大跨度無梁拱形彩鋼波紋屋面施工技術(shù)

楊良張軻馬紅衛(wèi)（平煤建工集團(tuán)有限公司土建處河南平頂山467000）

【摘要】作者對(duì)該企業(yè)承建施工的河南平煤化工葉縣工業(yè)園制鹽項(xiàng)目工程鹽倉(cāng)單位工程屋面采用大跨度無梁拱形彩鋼波紋屋面施工技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。
【關(guān)鍵詞】大跨度；無梁彩鋼屋面；功能；流程；效益

1．工程概況
平煤葉縣工業(yè)園項(xiàng)目工程位于河南省葉縣葉廉路南側(cè)，西鄰葉縣藍(lán)光電廠，該項(xiàng)目工程制鹽單位工程在該項(xiàng)目工程中部，鹽倉(cāng)軸線尺寸為229000㎜×63000㎜，由散鹽倉(cāng)、袋鹽倉(cāng)、包裝間三部分構(gòu)成，其中散鹽倉(cāng)、袋鹽倉(cāng)為單層排架結(jié)構(gòu)，建筑面積14427㎡，屋蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用30.8M兩連跨和21M三連跨的彩鋼屋蓋結(jié)構(gòu)體系，屋面面積12509㎡左右，其它裝飾施工地面為水磨石地面、塑鋼窗、外墻白色墻面磚，內(nèi)墻涂刷環(huán)氧玻璃鋼罩面防腐涂料。

2．無梁拱形彩鋼波紋屋面簡(jiǎn)介
2.1大跨度無梁柱彩鋼拱形建筑是美國(guó)MIC工業(yè)公司為該國(guó)軍界研制開發(fā)的一種獨(dú)特的快速建筑機(jī)械系統(tǒng)，是美國(guó)獨(dú)立開發(fā)后用于軍隊(duì)使用的，該產(chǎn)品建造的建筑頂部呈拱形，內(nèi)部無需任何橫梁和支柱進(jìn)行支撐，產(chǎn)品在第一次海灣戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后轉(zhuǎn)入民間使用，目前全世界有38個(gè)國(guó)家和地區(qū)在應(yīng)用此技術(shù)。
2.2我國(guó)九十年代初引入此項(xiàng)技術(shù)，該技術(shù)在我國(guó)火車站臺(tái)、糧倉(cāng)、露天煤倉(cāng)、大型車庫(kù)、倉(cāng)庫(kù)、展覽館、體育館、集貿(mào)市場(chǎng)等系列工業(yè)與民用建筑上得到應(yīng)用。
6.1本項(xiàng)目鹽倉(cāng)單位工程屋蓋結(jié)構(gòu)的單元板采用梯形槽型截面，該拱形波紋彩板適用36M跨度的屋面與本工程相適應(yīng)，彩板利用率
達(dá)66%，用SX-GB-610型拱板成型機(jī)一次壓制成型。
6.2屋蓋結(jié)構(gòu)拱腳處的連接采用鉸接方式，便于屋蓋傳力和維修。
6.3拱腳與連接角鋼的連接件數(shù)量，單元板每端不少于四個(gè)，若采用自攻螺釘或螺栓固定時(shí)，其間距和端距不應(yīng)小于其直徑的四倍。
6.4山墻處槽板與屋蓋結(jié)構(gòu)的連接應(yīng)根據(jù)槽板的截面形狀采用相適應(yīng)的連接方式進(jìn)行連接，且必須符合節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要求。
6.5屋蓋因通風(fēng)和采光需要時(shí)，單元板的開孔面積不應(yīng)大于單元板表面積的5%，屋蓋孔洞面積之和不宜大于整個(gè)屋蓋面積的3%。
7．屋蓋的制作與安裝
7.1現(xiàn)場(chǎng)要求對(duì)本工程鹽倉(cāng)周邊有選擇地選取一塊地皮作為進(jìn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備用
地，該場(chǎng)地必須平整且施工用電方便，有專用配電箱，場(chǎng)區(qū)平整寬大且有排水溝。
7.2設(shè)備要求進(jìn)場(chǎng)設(shè)備必須符合本工程屋蓋施工的需要，型號(hào)嚴(yán)格按照施工措

2.3金屬拱形波紋屋頂可以滿足不同跨度民用和工業(yè)建筑的使施要求選取，且進(jìn)場(chǎng)設(shè)備經(jīng)過年檢合格的設(shè)備，設(shè)備在場(chǎng)地?cái)[放時(shí)必

用，由很薄（0.6～1.5㎜）的彩色鍍鋅或鍍鋁鋅鋼板通過屋頂成型機(jī)連續(xù)須嚴(yán)格按工藝要求進(jìn)行擺放和就位，設(shè)備操作員需持證上崗，安全操冷模滾壓成直形槽板和帶有橫行波紋的拱形槽板，然后用自動(dòng)封邊機(jī)作牌及責(zé)任牌板必須齊全，設(shè)備試運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

將若干槽板連接拼裝形成整體，并用起吊機(jī)械將拼裝成型的槽板吊至屋頂圈梁（邊梁）位置進(jìn)行固定，若干模塊槽板在屋頂經(jīng)二次機(jī)械咬合形成整體屋面。

3．拱形屋面的優(yōu)點(diǎn)
3.1滿足不同跨度建筑物的要求，無梁、無柱、無檁條，空間開闊。
3.2低造價(jià)、投資少，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,使用年限達(dá)30年。
3.3施工方便，工期短，每天可以建造1000㎡。
3.4耐用性好，高速機(jī)械咬合鎖邊，防水且無滲漏質(zhì)量問題。
3.5自重輕，抗風(fēng)抗雪能力強(qiáng)，檢測(cè)可抵抗160㎞∕N強(qiáng)風(fēng)和承受148㎏／㎡的雪載。
3.6功能齊全，梁板合二為一，集保溫、隔熱、通風(fēng)、采光等多項(xiàng)功能。
3.7造型美觀，色彩鮮艷、新穎且富有動(dòng)感，賦予建筑物全新的外觀。

4．施工機(jī)具

工具名稱	型號(hào)	數(shù)量	備注
彩鋼成型機(jī)	MMR238型	1臺(tái)
電焊機(jī)	50型	2臺(tái)
等離子切割機(jī)	40型	1臺(tái)
氣泵	AW-0.71／12.5	1臺(tái)
吊索、吊具	專用	1套	與起吊機(jī)械配套
子攻槍、大力鉗等	專用	若干

5．工藝流程

彩板進(jìn)場(chǎng)吊裝就位→直槽板成型→彎槽板成型→分塊槽板地面分組咬合→分組編號(hào)吊裝就位→圈梁（邊梁）分組固定到位→屋面咬合成整體。

6．工藝要求

構(gòu)造要求

7.3制作與安裝因?yàn)楸竟こ趟幵趷毫拥沫h(huán)境中，所以，對(duì)拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)
采用的彩涂板牌號(hào)、基板厚度、鍍層重量、涂層要求和外觀質(zhì)量等必須符合設(shè)計(jì)要求及《拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS167：2004）的規(guī)定。

7.3.1設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后，用25噸的吊車就位，然后找平設(shè)備，先找到建筑的絕對(duì)標(biāo)高，然后用水準(zhǔn)儀抄出設(shè)備標(biāo)高并墊平設(shè)備。

7.3.2連接件的焊接：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況先找出錨栓水平基準(zhǔn)點(diǎn)，根據(jù)此水平基準(zhǔn)點(diǎn)焊接鋼板預(yù)埋件、鋼板預(yù)埋件依照實(shí)際尺寸在埋件上鉆孔，然后與錨栓滿焊，埋件焊接完畢后在埋件上焊接連接件，連接件與預(yù)埋件兩邊滿焊，保證連接件焊接平直。
7.4擺放直彎板架子
7.4.1直板架子的擺放：首先找出第一塊直板并固定在設(shè)備直板出口處，然后以設(shè)備的直板出口為標(biāo)高，逐塊抄平調(diào)校直板架并連接固定，直板架的長(zhǎng)度以實(shí)際跨度與矢高的計(jì)算為準(zhǔn)。
7.4.2彎板架子的擺放：首先找出第一塊彎板架，并固定在設(shè)備彎板料口。然后以彎板的出料口為標(biāo)高，沿著彎板的彎曲方向搭設(shè)出合適的彎板架，用水準(zhǔn)儀找平并固定好彎板架。
7.5直彎板的軋制
7.5.1設(shè)備的調(diào)校：緊固螺栓，潤(rùn)滑輪軸，用塞尺根據(jù)板厚調(diào)校直板輪軸的關(guān)系，檢查設(shè)備的電路情況，使之能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
7.5.2直板的制作：首先用16噸的吊車把卷板吊裝就位在直板架上，并使之與設(shè)備保持平行，后打開彩卷，將彩卷的板頭用等離子切割機(jī)剪出斜口，由人工將板頭入至出斜口，然后開動(dòng)設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)使之把板從直板出斜口軋出，直板符合直板度后，用設(shè)備的專用切板刀切斷直板。
7.5.3彎板的制作：將直板從設(shè)備的彎板入斜口放入開動(dòng)彎板傳動(dòng)系統(tǒng)，使之彎板按實(shí)際弧度軋出，工人每3米遠(yuǎn)1人扶好彎板，在彎板全部軋出后，工人抬到成型板停放區(qū)。
7.6安裝
7.6.1單元板的組合：彎板軋出后，由人工抬到成型板停放區(qū)。軋出一定數(shù)量后，再進(jìn)行地面貼裝板間密封膠條和單元（下轉(zhuǎn)第244頁(yè)）

設(shè)在隧道管片斜坡上，以免影響隧道通行。在鹽水管路和冷卻水循環(huán)	分析得來的。
管路上設(shè)置伸縮接頭、閥門和儀表測(cè)溫、壓力表、流量計(jì)等測(cè)試元件。	3.1凍結(jié)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)
鹽水管路經(jīng)試漏、清洗后用聚苯乙烯泡沫塑料保溫，保溫層厚50mm，	采用熱電阻傳感器，測(cè)量來、去回路的鹽水溫度，并在來、去回路
外用塑料薄膜包扎。集配液圈與凍結(jié)管用高壓膠管連接，每根凍結(jié)管	上設(shè)置流量計(jì)，來測(cè)流量。
的進(jìn)出口各裝閥門1個(gè)以控制流量。聯(lián)絡(luò)通道四周主凍結(jié)孔2個(gè)一串	3.2凍土帷幕監(jiān)測(cè)
聯(lián)，其它凍結(jié)孔3個(gè)一串聯(lián)。冷凍機(jī)組的蒸發(fā)器及低溫管路用棉絮保	通過測(cè)溫孔熱電阻傳感器測(cè)定帷幕溫度，測(cè)量頻率為2次/天，每
溫，鹽水箱和鹽水干管用50mm厚聚苯乙烯薄膜塑料板保溫。	個(gè)測(cè)孔測(cè)量三個(gè)斷面。通過泄壓管安裝壓力表測(cè)量未凍土空隙的水壓
2.4積極凍結(jié)與維護(hù)凍結(jié)	變化。
設(shè)備安裝完畢后進(jìn)行調(diào)試和試運(yùn)轉(zhuǎn)。試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)雖是調(diào)節(jié)壓力、溫	3.3地表和隧道變形監(jiān)測(cè)
度等參數(shù)，使機(jī)組在有關(guān)工藝規(guī)程和設(shè)備要求的技術(shù)參數(shù)條件下運(yùn)	由于覆土深度約為18m，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在隧道20m附近的區(qū)域，要進(jìn)
行。凍結(jié)過程中定時(shí)檢測(cè)鹽水溫度、流量和凍土帷幕開展情況，必要時(shí)	行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)地面沉降、隆起和建筑物開裂、沉降等安全問題，并檢測(cè)
調(diào)整凍結(jié)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。凍結(jié)系統(tǒng)運(yùn)行正常后，進(jìn)入積極凍結(jié)，即讓冷	隧道的水平和垂直位移。從施工鉆孔開始到凍結(jié)帷幕融化結(jié)束，根據(jù)
凍機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行。	結(jié)構(gòu)的位置和結(jié)構(gòu)形式，確定監(jiān)測(cè)頻率。
當(dāng)凍土達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再開探孔判斷水文情況、試挖。正式開挖	4.融沉處理
后，根據(jù)凍土帷幕的穩(wěn)定性，可適當(dāng)提高鹽水溫度，進(jìn)入維護(hù)凍結(jié)，淡	土層受凍后膨脹，消融后沉降，沉降幅度與凍結(jié)時(shí)間、土層性質(zhì)及
鹽水溫度應(yīng)＜-20℃。	地面構(gòu)筑物有關(guān)，本工程采用注漿，控制了地面沉降。
2.5永久結(jié)構(gòu)施工	5.結(jié)束語
開挖掘進(jìn)采用短段掘砌技術(shù)，開挖步距控制在0.5m左右，采用兩	從實(shí)踐情況來看，采取冷凍法施工技術(shù),既保證了地鐵聯(lián)絡(luò)通道
次支護(hù)，第一次支護(hù)（臨時(shí)支護(hù)）采用型鋼支架加木背板，有效的控制	的施工安全,又保證了工程質(zhì)量和進(jìn)度，達(dá)到了預(yù)期的效果。以上只是
了凍土的冷量損失和蠕變，第二次支護(hù)（永久支護(hù)）采用現(xiàn)澆鋼筋砼，	根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際從有限的幾方面進(jìn)行了探索，不足之處在所難免。希望
兩層支護(hù)間安裝EVA防水層。	能夠起到拋磚引玉的作用。科
為保證施工安全，永久結(jié)構(gòu)分兩步做，即先做通道的開臨時(shí)支護(hù)、
噴射砼、防水層、鋼筋綁扎、穩(wěn)模、澆灌砼，而后再做泵站的開挖、臨時(shí)	●
		【參考文獻(xiàn)】
支護(hù)、噴射混凝土、防水層、鋼筋綁扎、澆灌混凝土。	［1］北京土木建筑學(xué)會(huì)．《建筑工程技術(shù)交底記錄（第二版）》．經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社．

3.凍結(jié)工程監(jiān)測(cè)
監(jiān)測(cè)工作在所有凍結(jié)工程中有著極其重要的作用，凍結(jié)帷幕是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，以及開挖時(shí)間的判斷，主要是依據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合


（上接第189頁(yè)）期待視野來確定適當(dāng)?shù)姆g策略。科

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（上接第261頁(yè)）板的組合。地面單元板每三塊單元板為一組，用MMR-238專用封邊機(jī)咬合，咬合的形式為克口咬合。

7.6.2成型板的安裝：安裝時(shí)測(cè)量好圈梁（邊梁）的尺寸，每五米彈一分段線，用以控制成型板的安裝使之平行前進(jìn)。吊裝時(shí)此工程用現(xiàn)場(chǎng)16/25噸吊車進(jìn)行吊裝，用專用吊具連接成型板，每組成型板與吊車連接兩個(gè)點(diǎn)。安裝第一組成型板時(shí)，一定要調(diào)校準(zhǔn)第一組板垂直度。吊裝就位后，用專用自攻槍以自攻螺栓的形式固定成型板，每條單元板用不低于4個(gè)螺釘（即每個(gè)單元板的拱角不低于三個(gè)螺栓，其間距60mm成型板之間的連接用MMR-238）專用封邊機(jī)咬合連接，從屋頂?shù)囊欢税惭b另一端必須保持平行同步，固定處必須按照設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)要求進(jìn)行。

8.經(jīng)濟(jì)效益
以1萬平方米輕型工業(yè)廠房為例，門式剛架結(jié)構(gòu)施工工期在3~5個(gè)月，彩拱結(jié)構(gòu)則僅需1~2個(gè)月，彩拱的時(shí)間效益更為突出；彩拱的用鋼量在8~25Kg/㎡，加上下部結(jié)構(gòu)用鋼量在10~33Kg/㎡，與門式鋼架

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20~40Kg/㎡用鋼量相比優(yōu)勢(shì)明顯，由此可見經(jīng)濟(jì)效益由顯著。

9．結(jié)束語
河南平煤化工葉縣工業(yè)園制鹽項(xiàng)目工程鹽倉(cāng)單位工程屋面采用大跨度無梁拱形彩鋼波紋屋面施工技術(shù)，以質(zhì)量?jī)?yōu)進(jìn)度快而得到業(yè)主的認(rèn)可，我們也深深地體會(huì)到質(zhì)量?jī)?yōu)進(jìn)度快才是效益的保證，施工企業(yè)應(yīng)在工程管理方面加快新技術(shù)的引進(jìn)與開發(fā)，企業(yè)才能獲得更大的發(fā)展空間和利潤(rùn)。科
作者簡(jiǎn)介：
楊良（1966—），男，河南安陽(yáng)人，平煤建工集團(tuán)有限公司土建處，工程師。
張軻（1974—），男，河南葉縣人，平煤建工集團(tuán)有限公司土建處，助理工程師。
馬紅衛(wèi)（1966—）,男，河南洛寧人，平煤建工集團(tuán)有限公司土建處，助理工程師。