青岛体育馆金属屋面工程施工技术

王俊涛

1 工程概况

1.1 工程概况

青岛体育馆工程是青岛市继奥帆基地工程后的又一市重点项目,2009年4月～10月在青岛体育馆成功举办了第十一届全运会短道速滑、花样滑冰、乒乓球及羽毛球的比赛。体育馆外观设计理念为“海风吹拂的蓝色钻石”,灵感来源于对体育建筑性质强劲、富有力量的思索。通过对球形进行切割,呈现出60面三角形半球体的“钻石”造型。青岛体育馆建筑面积48 000 m2,跨度110 m,屋面水平投影面积14 122.5 m2,屋面展开面积18 283.6 m2,屋面最大凌空高度42.32 m(见图1)。

1.2 金属屋面系统结构

金属屋面采用双层结构。即:采用直立锁边系统作为屋面系统的结构层及主要防雨层,在直立锁边系统的外表面安装蜂窝复合铝单板作为建筑装饰层(见图2)。

2 施工难点

体育中心金属屋面是由许多个大三角形平面相互拼接而成的一个三维穹顶。在每一个大三角形中,都是一个相对独立的金属屋面系统,因此在安装过程中,保证各个大三角形的平顺过渡是本次施工的难点。

3 工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

工艺流程见图3。

3.2 操作要点

3.2.1 檩条安装

檩条安装控制的关键在其标高与倾斜度,而不同位置的檩条标高又不同,因此在安装檩条前,必须先放好檩条的安装位置线,根据该处檩条的标高、坡度,在安装时予以调整。

3.2.2 屋面板施工方法

1)屋面板安装由低到高进行。屋面板安装前依次铺装:0.8 mm厚的钢底板、固定座、土工布、防水膜、保温棉等。

2)固定座安装(关键工序)。面板固定座是屋面面板的支撑件,它是屋面荷载传递到檩条的受力构件,它的安装质量直接影响到屋面板的抗风性能,面板固定座安装误差还会影响到铝合金屋面板的纵向自由伸缩及屋面板的外观。

3)保温棉、防水膜、土工布铺装。保温棉施工,其走向与面板的铺设方向相同,要将檩条间净空完全覆盖住,同时准备防雨苫布,每天施工完后及时将未覆盖保温棉的临时覆盖。

4)铝镁锰合金屋面板安装。a.板的固定点施工。热膨胀固定点的作用是为了不让板滑走,固定点的安装方法在板的小胁上沿45°角穿过固定座的梅花头钻一小孔,然后用11 mm～12 mm的铆钉将板与面板固定座固定在一起。b.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。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。c.檐口滴水片安装。滴水片安装前对檐口和天沟处的板边进行修剪,然后安装檐口密封件,最后安装滴水片,滴水片用铆钉固定,每小肋一颗钢铆钉。d.折边。折边的原则为水流入天沟处折边向下,下弯折边应注意先安滴水片再折弯板头。面板高端(屋脊)折边向上。折边时应均匀用力,折边的角度应保持一致,上弯折边后安装屋脊密封件。e.山墙固定件安装。在屋面板的纵向侧边,用自攻钉将山墙扣件与固定座的侧板固定在一起。f.打胶。这里的打胶是指屋面板与天窗接口处的密封胶,及屋面泛水板接缝处的板间密封胶。

5)不锈钢天沟安装。本工程采用不锈钢板天沟,天沟之间的连接方式为对接氩弧焊接。a.天沟支架安装。因采用不锈钢天沟,承重主要依靠其下部天沟支架,天沟支架安装时,要求其顶面距两侧檩条顶面距离与天沟深度相同,使天沟支架受力均匀。b.天沟搭接、焊接。不锈钢板天沟搭接前将切割口打磨干净,搭接时注意搭接缝间隙不能超过1 mm,搭接长度约10 mm,焊接前先每隔10 cm点焊,确认满足焊接要求后方可焊接。焊条型号根据母材确定。焊缝一遍成型。c.开落水孔、安装不锈钢雨水斗。天沟对应部位的板安装好后,必须及时开落水孔。

6)防雷施工。本工程屋面板具有很好的导电性,因此可直接利用屋面板作为防雷接地的闪接器,二次结构檩条与主体结构有很好的连接,主体结构接地已由相关单位完成,屋面系统施工主要完成金属屋面板与二次结构的有效连接。根据本工程屋面构造原理,采用50×4扁钢带将屋面板支撑件与二次结构檩条连接。扁钢与屋面支撑件采用2颗φ6.5自攻钉固定牢固,使每一处扁钢与面板支撑件接触面积不小于50 mm×30 mm。扁钢与二次结构檩条通过焊接进行连接。防雷接地扁钢布设在纵横间距不大于10 m的方格网上。防雷接地扁钢具体做法见图4。

7)蜂窝复合铝板安装。a.直立锁边固定支架安装。固定支架采用和T形固定座相同材质的高强铝合金型材。固定支架由两部分组成,装配完成后用螺栓固定。b.蜂窝复合铝板檩条安装。在已经安装好的固定支架上安装檩托,檩托与支架采用螺栓连接。檩托与檩条连接的部分开长圆孔便于调平檩条,同时檩条与檩托也采用螺栓连接。c.多方向连接铸铝圆盘安装。多方向连接铸铝圆盘是安装蜂窝复合铝板的关键构件。与檩条的连接也是采用螺栓固定。同样,为了调节安装误差,都在连接件上采用了长圆孔。d.蜂窝复合铝板安装。蜂窝复合铝板在多方向连接铸铝圆盘上用压块角码固定,在安装过程中,必须保证各块板在汇集到一点时的平整(见图5)。

4 结语

大型公用建筑金属屋面由于工程量大,节点样式多,在施工上比普通屋面存在更多技术难点。针对这些难点,只有严格按施工规范的要求,做好施工技术方案,并认真加以实施,才能高质量的完成屋面工程的施工。本屋面施工项目在精密计划和合理安排下获得了圆满成功。

[1]GB 50207-2002,屋面工程质量验收规范[S].

[2]王先逵.机械加工工艺手册(第二卷)[M].第2版.北京:机械工业出版社,2006.

[3]中山一熊.金属切削加工理论[M].李云芳,译.北京:机械工业出版社,1985.