聚碳酸酯高强度耐候板采光屋面施工技术

齐旭燕

中铁北京工程局集团北京有限公司 北京 100073

1 工程概况

太原南站站房工程金属屋面由48个42.8 m×36 m的单元伞组成，在每把单元伞上形成X形采光天窗，其独特的建筑造型给结构施工带来了极大的难度。结构设计师根据伞状屋面的几何尺寸及大跨度的屋面特性，选用了轻巧、美观的聚碳酸酯板采光屋面。

2 施工难点

1）聚碳酸酯板作为一种新型材料，具有材质轻、透光性好、保温节能、承载力强的特点，对结构能起到减轻荷载的作用。但是在国内大型高铁客站工程中很少应用，无经验可循。

2）工程屋面由48个42.8 m×36 m的钢结构单元伞组成，在每把单元伞上形成X形采光天窗，通过对钢结构桁架结构形式及聚碳酸酯板规格的研究，如何确定采光屋面龙骨的形状与安装方式，是施工中要研究的难题。

3）工程施工中细部节点主要为聚碳酸酯板与聚碳酸酯板之间的连接、聚碳酸酯板与金属屋面板的连接处的处理，如何有效保证防水、防风效果是施工中要研究的难题。

3 施工工艺原理

在主钢结构桁架上焊接采光天窗立柱、主次龙骨，进行结露槽及铝型材底座（含三元乙丙密封条）的安装，待安装完成后，进行采光板下料并进行试拼，然后安装上部铝型材（含三元乙丙密封条）。再安装铝型材扣盖和屋脊铝单板扣盖，并进行打胶、密封处理。最后进行蘑菇钉安装和对聚碳酸酯板收边、清理。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

施工测量、轴线放设→竖向柱安装→主、次龙骨安装→处理焊缝、涂刷漆层→安装排水槽→底部铝材安装→聚碳酸酯板放样→聚碳酸板侧边封堵→安装聚碳酸酯板→顶部铝材安装→屋脊盖、铝型材装饰盖安装→抗风钉安装→检查、验收[1-4]

4.2 施工方法

4.2.1  测量放线

根据采光窗设计图纸文件、钢结构设计图纸及现场实测实量数据，采用全站仪和水平仪及钢卷尺对天窗边线和中心线进行放线，以确定天窗主、次龙骨架位置。

4.2.2  竖向柱安装

立柱采用60 mm×60 mm×3 mm方钢管，长度为300～1 200 mm，立柱间距为2 600 mm，依据边线和中线安装竖向立柱。立柱安装时应当注意平面位置和垂直度在2 mm允许范围内。立柱安装应确保间距均匀、满足设计图纸要求，以满足受力和美观要求。

4.2.3  主、次龙骨安装

立柱安装完成后，根据立柱安装的平面尺寸，进行主、次龙骨的下料和安装，安装时应当控制好主龙骨与立柱的中心线相重合，进行点焊连接，主龙骨安装应重点控制好排水坡度，排水坡度须满足设计要求；待主龙骨安装固定完毕后，进行次龙骨安装，次龙骨之间的间距为2 000 mm或1 680 mm，次龙骨与主龙骨采用电焊连接，待检查主、次龙骨满足设计图纸及规范要求后，进行三面焊接固定（图1）。

图1 聚碳酸酯板龙骨

4.2.4  焊缝处理及涂刷防锈漆、面漆

待主、次龙骨验收合格后，首先进行焊缝清渣和打磨处理，并且对主、次龙骨有锈蚀的地方进行打磨处理，然后进行底漆、中漆和面漆涂刷。涂刷时应控制好涂刷的厚度和表观质量，防止出现流坠现象。

4.2.5  安装排水槽

排水槽采用厚0.9 mm的铁皮制作而成，排水槽的凸面与主、次龙骨粘贴安装在一起，然后将底部铝型材安装在排水槽的上表面，采用自攻螺丝将排水槽固定在主、次龙骨上；待排水槽安装完成后，对排水槽的拐角、搭接处采用耐候密封胶进行密封，待打完密封胶后应对排水槽进行漏水检验、试验。

4.2.6  底部铝型材安装

首先将密封胶条穿入铝型材槽内，密封胶条长度应多出铝型材200 mm，防止出现胶条收缩。然后安装底部铝型材，底部铝型材的中线与排水槽的中线完全重合，固定方式采用自攻螺丝，间距为500～600 mm。铝型材安装要求横向不能有接头，纵向需要有对接接头时，应对接头处做软性处理（图2）。

图2 铝型材底座安装

4.2.7  聚碳酸酯板放样

聚碳酸酯板放样时应当严格按照龙骨尺寸进行实际排版，排版图纸采用绘图软件进行放样，防止出现材料浪费现象；排版图纸要确保横向板边预留加强肋筋，严禁破坏加强肋筋，破坏板材的强度；聚碳酸酯板的切割尺寸与设计尺寸偏差应控制在－5～5 mm范围内，聚碳酸酯板应保证中空部位无残留锯末，且要用密封胶带把纵向端头密封，防止进入灰尘和空气，影响采光和美观要求。

4.2.8  安装聚碳酸酯板

首先将聚碳酸酯板四周的保护膜揭起100 mm，防止出现聚碳酸酯板材上所覆保护膜不能与铝型材很好地结合，影响防水效果。然后对聚碳酸酯板的安装进行试拼，并将聚碳酸酯板临时固定在龙骨上，检查尺寸是否合格，待检查合格后，采用自攻钉进行正式固定。安装顺序为先横向后纵向，固定方式应从低处向高处方向进行，固定采用长度为60 mm的自攻钉，间距为200～300 mm，固定时应当注意自攻钉穿过聚碳酸酯板（图3、图4）。

图3 聚碳酸酯板安装标准节点

图4 聚碳酸酯板上部铝型材固定

4.2.9  屋脊盖、铝型材装饰盖安装

安装屋脊盖、铝型材装饰盖时应由低处向高处进行，然后进行屋脊盖内的保温棉铺设，铺设厚度为40 mm，铺设应严密、连续；屋脊盖为白色，厚0.9 mm，屋脊盖的搭接长度应为100 mm，搭接处应用密封胶处理（图5）。

4.2.10   屋脊铝单板扣盖安装

屋脊扣盖采用颜色为RAL7045（灰色）、厚度为3 mm、长度为2 800 mm的铝单板，其形状为U形，屋脊盖安装通过角码与龙骨进行连接，连接采用自攻钉，自攻钉全部不能外露，以防止锈蚀（图6、图7）。

图5 聚碳酸酯板屋脊瓦、铝型材扣盖

图6 屋脊节点示意

4.2.11  屋脊铝单板密封处理

首先对屋脊铝单板接缝处粘贴美纹纸，要求美纹纸平直、宽度均匀，然后填塞φ20 mm的泡沫棒，最后打密封胶，密封胶应当从低处向高处连续注入，胶缝的厚度要求为3～4 mm。密封胶施工应当在早晨和下午温度降低时间进行，防止出现暴晒，最好避开高温时间段，一般温度应控制在20 ℃左右（图8）。

图7 屋脊节点实体

4.2.12   抗风蘑菇钉安装

由于在采光天窗檐口处无法安装铝型材压条，为防止负风压把聚碳酸酯板顶起来，故在每块板上设置3颗蘑菇钉，同时蘑菇钉具有防水效果，蘑菇钉与聚碳酸酯板接触面采用密封三元乙丙垫圈。蘑菇钉设置于龙骨外檐50 mm处，为解决变形问题，在采光板上开φ8 mm的孔，以便于聚碳酸酯板自由伸缩。开孔选用专用的开孔器，同时应注意开孔的位置，以保证蘑菇钉与外檐角钢（∠50 mm×3 mm）可靠连接，蘑菇钉不能穿入板肋，应在两板肋中间，从而保证足够的强度和设计效果。外檐角钢与纵向龙骨连接，固定方式采用2道自攻钉，外檐角钢表面应包裹棉性材料，避免采光板与角钢直接接触（图9、图10）。

图9 抗风蘑菇钉位置

图10 抗风蘑菇钉实体

4.2.13   检查、验收

待采光屋面施工完成后，组织质检员、监理工程师对采光屋面的细部节点进行检查、验收，对施工质量有缺陷的地方及时安排施工人员进行整改，确保采光屋面不漏水，并在下雨的时候观察是否有漏水的位置，从而达到淋水试验的目的。

5 结语

太原南站站房金属屋面由48个单元伞组成，采光天窗是X形状，采用聚碳酸酯板采光，立体效果强且节能率高，在保证施工便捷、质量、工期的同时，也保证了结构安全，很好地体现了太原南站“唐风晋韵”的设计理念，成为太原南站站房工程施工的一大亮点，得到了监理、设计、建设方及社会各界的一致好评，社会经济效益显著。