屋面彩钢板原位压型安装施工技术研究

朱珊++张子萌++刘冷静++卜方明

摘要：总结了彩钢板屋面传统运输吊装方法的不足，本着节约劳动力、减少对半成品材料破坏的原则，根据彩钢板屋面施工的特点，采用了屋面彩钢板原位压型安装施工新技术，其关键技术即彩钢板半成品原位压型技术，成型板现场堆放高度递减技术，板下暗钩支撑、拉结技术，突破了传统施工方法，提高了彩钢板屋面施工质量及耐久性，缩短了施工工期，节约了施工成本，比传统施工方法更安全、更环保。通过实例应用，证明了新技术具有实用价值。

Abstract： This paper summarizes the shortage of traditional transportation and hoisting method of color steel roof. In order to save labor， reduce the destruction of semi-finished materials， according to the characteristics of color steel roof construction， the new construction technology of in site compression for roof color steel plate is adopted. The key technologies are the in site compression of color steel plate semi-finished products， stockpile height degression of plate and the technology of strutting and pulling the hidden hook under the plate， which break through the traditional construction method， improve the quality and durability of color steel roof construction， shorten the construction period and save the construction cost. It is safer and more environmentally friendly than traditional construction methods. It is proved that the new technology is of practical value.

關键词：原位压型；堆放高度递减；板下暗钩支撑、拉结

Key words： in site compression；stockpile height degression；strut and pull the hidden hook under the plate

中图分类号：TU765 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）12-0109-03

0 引言

钢结构具有质量轻、强度高、韧性好、抗震性好且加工制作方便、工期短等诸多优势，因此钢结构在现代建筑的应用越来越广泛。彩钢板屋面作为钢结构的组成部分，除具以上优点外，还兼备施工方便、自重轻、外形美观的优势，因此，也被广泛应用在现代建筑中[1]。

但是，传统的彩钢板屋面施工，是将彩钢板在工厂中按照要求压制成型后运至施工现场先进行堆放，再将其吊装至屋顶进行安装。按此方法施工，彩钢板屋面材料在运输及吊装安装过程中存在表面漆膜被破坏、卷边、渗漏等问题[2]，从而影响了彩钢板屋面的施工质量及耐久性，同时增加了一些不必要的成本开支。因此，如何提高彩钢板屋面耐久性及施工质量、如何降低施工成本等一系列问题亟需研究解决。

1 原位压型安装关键技术及应用原理

防止彩钢板半成品在从加工地点运至施工现场再到施工工位过程中的破坏，保证彩钢板屋面的耐久性；防止成型材料在吊运过程中的破坏，保证施工过程中的安全；合理处理板间接缝问题，避免在板面上的人为开孔，减少屋面板的渗漏问题，提高彩钢板屋面的耐久性等等，是钢结构屋面板安装中亟需解决的实际问题，这对彩钢板屋面施工技术提出了较高的要求。

①彩钢板半成品原位压型技术：统筹考虑影响彩钢板屋面半成品材料耐久性的因素，本着节约施工过程中的劳动力、减少施工过程对半成品材料的破坏、缩短工期的原则，开创性地将压型机搬运至现场施工工位，并做好保护措施，对彩钢板半成品进行现场原位压型。此技术避免半成品材料在运输过程中的破坏、折损，同时节约了材料的运输、吊装成本，提高施工效率，缩短施工工期。

②成型板现场堆放高度递减技术：在保证屋架檩条在弯矩承受范围之内的前提下，通过对屋架檩条承载力的精确力学计算得知，屋架檩条在未按放彩钢板时，所承受的弯矩从两边向中间递增，从而确定出经压型后的彩钢板应从屋架两侧向中间处高度递减堆放，待装各堆放处之间依据堆放块数间隔特定的距离。此技术有效减少彩钢板材料的搬运次数，防止成型板在安装过程中的破坏，保证施工过程的安全，同时提高彩钢板屋面的施工质量。

③板下暗钩支撑、拉结技术：彩钢板与檩条之间用特制挂钩进行支撑、拉结，改变以往用自攻螺钉、铆钉将彩钢板穿透直接固定在支撑件上的做法，这种独特的固定方式更牢固、能更有效地提高屋面抵抗风的作用，而且从工艺上避免彩钢板屋面受到破损，并使得彩钢板在受温度变化时能自由伸缩，减少屋面整体变形，板间接缝处配合采用卷板方式使面板之间真正完美结合在一起，从而保证屋面系统取得更好的防水效果。

2 施工工艺流程及操作要点

2.1 工艺流程

技术准备：①熟悉图纸领会设计意图 ；②绘制排版图、统计构件；③提出加工技术及技术要求；④加工及现场检查。

现场准备：①结构层检查；②测量放线；③构件位置处的基层处理。

现场施工：①内天沟吊装；②檩条吊装、安装；③压型机支架安装；④压型机现场定位；⑤彩钢板卷现场就位；⑥彩钢板原位压型；⑦成型板搬运、安装；⑧采光板带安装；⑨外檐沟安装；⑩屋脊盖沿、封檐压型钢板。

2.2 彩钢板半成品材料现场压型

鉴于钢结构屋面坡度长，因此在彩钢板安装过程中，将彩钢板屋面材料的半成品以彩鋼板卷的形式运至施工现场，并将彩钢板压型机运至屋面施工工位，对彩钢板半成品进行现场压型加工，这样做可以避免彩钢板在运输过程中的折损，提高彩钢板材料的质量，同时可以提高工作效率，缩短工期；其次，此做法也便于现场整改，顺应安装的需要。

2.3 成型彩钢板现场堆放高度的确定

为解决成型后彩钢板的垂直运输困难，将压制成型后的彩钢板直接在屋架檩条上进行分组堆放，而后作水平移动。成型彩钢板的堆放方式经过力学计算确定，将屋架檩条沿横向进行力学分析，精简化后的屋架檩条力学结构如图1。其中q表示屋架檩条在自然状态下承受的风力及自身重力等均布荷载，l表示钢结构屋架沿横向的跨度，A与B表示屋架的两端。

根据力学知识可知：该结构为静定结构，受力平衡，因此端部A与B所承受的反力RA=RB=ql/2。支座A、B处的弯矩为0，即MA=MB=0，中间处弯矩最大，M中=ql/2×l/2-ql/2×l/4=ql2/8。所以屋架檩条结构的弯矩图如图2所示。

由弯矩图可知，屋架檩条中间弯矩最大，并由中间向两边递减，因此，在均布荷载作用下，一个屋架内中间所能承受的力最大，边缘处最小，所以在彩钢板进行堆放时，檩条端部堆放高度最大，并依次向中间递减，每组间隔距离视檩条跨度、每片彩钢板宽度及堆放高度不同而不同，使檩条弯矩分布沿跨度分布均衡。檩条上堆放彩钢板方式如图3所示。

2.4 屋面板安装——板下暗钩支撑、拉结

①安装流程：支撑暗扣挂钩→固定第一张彩钢板→安装下一排暗扣固定件及彩钢板→检查彩钢板公母肋是否正确扣合→板间接缝咬合锁边→按以上程序铺设后续屋面彩钢板。

②铺设方向：按当地的顺年的最大频率风向进行横向搭接。由远及近。

③安装方法：

1）拉线安装第一排特制暗扣固定件及中间肋支撑暗扣挂钩，每个暗扣固定件采用两个固定端固定在次檩条支撑面上，每个支撑面设置一个暗扣座。

2）将第一张屋面彩钢板依照与天沟正交的方向，排放在已固定好的暗扣座上，固定时先将中间肋对准暗扣的弯角，从中间向两端方向用脚肋或胶锤将中间肋及母肋依次扣合在暗扣上。

3）挨紧第一张屋面彩钢板按相同方向放好第二排暗扣座，使暗扣座的联锁肋拱倒挂在彩钢板边缘，固定好紧固件。

4）将第二张彩钢板放在第二排暗扣座上，将其母肋扣合在第一张板的公肋上，公肋与母肋的尺寸是配套的，扣合时必须注意要扣到位，以保证扣合的严密程度。

5）对板间接缝进行360°无缝咬合锁边，将相邻面板的立边与暗扣的钩头相扣合，锁边过程采用专用的封边机器全自动方式进行。

3 本技术创新点

①适用性：采用彩钢板半成品原位压型技术，将压型机安放在现场的施工工位，能灵活地适用现场的施工条件，高效便捷，且不影响其他施工工序的顺利进行，能保证半成品生产尺寸的准确可靠。

②安全性：成型板堆放高度递减技术，充分考虑了屋架檩条的抗弯力学特征，保证了施工过程的安全性；板下暗钩支撑、拉结技术增加了屋面系统抵抗风力、雨雪等荷载的能力，保证了结构后期使用的安全。

③经济性：彩钢板的现场压型技术，降低了材料的运输费用；精细化的施工工法从工艺上降低了彩钢板在安装过程中的破坏、折损程度，减少了后期的维护维修费用，同时节约了人力物力。

④耐久性：在屋彩钢板的板间接缝处理中，本工法改变了传统的螺栓连接，避免了在彩钢板上直接人孔穿孔，很大程度上减少了彩钢板屋面的渗漏问题，提高了其耐久性。

⑤绿色环保性：把质量完好的原装钢板（卷）运至施工现场，避免了运输过程中材料漆面的破坏，减少了后期对材料的补漆维修，降低了施工现场的污染；板间接缝处用暗钩代替螺栓连接，避免了人工钻孔，减少了现场粉尘的产生，实现了的绿色节能减排的目标。

本项技术适用于工业与民用建筑、高度低于20m的钢结构材料屋面的建筑工程。

4 实例研究

“屋面彩钢板原位压型安装施工技术”应用于青岛某钢结构民用建筑项目，总建筑面积为19149.5m2，其中钢结构屋面面积8453m2，造价为101.44万元。

4.1 经济效益

应用彩钢板半成品原位压型技术与成型板堆放高度递减技术，降低材料在运输过程中破坏、折损程度的同时，大大减少了材料的运输费用；板下暗扣支撑、拉结技术，解决了彩钢板屋面的锈蚀、渗漏问题，节约了后期补漆维修的费用，同时节省了人工费、措施费，取得了良好的经济效果。具体经济效益分析见表1。

4.2 社会效益

本技术在应用过程中，解决了传统彩钢板屋面施工过程中的运输易损、安全性差、板面锈蚀、渗漏等问题，提高了其施工质量及耐久性，同时降低了施工现场的污染，实现了绿色节能的目标，具有良好的应用前景。

5 结论

屋面彩钢板原位压型安装施工技术，改进了传统施工方法中的不足，成功地解决了彩钢板屋面在运输、吊装过程中的折损、破坏及屋面板渗漏、耐久性差等一系列技术难题，安装质量可靠，工艺经济合理。通过实例应用的研究，证明了该技术具有良好的应用前景，为类似工程提供了借鉴，值得在实际应用中推广。

参考文献：

[1]王元清，石永久，陈宏，等，现代轻钢结构建筑及其在我国的应用[J].建筑结构学报，2002（01）：1-8.

[2]魏成惠，李海林，陈浩.钢结构厂房屋面防水技术研究[J].品牌，2015（02）：258-259.

[3]GB50207-2002，钢结构施工及验收规范[S].中国标准出版社，2002.

[4]袁旭东.正反弧彩钢压型板屋面施工技术研究与应用[D].2007.