金属屋面常见问题分析及解决措施浅析

　　摘要：本文针对陕西渭南体育场项目屋面桁架外露。在对称二块金属屋面上，每块屋面上均有二榀主桁架贯穿于屋面，屋面坡度大，单轴屋面内外檐口高差非常大的特点，结合以往工程常见问题，提出解决方案和措施，保证了整个金属屋面的施工安全和质量，为类似的工程起到积极的借鉴作用。

　　关键词：金属屋面,通病,方案和措施

　　一.背景

　　金属屋面是指采用金属板材作为屋盖材料，将结构层和防水层合二为一的屋盖形式。金属板材的种类很多，有锌板、镀铝锌板、铝合金板、铝镁合金板、钛合金板、铜板、不锈钢板等。

　　二.工程特点

　　渭南体育场屋面工程，屋面面积约为31000 ㎡，分为东西罩棚二个区域，对称布置。屋面从上往下看似两片对称的月牙，沿中心轴线位置呈对称分布。

　　本次渭南体育场屋面，单块屋面呈径向内檐高、外檐低的拱状弧形布置。每块屋面通过两道外露拱形空间钢管桁架划分成三块屋面区域，靠近内檐口的屋面为玻璃屋面，剩余两块屋面为铝镁锰合金金属屋面。整个屋面清晰可读，层次感非常强。

　　本次屋面工程，其分项工程内容主要包括：铝镁锰合金屋面系统、不锈钢天沟系统、虹吸排水系统、安全玻璃采光系统等几个方面。

　　本工程具备以下特点：本工程有一个显著特点，即屋面外桁架外露。在对称二块金属屋面上，每块屋面上均有二榀主桁架贯穿于屋面。

　　本工程屋面坡度大，单轴屋面内外檐口高差非常大。屋面外檐口标高从13.850m 升至43.698m，内檐口标高从13.850m 升至65.537m。单块屋面中间区轴线处，屋顶内檐最高处标高为65.537m，外檐标高为43.698m，二者高差达21.839m。屋面坡度上下落差大，屋面汇水面积多，单坡雨水冲击速度快。

　　三.屋面施工中常见问题及解决方案

　　1、屋面高空施工安全

　　本工程为开放式体育场，其屋面为敞开式，安装高度很高。特别是中心轴线处，其屋面最高点位于场内挑檐处，标高为达 65.537m。对应中间轴线处场外檐口标高为 43.698m。屋面安装高度相当高，再加上上下坡度大(超过 20°)，同轴线落差高(中心处上下高差超过 21 米)。这使得屋面施工作业人员在高空施工有相当的恐高感。

　　由于本工程屋面为拱状圆弧形，中间高，两边低，内外檐口高差大，从而导致屋面坡度相当大，高空施工安全性比较难以保障。

　　解决策略：

　　为保证安全施工，除进行必要的施工安全教育以外，我们还将针对本工程以上特点，主要采取以下几个措施，进行高空施工保障：

　　1)屋面施工时，在内外檐口处布置安全生命线，作为人员的安全保护。

　　具体部署为：在外檐及内檐口方向建筑边线处，每1.5m间距设置一个1.8m长的脚手管，以此作为依托，通过在脚手管上密布钢丝索，形成整体的网状安全线，预防施工人员从檐口位置跌落，引起人员伤亡。如右图所示：

　　2)施工时，在屋面下面满铺安全网，形成整体高空防护，防止高空坠落。

　　3)屋面施工时，在作业区域利用脚手片及木板等材料铺设高空走道，高空走道外围边线，以脚手管及安全绳布设一圈安全生命线，确保施工及行走安全。

　　4)屋面施工人员施工时必须带安全带。施工人员利用专用活动锁扣扣件，直接锁定于屋面板板肋处，并有防震器作防震保护，确保施工人员施工安全。

　　2、.屋面板的穿孔位置处理

　　本工程钢结构有四榀桁架外露于屋面，其桁架管件有 900 余根贯穿屋面上下，整体贯穿屋面的底板、保温棉、屋面板。贯通屋面的桁架管子，其管径约为Φ450mm。造成了屋面施工时屋面材料切割量大、外观比较难以控制、防水要求更加重要等一系列因素。

　　解决策略：

　　1)切割精度保证。

　　屋面板及底板运输至屋面时，对屋面穿孔处进行高空精确放样测量，然后利用半自动切割机进行高空人工精确切割，以保证穿孔处的安装精度。

　　2)防水、美观及防伸缩性能保证。

　　①防水处理：

　　利用铝合金材料的可焊性，沿穿孔钢管边线一圈的泛水板(为了施工方便及更有效的防水，在桁架近内场方向的穿孔处，则用整块泛水板作通长布置)，直接与屋面板焊接，使之与屋面防水板成一体系;

　　另外再用得泰盖板沿边线一圈用自攻螺钉固定在屋面板上，并用硅酮密封胶密封，提高穿孔处屋面整体防水性能。 屋面安装时固定支座间距为 1.5m，穿孔处屋面安装时可在穿孔旁追加安装固定支座，以加强此处屋面的稳定性。

　　安装时，穿孔处旁的屋面板板肋，可用工具夹夹紧，并做密封处理，保证防水性能。

　　②防伸缩处理：

　　屋面穿孔处伸缩处理，得益于此处性能优良的得泰盖板设计。首先得泰盖板一端抱箍固定于钢结构腹杆上，但并不固定死;另一端用自攻螺钉固定于屋面板上。当屋面板往外移动时，通过性能柔软的得泰盖板使抱箍结构往下移动，防止屋面的硬性拉伤。

　　3)所有穿孔部位屋面底板采用电剪刀剪切，四周用30 ×3 角钢点焊在穿孔钢管上来支撑穿孔部位屋面底板，沿穿孔钢管边线一圈用镀锌彩钢板封边处理。

　　3.屋面防雪，防结冰

　　本工程位于陕西渭南，属于北方寒冷地带，冬天容易在屋面形成积雪，从而形成结冰、冰挂等现象。而本工程屋面为拱状圆弧形，中间高，两边低，屋面内外檐口高度落差大，屋面坡度陡。因此，很容易形成积雪，特别是化雪成冰后，由于受重力影响，顺坡向下滑落，很易出现高空坠落，出现人员伤亡及财物损失。

　　另外，冬季一天之内，冰雪冻、融，较易出现天沟结冰，排水不畅，虹吸失效等情况。更有甚者，屋面冰雪有可能会冻塞天沟，使天沟胀裂等严重情况。

　　解决策略：

　　1)增设天沟

　　由于屋面内檐口及外檐口落差大，汇水面积多，导致原有的外檐天沟工作面过小，无法有效排水。因此计划在两道外露桁架方向增设三条环形天沟，并在山墙方向增设两条天沟与其它几条环向天沟组成一个互通的天沟系统。

　　2)增设集水井

　　由于北方雨雪天气大的时候，汇水量大，因此考虑在虹吸系统部位增设集水井，防止积雪过多，天沟处结冰过厚，而天沟排水不畅的情况，以保证屋面的有效排水。

　　3)改变天沟截面造型，使之二侧有落差，形成挡水位

　　考虑到本工程屋面坡度大，屋面雨水冲击力过猛的特点，在设计时，将天沟截面由常规的矩型，变成不规则的棱型。同时，将天沟两侧壁高进行调整，顺应屋面坡度高差需要，将下坡壁高调高，高出屋面 50mm，使其形成挡水功能。

　　4)增设挡雪防滑落系统

　　为了在雨雪天气中更有效的保证地面人员的安全，我司计划在外檐口处加设一道挡雪防滑落系统。

　　5.屋面板抗风

　　本工程为敞开式体育场，屋面造型为拱状圆弧形，中间高，两边低，内外檐口高度落差大，坡度大。因此，容易在屋面底部及屋面顺坡方向形成强风，导致屋面板易被大风掀飞。

　　解决策略：

　　1)屋面构造设计保证

　　由于开放式体育场容易在屋面底部形成强风，使屋面承受巨大的风力。因此，我司计划把屋面底板安装在屋面檩条下，使檩条分担了风的吸力，保证屋面的稳定及安全。

　　2)固定支座的固定及安装

　　本工程屋面安装时，我司保证每个固定支座打满四颗钉，使屋面更加稳定，加强了屋面板的抗风能力及支座的抗拔能力。

　　3)屋面固定点的设计

　　屋面安装时，在每一块屋面板上，将加设一个固定点，在屋面板顺坡方向的上端板边缘位置处，通过用螺栓将屋面板肋及固定支座固定住，对屋面板进行加固作用。

　　四. 结语

　　由于金属屋面结构自身特点和自然环境的限制，造成屋面施工中普遍存在安全隐患高，水平及垂直运输难，防水、美观及防伸缩性能难以保证，抗风能力弱，抗寒、抗霜冻差，乃冲刷弱的施工难点和质量通病。本文通过介绍在陕西渭南体育场金属屋面施工中所采取的一些设计和施工措施，解决了金属屋面施工中常见的一些难点和通病，总结经验，为同类型工程的施工提供参考。

　　参考文献

　　[1]中华人民共和国国家标准 GB50207-2002屋面工程工程质量验收规范 2002年

　　[2]中华人民共和国国家标准 GB50017-2003 钢结构设计规范 2003年

　　[3] 中华人民共和国国家标准GB 50345 -2004屋面工程技术规范

《金属屋面常见问题分析及解决措施浅析》

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