底板上表面的次檩条间铺设100mm厚保温棉,铺设平整连续即可。要求在施工过程中,严格按次檩条的布置净间距裁剪玻璃保温棉,玻璃保温棉与次檩条间不留缝隙。
   (1)保温层的铺设
   保温棉毡应与屋面板充分紧贴,不得与屋面板之间出现空气间层,充分紧贴可减少下雨时雨水对屋面的击打声,并防止屋面在加温后空气间层空气流动对保温效果降底的影响。
   本工程屋面系统采用100mm的玻璃纤维棉做保温材料, 在保温棉铺设时,铝箔膜向下,设置在保温棉下侧,起隔气、隔温、反热辐射作用。
   在上层离心玻璃铺设时不宜拉得太紧,有保温棉打开包装后充分回弹的空间,防止因不宜拉得太紧在回弹过程中出现铝箔膜的自然开裂。
   (2)保温棉的收边处理
   铝箔膜向内翻折可防止保温棉在沿沟处受潮后对保温性能的影响,其它位置的做法相同。
   (3)保温棉施工时的注意事项:在上层离心棉铺设时,在屋面固定座位置事先用刀片开小口后将固定座穿入;为保证施工时玻璃棉毡铺设不受天气的影响,屋面板与保温材料平行施工,施工时应避免对已安装的固定及屋面底板的破坏并有防突击强风设施;浸水泡湿的保温棉不得直接使用,以确保施工质量。
  4.6面板安装
   由于本屋面系统伸缩性强,面板厚只有0.8㎜,安装固定件T码时不能有仰角,造成仰角的关键原因就是檩条表面的安装角度,所以檩条安装时必须保证所有檩条表面在同一斜面上,檩条表面不能与斜截面有夹角现象。铺板应挂线铺设,使纵横对齐,纵向搭接,应顺年最大频率风向搭接,端部搭接应顺流水方向搭接,搭接长度不应小于200mm。每块金属板材两端支承处的板缝均应用M15×15自攻螺栓与檩条固定,中间支承处应每隔一个板峰用M15×15自攻螺栓与檩条固定。钻孔时,应垂直不偏斜,将板与檩条一起钻穿。螺栓固定前,先垫好長短边的密封条,套上橡胶密封垫圈和不锈钢压盖一起拧紧。
   鋪板时两板长向搭接间应放置一条通长密封条,端头应放置二条密封条,密封条应连续不得间断。螺栓拧紧后,两板的搭接口处采用耐候硅酮密封膏封严。两板铺设后,两板的侧向搭接处还得用拉铆钉连接,所用铆钉均应用丙烯酸或硅酮密封膏封严,具体做法步骤如下。
   第一步:在吊放钢板至屋架上准备安装时,必须按照将母肋部分(请注意:如非母肋,应立即调整过来),朝向首先安装方向的方式,来排放钢板。先将第一行的彩钢压型板吊线固定,安放檩条的一侧起始位置,保证长度方向和檩条排布方向的正交,并使用固定钉,在波谷的位置将之固定在檩条上。安装时,用一根绳索、墨线或钢板的侧缘,当作对正的标准,使得同一行的各片钢板,均在同一直线上。
   第二步:将第二行压型钢板,依照第一片钢板的边口位置,边肋(公肋)扣合在前片压型钢板的边肋(母肋)上,然后在扣合的有檩条的位置用自钻自攻钉固定。如果扣合时因为压型板的变形而无法紧密合拢,需要先行修整,并可用一把橡胶锤谨慎敲平,顺利压下,扣合住公肋。施工时,可以拉一条水平线,来检查钢板下缘是否平齐。
  4.7锁边
   面板位置调整好后,安装端部面板下的泡沫塑料封条,然后进行锁边。要求锁边时应连续、平整,不能出现扭曲和裂口。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。对本工程而言,锁边的质量关键在于在锁边过程中是否用强力使搭接边紧密接合。当天就位的面板必须完成锁边,保证夜晚来风时板不会被吹坏或刮走。
   修剪檐口和天沟处的板边,修剪后应保证屋面板伸入天沟的长度不得小于标准规定的尺寸,这样可以有效防止雨水在风的作用下吹入屋面夹层中。
  4.8收边泛水安装
   泛水分为两种,一种是压在屋面板下面的,称为底泛水;一种是压在屋面板上面的,称为面泛水。
   (1)底泛水安装:天沟两侧的泛水为底泛水,须在屋面板安装完成修剪完毕后安装。底泛水的搭接长度、铆钉数量和位置严格按设计施工。泛水搭接前先用干布擦拭泛水搭接处,目的是除去水和灰尘,保证硅胶的可靠粘接,要求打出的硅胶均匀、连续,厚度适中。
   (2)面泛水安装:屋面四周的收边泛水均为面泛水,其施工方法与底泛水相同,但要在面泛水安装的同时安装泡沫塑料封条。要求封条不能歪斜,与屋面板和泛水接合紧密,这样才能防止风将雨水吹进板内。
   5、质量通病防治措施
   (1)面板卡固不牢:主要是因为操作人员责任心不强、未认真进行面板的卡固和通板卡固后的检查工作。采用对操作人员加强教育,技术交底时就要求操作人员在每一块板安装完毕后要进行是否完全卡固牢固的全面检查,确保固定牢固后方可进行下一块板的安装。
   (2)固定座安装位置不准:在安装固定座之前,一定要在檩条上弹线控制安装位置,操作时,严格按弹线进行安装打孔、固定。
   (3)镀铝锌板表面划伤或腐蚀:在现场轧制完成后,要注意保护镀铝锌板表面的氟碳喷涂层不受划伤,铝单板不受腐蚀。吊装时,要对在接触钢丝绳处采用棉布和包装箱纸包裹保护,防止划伤表面,运输储存过程中,防止与腐蚀性物质接触,以免被腐蚀破坏。
   6、 结束语
   由于我们在深化设计及施工过程中,严肃认真地处理好了这工程的设计与施工难点、关键部位,从而使该项工程在短短的三个月中顺利完成,达到业主的提出的各项技术经济指标要求,同时也给红都瑞金又增添了一座标志性的彩板屋面工程。
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