苏州火车站金属屋面施工技术

2013-08-21郑河舟

山西建筑 2013年11期

郑河舟

(中铁十二局集团建筑安装工程有限公司，山西太原 030024)

1 工程概况

苏州火车站是一座集铁路、城市轨道、城市道路交通换乘功能于一体的现代化大型交通枢纽，是苏州市级中心的重要组成部分。

苏州火车站站房屋盖钢结构为大跨度空间网格结构，大跨度屋盖平面呈工字形，屋面结构总面积73 934 m2，南北方向最大尺寸为352.2 m，东西方向最大尺寸为198 m，屋盖最大高度为31.855 m。屋盖结构采用双向布置的空间桁架结构，桁架截面为菱形，菱形宽度为11 m，高度为8 m。整体连续的“菱形”屋面与结构浑然一体，粉墙袅袅伸进了深灰色屋面的端头，大体量的屋顶被分解成高低起伏、纵横交错的屋面肌理，延续着古城的城市肌理，如图1所示。

图1 苏州火车站屋面效果图

2 屋面系统构造

屋面系统由次檩条、镀锌钢板网、吸音层、镀锌钢丝网、保温层(仅用于室内部分)和铝镁锰合金板组成。屋面系统构造如图2所示。

屋面次檩条为250 mm×75 mm×20 mm×2 mm热镀锌C形檩条，用檩托板固定在结构主檩条上。屋面底板为0.6 mm厚镀锌钢板网，用镀锌自攻钉固定在屋面次檩条的下表面上，次檩条上方铺设规格为25 mm×25 mm的镀锌钢丝网。吸音层和保温层均为超细离心玻璃丝棉，防火燃烧性能为A级。铝支座用不锈钢自攻钉固定在次檩条上，其下设塑料保温垫块，使铝支座与檩条被保温垫块隔断，杜绝了冷桥效应的产生，也可避免冷凝现象的出现。屋面面板为0.9 mm厚65/400型铝镁锰合金板，采用直立锁边扣式结构防水构造，表面无螺钉穿透，外表面采用PVDF(氟碳)涂层，具有良好的防腐性和自洁性。

3 施工工艺

3.1 工艺流程

工艺流程为:测量放线→檩托、次檩条安装→天沟支架、不锈钢天沟安装→镀锌钢板网安装→玻璃丝棉铺设→镀锌钢丝网安装→铝支座(含保温垫块)安装→玻璃丝棉铺设→铝镁锰合金屋面板安装→面板立边咬合→泛水等其他附件安装。

3.2 测量放线

为保证屋面系统的安装质量和外观效果，必须在施工前对屋面进行放线定位。根据施工图纸，用经纬仪和水平仪在每榀桁架上测放出屋面轴线控制线和标高，并做好标记和数据记录。依据以上测量数据在每根主檩条上弹出用于焊接屋面檩托的控制线，并计算出标高偏差，找出次檩条调节的重点位置并确定檩托最大调节高度。

3.3 檩托、次檩条安装

檩托安装的关键在于调整屋面次檩条的位置，是调节安装误差的主要构件。根据测量放线确定檩托的安装位置，准确的将檩托由下至上焊接在主檩条上，焊接时确保檩托与主檩条顶面垂直，并确保檩托与主檩条接触的T形区域全部围焊。

由于屋面系统分为室内保温屋面和室外非保温屋面，玻璃丝棉的铺设厚度不同，所以室、内外屋面应严格按照设计图纸选用不同高度的檩托，同时考虑钢结构安装误差，进行调整。

图2 屋面系统构造示意图

考虑本工程屋盖结构为密排菱形桁架，上弦杆、腹杆、下弦杆、主檩条纵横交错，次檩条安装采用人工牵引绳子和定滑轮的方法提升至安装作业面。檩条与檩托的连接方式为螺栓连接，檩条就位后，在栓接之前应检查正在安装的檩条顶面是否与已安装的相邻檩条顶面平齐，如不平齐应作调整。注意:室内、室外屋面交界处，次檩条高度相差50 mm。次檩条安装完成后，应及时将拉条、斜拉条及撑管安装固定好，使所有次檩条形成一个整体。

3.4 天沟支架、不锈钢天沟安装

天沟支架采用镀锌角钢焊接支架，根据设计要求，天沟支架支承于屋面主檩条、桁架腹杆、桁架中弦外侧方通上。天沟采用不锈钢材料为2.0 mm厚304不锈钢板，半亚光。不锈钢天沟每段长度为3 m，为保证天沟的焊接质量、加快天沟的安装速度，在地面将2段～3段天沟焊接拼装成一体，然后吊到安装位置就位安装。考虑温度变形，当天沟安装长度到30 m时，需要设置一条伸缩缝，具体作法为:在设计位置断开天沟板，端头焊立向挡板，两端相邻天沟的挡板间距50 mm～100 mm，其中一端挡板上焊接水平盖板，宽度200 mm左右覆盖两挡板之间的空隙，注意水平盖板和另一块挡板不连接，这样既能防水，天沟也能自由伸缩，如图3所示。

屋盖结构采用双向布置，与结构一致的大体量菱形屋面被分解成高低起伏、纵横交错的屋面，各屋面天沟均设有虹吸落水口。各纵横交错的屋面天沟之间及山墙处天沟安装溢流管，溢流管材料采用150 mm×150 mm×2 mm的不锈钢方管，管底距不锈钢天沟底部250 mm(山墙处为300 mm)，使整个屋面的排水系统相互连通，保证了大面积屋面的排水能力。天沟与溢流管连接节点如图4所示。

3.5 镀锌钢板网、钢丝网安装

图3 天沟伸缩缝节点示意图

图4 天沟与溢流管连接节点示意图

镀锌钢板网安装用自攻钉固定于屋面次檩条的下表面上，施工难点是钢板网安装操作平台的搭设。施工时以桁架腹杆和屋面主檩条为吊点搭设安全网，安全网为高强型，具备上人的强度，高度为距底板1 400 mm，以便于施工人员操作。施工时必须在主结构上拉设生命线，施工人员必须将安全带挂在生命线上。安装时，要保证钢板网顺直、平整，并用自攻钉准确地固定在次檩条上，自攻钉间距为200 mm，且不允许松动和漏钉。

镀锌钢丝网安装时，将爬梯挂在次檩条上，钢丝网平铺在次檩条上。先用自攻钉固定钢丝网的一端，然后用拉紧器将钢丝网拉紧，再用压条和自攻钉固定在每跨次檩条上，要求钢丝网平整。

镀锌钢板网及钢丝网安装时，纵向搭接宽度不低于50 mm，横向搭接宽度不低于100 mm，横向搭接部位要控制在次檩条上面，不得悬空搭接。

3.6 铝支座(含保温垫块)安装

铝支座是支承屋面面板的主要构件，它的安装误差会影响铝镁锰合金屋面板的纵向自由伸缩和外观质量，安装时必须保证铝支座的水平位置、在垂直面的倾斜角度、在水平面的转角及相对高差。安装铝支座前，用经纬仪引测到次檩条上，作为铝支座安装的纵向控制线。第一列铝支座位置要多次复核，以后的铝支座位置用标尺确定。铝支座沿屋面板板长方向的位置要保证在次檩条顶面中心，铝支座的数量决定屋面板的抗风能力，所以铝支座沿板长方向的数量要严格按照设计图纸的要求施工。

将铝支座对准其安装位置，然后打入一颗自攻钉，此时铝支座位置会有一些偏移，必须重新校核定位位置，方可打入另一侧的自攻钉。自攻钉采用手电钻固定，要求松紧适度，不出现歪斜。安装铝支座时，其下面的塑料保温垫块必须同时安装。

用拉线的方法检查每一列铝支座的水平位置和高度位置是否在一条直线上，如发现有较大偏差，在屋面板安装前一定要纠正，直至满足屋面板安装的要求。

3.7 玻璃丝棉铺设

玻璃丝棉有两种规格，一种是60 mm厚玻璃丝保温棉，铺设在屋面，另一种是50 mm厚玻璃丝吸音棉，铺设在室内及室外屋面。为了防止玻璃丝棉的碎屑飘落下来，在其下方铺设无纺布。本工程屋面坡度为36°，为防止玻璃丝棉和无纺布滑落，铺设时先将无纺布和玻璃丝棉的上端用自攻钉和压条固定在次檩条上，然后顺着坡度方向将其铺设平整，最后将其下端用自攻钉和压条固定在下排次檩条上。无纺布纵向搭接尺寸不小于80 mm，并在搭接位置用细铁丝连接。玻璃丝棉铺设时应满铺，两块棉之间不留空隙，这样使整个玻璃丝棉铺贴严密，达到保温和吸音效果。

铝镁锰合金屋面板安装、立边咬合以及泛水等其他附件安装的施工过程已有文献详细论述，这里不再赘述。