大面积双曲线彩钢瓦屋面定位安装施工技术的研究与应

用伍继 周汝贵

【摘 要】大面積双曲线彩钢瓦屋面定位安装施工技术，是工程施工安装的技术性难题，需要满足建筑空间弧形的建筑美学，同时要求符合建筑结构的安全规范。南宁机场航站楼主体工程应用了鞍形大面积双曲线彩钢瓦屋面定位安装施工技术，对空间弧形建筑结构的测量定位、构件统一及现场安装等问题进行初步研究，为有效控制双曲线屋面彩钢瓦的准确定位及安装提供了参考。

【关键词】双曲线屋面;测量定位;构件调节;安装模拟;现场安装

【中图分类号】TU758.15 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）05-0127-04

0 引言

现代社会，随着人们审美标准的提高，建筑体型由平面结构体系向空间结构体系发展，单一的平面弧形结构已经不能满足现代建筑发展的需求，建筑设计逐步倾向于空间弧形建筑结构。南宁机场航站楼主体工程，采用檩条、压型钢板、彩钢瓦等材料完成整个钢屋面结构形式及造型，钢屋面完成后的形状为双曲线屋面。对于安装工程中大面积双曲线彩钢瓦面安装施工技术难题，采用全站仪空间测控，进行二次深化设计，提高檩条位置的精准度，确定空间位置;利用BIM模型软件，合理模拟构件调节与安装过程，既满足了建筑设计中的建筑美学要求，又实现了建筑结构的可靠性，在今后的大面积双曲线彩钢瓦屋面的定位安装施工中具有巨大的应用前景。

1 工程概况

南宁吴圩国际机场位于现有航站楼对面，本项目施工标段为垂直指廊标段。垂直指廊长度为235 m，中间垂直指廊宽度为33.5 m，尽端局部放大到56 m，两侧布置机位。本标段建筑面积为56 427 m2，主体结构为框架结构二层、钢结构一层，屋面为钢结构顶加彩钢瓦屋面。采用大面积双曲线彩钢瓦屋面的定位安装施工技术，能够对超长超宽双曲线钢屋面进行精准定位，迅速计算出每一段檩条大小、高度和空间位置，能综合考虑原钢结构屋架弧度、檩托与管结构箱型结构连接方式、“T”码在不同区段的计算高度及范围的合理划分，确保安装彩钢瓦的效果。建筑效果如图1所示。

2 施工准备

2.1 施工原理

通过对大面积双曲线屋面弧度计算及原有钢结构屋架弧度计算分析后，进行钢屋面檩托，檩条在不同区域的下料规格不同，因此要分类编号，在施工过程中进行严格按照编号使用材料;檩托安装完成后，在安装檩条的过程中进行全站仪空间测控，并利用檩托与檩条之间的连接方式进行微调，达到准确定位的目的。

2.2 施工重点

施工中重点是科学地计算檩条、檩托的下料尺寸，确保安装曲面角度，保证各工序施工组织合理，处理好钢屋面施工与钢结构屋架施工关系。

3 施工工艺

双曲线钢屋面施工流程如图2所示。

3.1 技术方案深化

二次设计的重点是深化双曲线钢屋面与钢结构屋架连接方式，特别是针对固定点只能以钢结构梁为基点这样的不利因素，根据屋架结构弧形特点来设计钢屋面的双曲线弧形。二次深化设计必须考虑檩托高度，根据曲线弧面下料调节后，在安装檩条的过程中进行细部调节，通过材料下料控制和现场安装调节的方式达到双重调节，保证双曲线屋面弧度准确。沿钢结构框架长方向每一跨设一道檩条安装带，檩条方通的下料要计算弧度及考虑现场每一跨钢桁架的间距，现场所有方通均标记编号，方便施工。

3.2 下料

檩托的下料制作按照设计弧度要求进行下料编号，檩托与檩条连接处的螺栓洞口采用长方形结构，方便在安装过程中进行细部标高微调。檩条制作过程中必须考虑每一跨钢结构梁的间距，檩条长度、截面尺寸须考虑满足双曲线屋面弧度要求，檩条安装曲线弧形最终决定双曲线屋面的形状。“T”码构件尺寸及安装误差要求控制在规定范围内，防止安装彩钢瓦过程中因定位不准确而无法精准定位。彩钢瓦的尺寸根据现场实际情况定制不同规格。

3.3 安装工艺流程

（1）檩托的安装如图3所示。

（2）檩条的安装如图4所示。

（3）钢底板的安装如图5所示。

（4）“T”码的安装如图6所示。“T”码采用高强度铝合金，其硬度必须满足屋面板所能承受的最大风阻，支座的安设必须准确可靠，这是屋面板顺利施工的关键。“T”码安装完成效果图如图7所示。

（5）保温、防水、防火材料的装配。安装保温棉必须铺平，保证其无翘边和折叠的现象，保温棉铺设的同时，同步安装屋面板，在保温棉与面板间裸露和交接缝处用彩条布等物覆盖。

（6）高分子防水卷材层的铺设安装。卷材的铺设要求：平行于屋脊方向铺贴，遇到天沟、檐沟时，卷材应顺向铺设，沟内尽量避免卷材长边搭接。当遇到天沟、檐沟较宽时，需将接缝留在两侧之间，把卷材退卷在基层上，根据铺贴位置的要求，将卷材的一端对折于另一端，将基层黏合剂均匀地涂刷于卷材和基层的表面，时间大约10 min，待黏合剂基本上不黏手时，将卷材平整地贴合，再将卷材的另一端对折于铺贴好的一端，以同样的方法进行铺贴。

（7）屋面板的安装工艺要点。屋面板安装的流程为放线—就位—咬边—板边修剪。

3.4 测设控制

为保证误差在允许限差以内，各种控制测量必须按《城市测量规范》（CJJ/T 8—2011）执行，操作按规范进行。

3.5 双曲线钢屋面的安装定位

安装前应利用BIM软件进行定位安装模拟，确保安装方案没有重大问题，安装方式切实可行。此外，还需要对屋面构件的尺寸、数量、各关键位置及焊接点进行认真检查，发现问题及时改正。安装时严禁不按照设计要求进行组装焊接等，导致对标高控制不到位。

掌握主体结构的施工偏差，及时反馈给设计人员进行修正、纠偏。钢屋面在施工过程中的每一个步骤均要进行全站仪定位及纠偏，保证整体钢屋面双曲线弧形准确定位，安装过程按照操作要点逐项完成，确保每一个施工环节准确无误。

3.6 检查和验收

双曲线钢屋面在安装过程中偏重测量放线部分的检查和监督，首先在檩托安装过程中对其定位要准确;后续檩条安装过程中对檩条进行测设微调要达到定位准确的要求，这是整个双曲线屋面控制的要点;在“T”码安装过程中，保证“T”码准确性也是一个关键因素，否则彩钢瓦无法安装。

屋面工程中隐蔽工程部分要做好检查和验收工作，尤其在檩托焊接防腐防锈处理上必须做到验收合格方可以进行后续工作。钢底板拼装时，可以对檩条进行适当调节，保证屋面弧形角度的达到要求，调节过程通过全站仪进行准确定位。彩钢瓦屋面完成效果图如图8所示。

4 施工注意事项

（1）檩托焊接要求准确，檩托与钢梁焊接按照设计要求进行满焊且焊接过程不能烧伤钢梁等主材，檩托焊接完成后进行验收，同一点位檩托必须对应，防止安装檩条过程中螺栓无法加固。

（2）安装檩条过程中必须严格对照檩条编号及图纸要求进行安装，安装定位后再利用全站仪进行坐标点定位并对檩条进行微调，直到坐标点吻合为止。

（3）钢底板安装过程中，母肋需朝向开始安装的方向，安装第一排支架与屋面附檩条时，调整其位置，确保第一块顶板位置的安装准确无误，最后固定第一排固定支架。

5 结语

大面积双曲线彩钢瓦屋面的定位安装施工技术采用先期计算分析进行材料的生产控制，施工过程的关键点是测量控制，以保证双曲线弧形屋面的準确定位。弧形屋面技术创新发展的实践成果，扩大了双曲线弧形屋面技术应用的领域，在南宁机场航站楼主体工程中，应用鞍形大面积双曲线彩钢瓦屋面定位安装施工技术，结构外观效果非常壮观，拓展了曲线形结构在工程中的应用，同时也解决各类曲线建筑对各种曲线形造型的要求，大大提高了建筑的美观效果，拓展了建筑师的设计空间，为类似工程项目在有效控制双曲线屋面彩钢瓦的准确定位及安装提供了基础数据。

参 考 文 献

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[责任编辑：陈泽琦]