1、大跨度无梁拱型彩色钢板屋盖施工工法1、前言金属薄壁拱型屋盖是近几年来从国外引进和发展起来一种新型屋盖构造，国内当前最大跨度可达36m，它与老式构造相比，有着自重轻、安装容易、造型美观、施工周期短、抗震性能好、造价低廉、环境污染少、免维护等综合优势。“金属拱型波纹屋盖”作为建设部科技成果推广项目，在近年来有了长足发展，当前施工技术已日臻成熟。作为冷弯型钢构造一种分支，金属拱型波纹屋盖构造早在十九世纪八十年代就开始为人类所用，但尽管金属拱型波纹屋盖构造属于冷弯型钢构造范畴并有着好久应用历史，但到当前为止世界上还没有一部这种构造专用技术规程，为使拱型屋盖建设过程中施工工艺更加规范，更加完善，特制定了2、本工法，也但愿能为日后其她同类工程提供一定经验。2、工法特点2.1 金属拱型波纹屋盖由于跨度、拱度各不相似，且各种跨度、拱度屋盖也许在短时间内轮换吊装，因而，为加快施工进度，减少工人安装吊杆难度，设计出了可调节型吊杆，大大加快了吊装进度。2.2 本工法系统论述了工艺全过程，是一套完整工艺体系，合用于各种金属拱型屋盖施工过程。3、材料及设备3.1彩色钢板卷材重要材料为冷轧构造钢板，表面解决后热镀锌，镀锌量每平方米不少于200克，表层两涂两烘底漆和面漆，漆为聚酯和氛树酯，因而防腐性能好，对环境温度适应性强，强度高，使用寿命长期。例如宝山钢铁股份有限公司生产Q/BQB 440 TS280GD 2/23、 RGA彩色涂层钢带，由于跨度不同，相应常采用0.800914C、1.000914C、1.200914C等不同型号卷材。其中0.800、1.000、1.200表达卷材厚度，914表达卷材宽度，C为长度。3.2 吊杆在各种跨度、拱度金属拱型波纹屋盖同步施工时，吊车、吊杆等设备随着工程进度随时在几种跨度施工现场进行调动。为此，特设计出可拆卸、可旋转、可延伸新型吊杆。吊杆采用De110镀锌钢管加工而成，两端为1.5m长可拆卸延伸臂，采用螺纹连接，当吊装25m以上跨度屋盖时安装，平时拆除。内侧为1.5m长可拆卸、可旋转延伸臂，与主杆采用帮条焊连接，随时可依照吊装需要进行角度调节，重新焊接，以便快捷，在4、吊装1525m跨屋盖时安装。主杆为8m长钢管，用于吊装15m如下跨度屋盖。图1 吊杆设计图3.3 20t汽车起重机2台3.4 车载移动彩钢板加工机一台3.5 锁边机2台，用于板材咬边、锁边3.6 45W手电钻8台，用于钢板固定3.7 1KW切割机2台，用于不平整板材切割3.8 钢丝绳、麻棕绳4、方案制定4.1 板长计算随着跨度不同，彩钢板大棚拱度也有所差别，因而，在施工前，必要针对施工实际跨度进行计算，以拟定加工后彩钢板长度。计算根据参照表1，以27m跨度，墙厚20cm为例，计算环节如下：27m跨度实际彩钢板屋盖跨度为：27m0.2m（墙厚）0.24m（伸入梁内）227.28m 依照表1，高跨5、比取0.2，拱高为27.28m0.25.456m依照跨度与拱高算得，彩钢板实际每跨长度为：29.28m考虑压纹过程中23长度损耗，27m跨度屋盖单块彩钢板加工长度取30m。表14.2 方案编制方案基本内容应涉及：板长计算、安装质量控制、安全办法、作业人员协调操作详细规定等。并应通过专家认证，拟定计算成果与否满足规范、原则规定；安全办法与否全方位履盖到吊装每个环节等。详细参照如下原则进行：编制方案论证方案编制完毕选取工艺可行性分析吊杆等力学计算选取设备机具、材料重要问题3题计算模式不当或计算子项不全安全办法不详细5、施工工艺5.1 工艺流程图35.2 预埋件、铁托板、拉环加工预埋件采用10mm厚6、热轧板与14钢筋加工而成；铁托板采用150056000热轧板加工，成型后，经除锈涂刷防锈底漆两道；拉环由20钢筋加工。详细尺寸详见图4图6。 图4 预埋件加工图 图6 拉环加工图图5 铁托板加工图5.3 预埋件埋设预埋件应在钢筋混凝土天沟砼浇筑前埋设，焊接在梁钢筋上，间距不得不不大于80cm，且每根柱子顶端必要埋设一种，用于焊接拉环。为保证后来铁托板安装质量，预埋件焊接时应带通线控制好位置与标高。5.4 铁托板、拉环安装天沟砼浇筑完毕后开始安装铁托板与拉环，铁托板为通长安装，拉环只安装于柱子顶端。均通过焊接与预埋件连接，定位详见图7。 图7 预埋件、铁托板、拉环埋设部位示意5.5 彩钢板卷材成7、型卷材成型通过车载移动彩钢板加工机完毕。这种构造是靠在钢板上轧制出波纹成型。将卷板变成拱型屋盖需要两道成型工艺：第一步将钢板轧成U形或梯形波纹直槽板，第二步通过在下部轧出横向小波纹而将直槽板轧成拱型槽板。拱型槽板曲率大小就是靠槽板上横向小波纹深浅来调节。双向波纹彻底变化了钢板力学性能。第一步轧制成槽形波纹极大地提高了钢板横向刚度，是构造承载力主线所在。而第二步轧成横向小波纹则可提高钢板局部稳定承载力，增强构造纵向抗弯刚度，突出构造壳体受力特性。每吨彩钢板卷材展开长度约为100120m，加工成梯型板后，需采用切割机切割为适当长度。5.6 组板、地面锁边通过车载设备加工成单块“U”型板，需通过地面8、锁边方可用于吊装，其因素有二，一是单块板长细比过大，容易折断；二是节约吊车台班。通过锁边机将三块单板加工为一块整板，可大大节约吊装所花时间。每块单板形状及锁边机工作原理如图8所示。图8 锁边原理及示意图5.7 吊装、屋面锁边彩钢板吊装采用人工配合汽车起重机进行。其施工程序如下： 选取吊杆：依照工程跨度不同，分别选用 8m、11m、14m三种吊杆； 安装扣件：吊装时采用扣件将钢丝绳固定在彩钢板上，扣件通过螺栓进行松紧。扣件固定部位通过方案制定期计算拟定。吊装：汽车起重机起吊时，彩钢板两端各用扣件连接2030m麻棕绳，由工人在地面或屋面上协助汽车吊控制彩板方向，然后一端采用自固螺栓在预定部位先行固9、定在铁托板上，另一端再通过麻棕绳拉扯到位后同样采用自固螺栓进行固定，每单块板使用螺栓数目依照跨度增长而增长，至少不得少于5个。彩钢板每安装2组（即6块单板）后，留下一块单板位置再继续下一组吊装，空出位置待日后安装阳光板。彩钢板固定方式详见图12拱板安装节点图。 屋面锁边：由于在吊装前，彩钢板在地面通过锁边组合成3块一体，吊装后，需通过屋面锁边将每相邻3块板间缝隙进行咬合，施工工具与工艺和地面锁边相似。如图9所示。 图9 拱板安装节点5.8 阳光板安装阳光板宽度可依照需要自行选取，安装在预留空位中间部位，两端依照实际长度，采用整板施工时留下某些材料加工，固定方式与整板相似。阳关板安装节点详见图110、0。图10 阳光板安装节点5.9 封堵及防水解决彩钢板安装完毕后，需对安装留下洞口进行封堵并进行防水解决，避免雨水腐蚀。洞口封堵采用粘土砖砌6cm厚墙体，内外两面粉刷。防水采用抗拉伸性能较强卷材防水材料，自固螺栓安装部位需重点解决，防止接口部位锈蚀，影响彩钢板屋盖整体强度和使用寿命。安装留下洞口应防水规定必要进行封堵，但是，拱型屋盖下风压达0.20.25 KN/m，因而，为了整个屋盖构造安全，在天沟施工过程中应预留好减压洞口，避免风压不利影响。 图11 洞口封堵、防水解决图12 排风减压口5.10 拉杆安装拉杆：10镀锌钢绞线，花篮螺栓：M20150图13 拉杆安装节点5、质量原则 5.1 必11、要严格执行关于质量原则，涉及如下两个方面：施工图纸规定和压型钢板施工及验收原则（YBJ21688）5.2 施工方案和屋面钢板安装手册及有关专业资料中施工质量规定。6、质量控制办法 6.1 钢板在搬运时，不能拖行应抬运，以不使钢板变形为准，吊装时，应把钢板按安装方向放置，避免钢板在屋面上调头。 6.2 在屋面钢板上行走，须穿不带钉、不带纹底软鞋，双脚只能踩在钢板凹槽某些，切勿踩踏板肋和在天沟板上行走及站立。 6.3 现场切割钢板，尽量在地面进行，不得在靠进其她钢板地方切割；若须在屋面进行时，不能在其他钢板上进行此项作业。切割时，钢板正面朝下，切割后钢板上残存铁屑一定要清扫干净，否则易导致钢板初期12、锈蚀。 6.4 钢板在屋面铺设要注意本地常年风向，板肋搭接方向需与常年风向相背。 6.5 在屋脊处及图纸上有标注处，需将钢板上弯约45度形成档水板，在天沟及下端处下弯约15度，形成滴水线。 6.6 锁缝后，依照设计规定决定锁缝边与否注胶密封。 6.7 每安装56块钢板，即需检查两端平整度，如有误差，及时调节。 6.8 严格明确各岗位质量、安全责任制；安装迈进行详细技术交底，上岗人员须经考核合格，方可上岗，质量、安全责任到人。 6.9 坚持上岗自检、互检和专职质量检查制度，保证高速优质稳定完毕安装任务，6.10 开展QC活动，由技术人员和工人结合构成QC小组，用科学管理办法来达到施工质量。7、施13、工组织及安全办法7.1 工种人数安装作业以高空作业人员为主体，再结合其他工种，设安装作业总指挥一人。下设屋面安装作业两个分组长，地面作业和起重机分指挥共四人。各作业分组长与分指挥负责一种作业组，承担分管岗位作业。安装作业时，约需工种和人数为：起重工20人，电焊工2人；板材加工成型及锁边时，12人为一组，进行板材加工或锁边。7.2 劳动组织与岗位职责（见表2）序号岗位重要职责人数1总指挥行使全面指挥权12安装责任工程师技术总指挥13质量责任工程师质量总监督14安装责任工程师安全总监督15筹划调度负责人详细负责现场协调工作16安装作业指挥详细指挥屋面钢板安装工作27地面与起重机指挥详细指挥地面运送14、与起重机对的作业18安装作业对的安装屋面钢板209板材加工及锁边保证成型彩钢板供应1210技术负责人负责施工方案实行及安装过程详细记录211安全工程师保证施工安全2表27.3 安全施工工程施工过程中，存在重要安全隐患如下，应对如下问题进行防止并提供相应安全办法，保证整体施工安全。（1）高空作业：本工程工作内容以高空作业为主，作业人员应遵循如下条例：从事高处作业人员必要持证上岗，并认真遵守安全施工规定，衣着要灵活，禁止穿硬底和带钉易滑鞋；作业人员佩戴安全带；作业面下方设立安全网；高处作业物料要堆放平稳，不可放置在临边和洞口附进、凡有坠落也许，要及时撤出或固定以防高空坠物伤人。（2）施工用电：总配15、电箱应设在近电源处，分派电箱应装在近用电设备或用电区内。配电箱采用铁板制作。配电箱内应分别设立工作零线接线端子板和保护零线端子板。金属箱体和金属底座及外壳，必要保护接零。配电箱必要有防雨和防潮办法。配电箱内必要有二级漏电保护器，每台用电设备应有各自专用开关箱，必要实行“一机、一闸、一漏、一箱”，设备与照明分闸，所有配电箱均设门、锁，有专人负责保管，实行经常检查、检修制度。（3）机械操作机械设备定机定人操作保养，操作证件齐全。机械运转某些及现场用电规定：a、各种机具、电动机械转动和危险部位必要装置防护装置。b、电器设备和线路绝缘必要良好，有防雨防潮设施。c、电箱有门、色标和编号，符合安装高度，高16、压漏电保护器及接零接地齐全，开关箱与用电设备必要“一机、一闸、一漏“，熔丝与实际设备负荷相匹配。d、安装电器设备时，必要对开关、线路、接地装置等加以检查，务必完整无损，绝缘良好。8、工法总结8.1 技术先进（1）构造合理，360度咬边连接方式，屋面无螺栓，完全避免了渗水和漏水现象。（2）采用自固螺栓固定，简化操作，大大减少了工人劳动强度。无需搭设脚手架固定螺母，提高了操作安全性。（3）吊杆可拆卸，可自由调节角度，适合各种跨度拱型屋盖同步施工。8.2 经济效益良好一方面，整个建筑不必梁和条，造价仅相称于轻钢构造三分之二，且跨度越大，造价越低。另运用本工法施工可以大幅度缩短工期，每日施工面积可达117、000m，大大节约了施工机械台班与人工费用。8.3 社会效应明显当代化大型工程工期与经济效益紧紧相连，由于咱们采用了该工法，使工程施工提前完毕，为建设单位提前投入使用创造了良好条件，社会效应明显。9、应用实例南昌市昌南农产品物流中心一期工程，彩钢板大棚跨度分别为10m、19m、27m，相应分别采用0.800914C、1.000914C、1.200914C等不同型号卷材，各种跨度彩钢板大棚同步进行施工。出于施工成本考虑，不也许同步调入3台机械同步施工，因而，采用迅速调节吊杆，既节约了机械成本，又保证了工期规定。本工程原工期规定为60天，提前、延迟每一天奖惩均为8000元，应用本工法，仅50天就完毕了，不但节约了我单位施工机械台班与人工费用，仅工期提前奖励就达8万元人民币。工程施工提前完毕，为建设单位提前投入使用创造了良好条件。这对于年交易额达50亿人民币大型市场可创造十分可观经济效益，得到业主单位极高评价。