大跨度無(wú)梁拱型彩色鋼板屋蓋施工工法（14頁(yè)）

1、大跨度無(wú)梁拱型彩色鋼板屋蓋施工工法1、前言金屬薄壁拱型屋蓋是近幾年來(lái)從國(guó)外引進(jìn)和發(fā)展起來(lái)的一種新型的屋蓋結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)目前最大跨度可達(dá)36m，它與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，有著自重輕、安裝容易、造型美觀、施工周期短、抗震性能好、造價(jià)低廉、環(huán)境污染少、免維護(hù)等綜合優(yōu)勢(shì)。“金屬拱型波紋屋蓋”作為建設(shè)部2001年科技成果推廣項(xiàng)目，在近年來(lái)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，目前施工技術(shù)已日臻成熟。作為冷彎型鋼結(jié)構(gòu)的一個(gè)分支，金屬拱型波紋屋蓋結(jié)構(gòu)早在十九世紀(jì)八十年代就開(kāi)始為人類所用，但盡管金屬拱型波紋屋蓋結(jié)構(gòu)屬于冷彎型鋼結(jié)構(gòu)范疇并有著很久的應(yīng)用歷史，但到目前為止世界上還沒(méi)有一部這種結(jié)構(gòu)的專用技術(shù)規(guī)程，為使拱型屋蓋建設(shè)過(guò)程中施工工藝更加規(guī)

2、范，更加完善，特制定了本工法，也希望能為日后其他同類工程提供一定的經(jīng)驗(yàn)。2、工法特點(diǎn)2.1 金屬拱型波紋屋蓋由于跨度、拱度各不相同，且多種跨度、拱度的屋蓋可能在短時(shí)間內(nèi)輪換吊裝，因此，為加快施工進(jìn)度，降低工人安裝吊桿的難度，設(shè)計(jì)出了可調(diào)節(jié)型吊桿，大大加快了吊裝進(jìn)度。2.2 本工法系統(tǒng)的敘述了工藝的全過(guò)程，是一套完整的工藝體系，適用于各種金屬拱型屋蓋的施工過(guò)程。3、材料及設(shè)備3.1彩色鋼板卷材主要材料為冷軋結(jié)構(gòu)鋼板，表面處理后熱鍍鋅，鍍鋅量每平方米不少于200克，表層兩涂?jī)珊娴灼岷兔嫫幔釣榫埘ズ头諛?shù)酯，因而防腐性能好，對(duì)環(huán)境溫度適應(yīng)性強(qiáng)，強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)久。例如寶山鋼鐵股份有限公司生產(chǎn)的Q/

3、BQB 440 TS280GD 2/2 RGA彩色涂層鋼帶，由于跨度不同，對(duì)應(yīng)的常采用0.800914C、1.000914C、1.200914C等不同型號(hào)卷材。其中0.800、1.000、1.200表示卷材厚度，914表示卷材寬度，C為長(zhǎng)度。3.2 吊桿在多種跨度、拱度的金屬拱型波紋屋蓋同時(shí)施工時(shí)，吊車、吊桿等設(shè)備隨著工程的進(jìn)度隨時(shí)在幾種跨度的施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)動(dòng)。為此，特設(shè)計(jì)出可拆卸、可旋轉(zhuǎn)、可延伸的新型吊桿。吊桿采用De110鍍鋅鋼管加工而成，兩端為1.5m長(zhǎng)可拆卸延伸臂，采用螺紋連接，當(dāng)?shù)跹b25m以上跨度屋蓋時(shí)安裝，平時(shí)拆除。內(nèi)側(cè)為1.5m長(zhǎng)可拆卸、可旋轉(zhuǎn)的延伸臂，與主桿采用幫條焊連接，隨時(shí)

4、可根據(jù)吊裝的需要進(jìn)行角度調(diào)整，重新焊接，方便快捷，在吊裝1525m跨屋蓋時(shí)安裝。主桿為8m長(zhǎng)鋼管，用于吊裝15m以下跨度屋蓋。圖1 吊桿設(shè)計(jì)圖3.3 20t汽車起重機(jī)2臺(tái)3.4 車載移動(dòng)彩鋼板加工機(jī)一臺(tái)3.5 鎖邊機(jī)2臺(tái)，用于板材咬邊、鎖邊3.6 45W手電鉆8臺(tái)，用于鋼板固定3.7 1KW切割機(jī)2臺(tái)，用于不平整板材切割3.8 鋼絲繩、麻棕繩4、方案制定4.1 板長(zhǎng)計(jì)算隨著跨度的不同，彩鋼板大棚的拱度也有所差別，因此，在施工前，必須針對(duì)施工的實(shí)際跨度進(jìn)行計(jì)算，以確定加工后的彩鋼板的長(zhǎng)度。計(jì)算依據(jù)參照表1，以27m跨度，墻厚20cm為例，計(jì)算步驟如下：27m跨度的實(shí)際彩鋼板屋蓋跨度為：27m0.

5、2m（墻厚）0.24m（伸入梁內(nèi)）227.28m 根據(jù)表1，高跨比取0.2，拱高為27.28m0.25.456m根據(jù)跨度與拱高算得，彩鋼板實(shí)際每跨長(zhǎng)度為：29.28m考慮壓紋過(guò)程中23的長(zhǎng)度損耗，27m跨度屋蓋的單塊彩鋼板的加工長(zhǎng)度取30m。表14.2 方案編制方案基本內(nèi)容應(yīng)包括：板長(zhǎng)計(jì)算、安裝質(zhì)量控制、安全措施、作業(yè)人員協(xié)調(diào)操作具體要求等。并應(yīng)通過(guò)專家認(rèn)證，確定計(jì)算結(jié)果是否滿足規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求；安全措施是否全方位履蓋到吊裝每個(gè)環(huán)節(jié)等。具體參照如下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：編制方案論證方案編制完成選擇工藝可行性分析吊桿等力學(xué)計(jì)算選擇設(shè)備機(jī)具、材料主要問(wèn)題3題計(jì)算模式不當(dāng)或計(jì)算子項(xiàng)不全安全措施不詳細(xì)5、施工工藝5

6、.1 工藝流程圖35.2 預(yù)埋件、鐵托板、拉環(huán)加工預(yù)埋件采用10mm厚熱軋板與14鋼筋加工而成；鐵托板采用150056000熱軋板加工，成型后，經(jīng)除銹涂刷防銹底漆兩道；拉環(huán)由20鋼筋加工。具體尺寸詳見(jiàn)圖4圖6。 圖4 預(yù)埋件加工圖 圖6 拉環(huán)加工圖圖5 鐵托板加工圖5.3 預(yù)埋件埋設(shè)預(yù)埋件應(yīng)在鋼筋混凝土天溝砼澆筑前埋設(shè)，焊接在梁鋼筋上，間距不得大于80cm，且每根柱子頂端必須埋設(shè)一個(gè)，用于焊接拉環(huán)。為保證以后鐵托板安裝的質(zhì)量，預(yù)埋件焊接時(shí)應(yīng)帶通線控制好位置與標(biāo)高。5.4 鐵托板、拉環(huán)安裝天溝砼澆筑完成后開(kāi)始安裝鐵托板與拉環(huán)，鐵托板為通長(zhǎng)安裝，拉環(huán)只安裝于柱子頂端。均通過(guò)焊接與預(yù)埋件連接，定位詳

7、見(jiàn)圖7。 圖7 預(yù)埋件、鐵托板、拉環(huán)埋設(shè)部位示意5.5 彩鋼板卷材成型卷材成型通過(guò)車載移動(dòng)彩鋼板加工機(jī)完成。這種結(jié)構(gòu)是靠在鋼板上軋制出波紋成型的。將卷板變成拱型屋蓋需要兩道成型工藝：第一步將鋼板軋成U形或梯形波紋直槽板，第二步通過(guò)在下部軋出橫向小波紋而將直槽板軋成拱型槽板。拱型槽板的曲率大小就是靠槽板上橫向小波紋的深淺來(lái)調(diào)整的。雙向波紋徹底改變了鋼板的力學(xué)性能。第一步軋制成的槽形波紋極大地提高了鋼板的橫向剛度，是結(jié)構(gòu)承載力的根本所在。而第二步軋成的橫向小波紋則可提高鋼板的局部穩(wěn)定承載力，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)縱向抗彎剛度，突出結(jié)構(gòu)殼體受力特性。每噸彩鋼板卷材的展開(kāi)長(zhǎng)度約為100120m，加工成梯型板后，需采

8、用切割機(jī)切割為合適的長(zhǎng)度。5.6 組板、地面鎖邊通過(guò)車載設(shè)備加工成的單塊“U”型板，需經(jīng)過(guò)地面鎖邊方可用于吊裝，其原因有二，一是單塊板長(zhǎng)細(xì)比過(guò)大，容易折斷；二是節(jié)約吊車臺(tái)班。通過(guò)鎖邊機(jī)將三塊單板加工為一塊整板，可大大節(jié)約吊裝所花的時(shí)間。每塊單板的形狀及鎖邊機(jī)工作的原理如圖8所示。圖8 鎖邊原理及示意圖5.7 吊裝、屋面鎖邊彩鋼板吊裝采用人工配合汽車起重機(jī)進(jìn)行。其施工程序如下： eq oac(,1)選擇吊桿：根據(jù)工程跨度的不同，分別選用 8m、11m、14m三種吊桿； eq oac(,2)安裝扣件：吊裝時(shí)采用扣件將鋼絲繩固定在彩鋼板上，扣件通過(guò)螺栓進(jìn)行松緊。扣件固定的部位通過(guò)方案制定時(shí)的計(jì)算確定

9、。 eq oac(,3)吊裝：汽車起重機(jī)起吊時(shí)，彩鋼板的兩端各用扣件連接2030m的麻棕繩，由工人在地面或屋面上協(xié)助汽車吊控制彩板的方向，然后一端采用自固螺栓在預(yù)定部位先行固定在鐵托板上，另一端再通過(guò)麻棕繩拉扯到位后同樣采用自固螺栓進(jìn)行固定，每單塊板使用的螺栓數(shù)目根據(jù)跨度增加而增加，最少不得少于5個(gè)。彩鋼板每安裝2組（即6塊單板）后，留下一塊單板的位置再繼續(xù)下一組的吊裝，空出的位置待日后安裝陽(yáng)光板。彩鋼板的固定方式詳見(jiàn)圖12拱板安裝節(jié)點(diǎn)圖。 eq oac(,4)屋面鎖邊：由于在吊裝前，彩鋼板在地面通過(guò)鎖邊組合成3塊一體，吊裝后，需通過(guò)屋面鎖邊將每相鄰的3塊板間的縫隙進(jìn)行咬合，施工工具與工藝和地

10、面鎖邊相同。如圖9所示。 圖9 拱板安裝節(jié)點(diǎn)5.8 陽(yáng)光板安裝陽(yáng)光板寬度可根據(jù)需要自行選擇，安裝在預(yù)留空位的中間部位，兩端根據(jù)實(shí)際長(zhǎng)度，采用整板施工時(shí)留下的部分材料加工，固定的方式與整板相同。陽(yáng)關(guān)板安裝節(jié)點(diǎn)詳見(jiàn)圖10。圖10 陽(yáng)光板安裝節(jié)點(diǎn)5.9 封堵及防水處理彩鋼板安裝完畢后，需對(duì)安裝留下的洞口進(jìn)行封堵并進(jìn)行防水處理，避免雨水腐蝕。洞口封堵采用粘土磚砌6cm厚墻體，內(nèi)外兩面粉刷。防水采用抗拉伸性能較強(qiáng)的卷材防水材料，自固螺栓安裝的部位需重點(diǎn)處理，防止接口部位銹蝕，影響彩鋼板屋蓋的整體強(qiáng)度和使用壽命。安裝留下的洞口應(yīng)防水要求必須進(jìn)行封堵，但是，拱型屋蓋下的風(fēng)壓達(dá)0.20.25 KN/m，因此，

11、為了整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)的安全，在天溝施工過(guò)程中應(yīng)預(yù)留好減壓洞口，避免風(fēng)壓的不利影響。圖11 洞口封堵、防水處理圖12 排風(fēng)減壓口5.10 拉桿安裝拉桿：10鍍鋅鋼絞線，花籃螺栓：M20150圖13 拉桿安裝節(jié)點(diǎn)5、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 5.1 必須嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，包括以下兩個(gè)方面：施工圖紙的要求和壓型鋼板的施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（YBJ21688）5.2 施工方案和屋面鋼板安裝手冊(cè)及相關(guān)專業(yè)資料中的施工質(zhì)量要求。6、質(zhì)量控制措施 6.1 鋼板在搬運(yùn)時(shí)，不能拖行應(yīng)抬運(yùn)，以不使鋼板變形為準(zhǔn)，吊裝時(shí)，應(yīng)把鋼板按安裝方向放置，避免鋼板在屋面上調(diào)頭。 6.2 在屋面鋼板上行走，須穿不帶釘、不帶紋底的軟鞋，雙腳只能踩在鋼板

12、的凹槽部分，切勿踩踏板肋和在天溝板上行走及站立。 6.3 現(xiàn)場(chǎng)切割鋼板，盡量在地面進(jìn)行，不得在靠進(jìn)其他鋼板的地方切割；若須在屋面進(jìn)行時(shí)，不能在其它鋼板上進(jìn)行此項(xiàng)作業(yè)。切割時(shí)，鋼板正面朝下，切割后鋼板上的殘余鐵屑一定要清掃干凈，否則易導(dǎo)致鋼板的早期銹蝕。 6.4 鋼板在屋面的鋪設(shè)要注意當(dāng)?shù)氐某Ｄ觑L(fēng)向，板肋搭接方向需與常年風(fēng)向相背。 6.5 在屋脊處及圖紙上有標(biāo)注處，需將鋼板上彎約45度形成檔水板，在天溝及下端處下彎約15度，形成滴水線。 6.6 鎖縫后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求決定鎖縫邊是否注膠密封。 6.7 每安裝56塊鋼板，即需檢查兩端的平整度，如有誤差，及時(shí)調(diào)整。 6.8 嚴(yán)格明確各崗位質(zhì)量、安全責(zé)任

13、制；安裝前進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，上崗人員須經(jīng)考核合格，方可上崗，質(zhì)量、安全責(zé)任到人。 6.9 堅(jiān)持上崗自檢、互檢和專職質(zhì)量檢查制度，確保高速優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定完成安裝任務(wù)，6.10 開(kāi)展QC活動(dòng)，由技術(shù)人員和工人結(jié)合組成QC小組，用科學(xué)管理方法來(lái)達(dá)到施工質(zhì)量。7、施工組織及安全措施7.1 工種人數(shù)安裝作業(yè)以高空作業(yè)人員為主體，再結(jié)合其它工種，設(shè)安裝作業(yè)總指揮一人。下設(shè)屋面安裝作業(yè)兩個(gè)分組長(zhǎng)，地面作業(yè)和起重機(jī)分指揮共四人。各作業(yè)分組長(zhǎng)與分指揮負(fù)責(zé)一個(gè)作業(yè)組，承擔(dān)分管崗位的作業(yè)。安裝作業(yè)時(shí)，約需工種和人數(shù)為：起重工20人，電焊工2人；板材加工成型及鎖邊時(shí)，12人為一組，進(jìn)行板材加工或鎖邊。7.2 勞動(dòng)組織與崗

14、位職責(zé)（見(jiàn)表2）序號(hào)崗位主要職責(zé)人數(shù)1總指揮行使全面指揮權(quán)12安裝責(zé)任工程師技術(shù)總指揮13質(zhì)量責(zé)任工程師質(zhì)量總監(jiān)督14安裝責(zé)任工程師安全總監(jiān)督15計(jì)劃調(diào)度負(fù)責(zé)人具體負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的協(xié)調(diào)工作16安裝作業(yè)指揮具體指揮屋面鋼板安裝工作27地面與起重機(jī)指揮具體指揮地面運(yùn)輸與起重機(jī)正確作業(yè)18安裝作業(yè)正確安裝屋面鋼板209板材加工及鎖邊確保成型彩鋼板的供應(yīng)1210技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)施工方案實(shí)施及安裝過(guò)程詳細(xì)記錄211安全工程師確保施工安全2表27.3 安全施工工程施工過(guò)程中，存在的主要安全隱患如下，應(yīng)對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防并提供相應(yīng)的安全措施，確保整體施工的安全。（1）高空作業(yè)：本工程工作內(nèi)容以高空作業(yè)為主，作業(yè)人員

15、應(yīng)遵循以下條例： eq oac(,1)從事高處作業(yè)的人員必須持證上崗，并認(rèn)真遵守安全施工規(guī)定，衣著要靈活，禁止穿硬底和帶釘易滑的鞋； eq oac(,2)作業(yè)人員佩戴安全帶； eq oac(,3)作業(yè)面下方設(shè)置安全網(wǎng)； eq oac(,4)高處作業(yè)物料要堆放平穩(wěn)，不可放置在臨邊和洞口附進(jìn)、凡有墜落可能的，要及時(shí)撤出或固定以防高空墜物傷人。（2）施工用電： eq oac(,1)總配電箱應(yīng)設(shè)在近電源處，分配電箱應(yīng)裝在近用電設(shè)備或用電區(qū)內(nèi)。 eq oac(,2)配電箱采用鐵板制作。 eq oac(,3)配電箱內(nèi)應(yīng)分別設(shè)置工作零線接線端子板和保護(hù)零線端子板。 eq oac(,4)金屬箱體和金屬底座及外

16、殼，必須保護(hù)接零。配電箱必須有防雨和防潮措施。配電箱內(nèi)必須有二級(jí)漏電保護(hù)器，每臺(tái)用電設(shè)備應(yīng)有各自專用的開(kāi)關(guān)箱，必須實(shí)行“一機(jī)、一閘、一漏、一箱”，設(shè)備與照明分閘，所有配電箱均設(shè)門、鎖，有專人負(fù)責(zé)保管，實(shí)行經(jīng)常檢查、檢修制度。（3）機(jī)械操作 eq oac(,1)機(jī)械設(shè)備定機(jī)定人操作保養(yǎng)，操作證件齊全。 eq oac(,2)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部分及現(xiàn)場(chǎng)用電要求：a、各種機(jī)具、電動(dòng)機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)和危險(xiǎn)部位必須裝置防護(hù)裝置。b、電器設(shè)備和線路絕緣必須良好，有防雨防潮設(shè)施。c、電箱有門、色標(biāo)和編號(hào)，符合安裝高度，高壓漏電保護(hù)器及接零接地齊全，開(kāi)關(guān)箱與用電設(shè)備必須“一機(jī)、一閘、一漏“，熔絲與實(shí)際設(shè)備負(fù)荷相匹配。d、安裝

17、電器設(shè)備時(shí)，必須對(duì)開(kāi)關(guān)、線路、接地裝置等加以檢查，務(wù)必完整無(wú)損，絕緣良好。8、工法總結(jié)8.1 技術(shù)先進(jìn)（1）構(gòu)造合理，360度咬邊連接方式，屋面無(wú)螺栓，完全避免了滲水和漏水現(xiàn)象。（2）采用自固螺栓固定，簡(jiǎn)化操作，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。無(wú)需搭設(shè)腳手架固定螺母，提高了操作的安全性。（3）吊桿可拆卸，可自由調(diào)節(jié)角度，適合多種跨度拱型屋蓋同時(shí)施工。8.2 經(jīng)濟(jì)效益良好首先，整個(gè)建筑無(wú)須梁和條，造價(jià)僅相當(dāng)于輕鋼結(jié)構(gòu)的三分之二，且跨度越大，造價(jià)越低。另運(yùn)用本工法施工可以大幅度縮短工期，每日施工面積可達(dá)1000m，大大節(jié)約了施工的機(jī)械臺(tái)班與人工費(fèi)用。8.3 社會(huì)效應(yīng)顯著現(xiàn)代化大型工程的工期與經(jīng)濟(jì)效益緊緊相連，由于我們采用了該工法，使工程施工提前完成，為建設(shè)單位提前投入使用創(chuàng)造了良好的條件，社會(huì)效應(yīng)顯著。9、應(yīng)用實(shí)例南昌市昌南農(nóng)產(chǎn)品物流中心一期工程，彩鋼板大棚跨度分別為10m、19m、27m