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摘 要：石家庄国际机场T2航站楼工程的屋面采用金属屋面直立锁边系统，该屋面系统在施工技术措施、连接构造、检测与验收等方面较以前的金属屋面有很大的提高，完全取消了以往金属屋面穿透式连接，采取了直立锁边（屋面板通过卷边方式和支座连接，但面板和支座之间都可以相对滑动）系统，从而确保了本工程金属屋面体系的质量，此施工技术可以供类似金属屋面借鉴。
关键词：铝镁锰合金金属屋面；直立锁边；施工技术措施；连接方式；检测验收。
中图分类号： V351 文献标识码： A 文章编号：
工程概况
石家庄国际机场位于石家庄市东北，距市区32Km，是经国家批准的国际口岸机场。航站楼造型寓意深远，像一只飞翔的天鹅。新建飞行区的设计等级为4D级，整体效果如图1所示。
图1新建航站楼效果图
T2航站楼为正南正北布置，东西向宽约450,南北向长约540m，屋面采用大跨度轻钢屋面，南高北低，主楼最高点标高为37.879+0.15=38.029 m，卫星厅最高点标高为26.303+0.15=26.453m。由主楼、两翼、指廊及卫星厅四部分组成，其中A1-A4区为主楼，A0A5为两翼，B1-B3区为指廊，C1C2区共同构成卫星厅。航站楼总建筑面积约15.4万㎡，地上建筑面积138656.7㎡，屋面采用超长铝镁锰合金直立锁边屋面板的金属屋面体系，总面积约76000㎡。屋面防水等级为Ⅱ级，防水层合理使用年限为15年。
a-结构分区；b-屋面结构
图2 T2航站楼分区和屋面结构示意
金属屋面的特点
金属屋面的特点一般大型公共建筑具有跨度大、外观新颖复杂、耐久性设计要求高等特点，故屋盖系统大多采用金属屋面。常用的金属屋面板有压型钢板、铝镁锰板、不锈钢板、钛锌板、钛金板等，其中铝镁锰板以其优越的性能和良好的性价比而得到广泛应用。其主要特点如下：
（1）安全环保：金属屋面系统自重轻，结构负荷小；直立锁边咬合的连接方式可解决因热胀冷缩所产生的巨大破坏力，纵向变形依靠T码作为滑块纵向自由伸缩，横向变形靠金属波肋来吸收；铝镁锰板的金属氧化层被雨水冲刷溶解的比例很小，不会对人体造成伤害；表面不易产生积灰，雨水冲刷下很快焕然一新；另外整个屋面都可以作为避雷闪接器，利用金属T码和钢结构本身，将高压电势传到地面。
（2）强度高、刚度好：金属屋面强度高，尤其是合金板，材料性能大大提高；面板经过压型设备成型后，板中间带凹槽，两边各有1个立面波峰，增加了金属屋面板的自身刚度。
（3）防水性能好：每块面板纵向不留接头，现场压型，一步到位；相邻两块板间靠公扣母扣360°紧密咬合，中间还有防水密封胶，可有效阻止屋面渗漏。直立锁边屋面板型，板肋直立，使得排水断面几乎不受板肋影响，所以有效排水截面较普通板型更大，加之板肋较高（65mm），更能保证屋面板在坡度平缓情况下的防水性能。
（4）施工周期短：屋面构造简单合理，利用结构找坡，通过分区作业，加快了施工进度，缩短了工期。
（5）适应性强：铝镁锰合金板具有良好的韧性，延伸率≥8%，可以实现各类复杂的屋面造型。
a-板型介绍；b-加工机械
图3 各种板型及加工机械
本工程施工难点
图4 屋面形象
由于工程所在温带地区，靠北，风沙天气多，昼夜温差大，建筑造型独特，金属屋面施工工艺复杂。根据工程实际情况，为满足保温隔热和美观效果要求，并能有效避免因屋面外层板搭接和金属屋面热胀冷缩而产生的渗漏现象，指挥部组织召开的各种会议进行商讨，各参建单位的建议，通过招标决定采用铝镁锰合金直立锁边屋面板。本工程施工难点具体如下：
（1）结构复杂：航站楼屋面造型为三屋脊双曲面，没有相应的下料计算公式可套用，只能结合现场实际情况通过放样进行施工，钢结构安装的误差直接影响屋面的施工质量。
（2）面板就位困难：本屋面板为超长板，大部分板长在50m以上，最长板达到124m，要求不留接缝，估屋面板的就为就很难，工人的素质及施工方法不当，就造成板的起皱、弯折。
（3）作业工作面安全性低：本工程为砼-钢结构，在钢结构檩条上铺设临时马道及安装生命线，高空作业，施工操作困难。
（4）气候条件差：由于工期紧张，屋面施工基本在冬季和春季进行，气温低，受大风影响，质量及施工安全要求高。
本屋面构造要求
图5 三维轴测图
本屋面系统的设计构造：主体钢结构上安装主次檩条→在次檩条上铺设不锈钢丝网及夹筋铝箔防潮膜→安装固定座→铺设玻璃纤维保温棉→铺设防水透气膜→安装直立锁边铝镁锰合金屋面板。
主要施工技术措施
圖6 施工流程
测量
钢结构主体测量及误差调整，由于复杂大跨度空间结构施工难度大，结构本身尺寸误差较大，因此金属屋面施工前应先对钢结构进行认真测量，分析与调整误差，找好流水坡度，使屋面基层结构尽量顺滑，坡度平缓过渡，且要保证整体屋面造型符合原设计的建筑外观效果。这是整个屋面工程中的第一步，必须由专业的测量工程师负责，使用全站仪，纵横15m一个网格进行布设，依据坡度要求，测出各网格的控制标高。认真详尽地测量数据，并依据原始数据模拟出钢结构屋架的曲面形状后进行分析。对照屋面造型要求和排水坡度走向，确定需调整的结构部分，因结构无法更改，只能就高点、调低点，必要时可以局部调高。
主次檩条
主檩规格：主楼C220×75×20×2.5 ，指廊及卫星厅C160×60×20×2.5，@=3000/1500（檐口）；次檩规格：C120×60×20×3，@=1500/1200（檐口）。屋面主次檩条通过镀锌钢支座（不锈钢螺栓M12×30）与钢结构工字钢檩条焊接连接，主次檩条安装直接影响到屋面板的坡度，针对钢结构屋架安装的误差进行必要的修正调整，在面板安装中，可能导致板扣未能锁在固定座上，造成板与板连接松散，不牢固。
固定座T码
T码是金属屋面系统的铝合金T型固定支座，是将屋面荷载传递至檩条的受力配件，其数量由屋面坡度、位置、荷载等因素决定。放线完成后，用电钻螺丝枪和不锈钢螺钉将T码固定在次檩条上的弹线位置，注意T码中线与墨线重合，要求螺丝松紧适度，不得出现歪斜、滑丝等，否则应立即进行更换。安装时螺丝与电钻必须垂直于檩条表面，依次打入第四颗螺钉。固定座的直线度对屋面板的耐久性影响较大，可能因固定座直线度偏差较大，后期面板安装中，强行锁边对板肋造成破损。所以T码安装的关键是要保持在同一直线上，否则会限制金属板纵向的自由伸缩，当板受温度影响而发生变形时，就会在此凸起受损，缩短使用寿命并导致渗漏，必须保证T码安装直线度在3mm以内。T码安装后用拉线发检验每列T码是否对齐，T码位置是否位于檩条中心，否则应立即进行安装精度调整。
屋面板加工及上板
考虑到工程实际情况，采取现场压型生产方式，设备仅为7m长集装箱，能够方便灵活搬运和移动，在工地根据工程实际的需要生产任意长度的屋面板，使得屋面板在纵向没有搭接，从而减少漏水机会，提高了屋面的整体性。压型机压制前先按照设计要求调整工作参数，包括立边高度，边宽度等，本工程屋面使用直板、异形板压型机，必须保证金属面板下料压型尺寸准确，才能顺利进行屋面板的安装施工。除了要有高精度的压型设备外，精确的测量及反复现场校核也是什么关键的。本工程屋面形状复杂，多为不规则的双曲面，每次下料不能过多，要随下料、随安装、随观测，当积累误差较大时，及时调整下料尺寸，否则面板将无法安装就位，或板面出现扭曲、凸起、立边波峰被拉伸等现象。在不同方向区域安装面板时，第1块板必须做成2个公扣；压型后在母扣内侧粘贴1层防水密封粘接带。
关键词：铝镁锰合金金属屋面；直立锁边；施工技术措施；连接方式；检测验收。
中图分类号： V351 文献标识码： A 文章编号：
工程概况
石家庄国际机场位于石家庄市东北，距市区32Km，是经国家批准的国际口岸机场。航站楼造型寓意深远，像一只飞翔的天鹅。新建飞行区的设计等级为4D级，整体效果如图1所示。
图1新建航站楼效果图
T2航站楼为正南正北布置，东西向宽约450,南北向长约540m，屋面采用大跨度轻钢屋面，南高北低，主楼最高点标高为37.879+0.15=38.029 m，卫星厅最高点标高为26.303+0.15=26.453m。由主楼、两翼、指廊及卫星厅四部分组成，其中A1-A4区为主楼，A0A5为两翼，B1-B3区为指廊，C1C2区共同构成卫星厅。航站楼总建筑面积约15.4万㎡，地上建筑面积138656.7㎡，屋面采用超长铝镁锰合金直立锁边屋面板的金属屋面体系，总面积约76000㎡。屋面防水等级为Ⅱ级，防水层合理使用年限为15年。
a-结构分区；b-屋面结构
图2 T2航站楼分区和屋面结构示意
金属屋面的特点
金属屋面的特点一般大型公共建筑具有跨度大、外观新颖复杂、耐久性设计要求高等特点，故屋盖系统大多采用金属屋面。常用的金属屋面板有压型钢板、铝镁锰板、不锈钢板、钛锌板、钛金板等，其中铝镁锰板以其优越的性能和良好的性价比而得到广泛应用。其主要特点如下：
（1）安全环保：金属屋面系统自重轻，结构负荷小；直立锁边咬合的连接方式可解决因热胀冷缩所产生的巨大破坏力，纵向变形依靠T码作为滑块纵向自由伸缩，横向变形靠金属波肋来吸收；铝镁锰板的金属氧化层被雨水冲刷溶解的比例很小，不会对人体造成伤害；表面不易产生积灰，雨水冲刷下很快焕然一新；另外整个屋面都可以作为避雷闪接器，利用金属T码和钢结构本身，将高压电势传到地面。
（2）强度高、刚度好：金属屋面强度高，尤其是合金板，材料性能大大提高；面板经过压型设备成型后，板中间带凹槽，两边各有1个立面波峰，增加了金属屋面板的自身刚度。
（3）防水性能好：每块面板纵向不留接头，现场压型，一步到位；相邻两块板间靠公扣母扣360°紧密咬合，中间还有防水密封胶，可有效阻止屋面渗漏。直立锁边屋面板型，板肋直立，使得排水断面几乎不受板肋影响，所以有效排水截面较普通板型更大，加之板肋较高（65mm），更能保证屋面板在坡度平缓情况下的防水性能。
（4）施工周期短：屋面构造简单合理，利用结构找坡，通过分区作业，加快了施工进度，缩短了工期。
（5）适应性强：铝镁锰合金板具有良好的韧性，延伸率≥8%，可以实现各类复杂的屋面造型。
a-板型介绍；b-加工机械
图3 各种板型及加工机械
本工程施工难点
图4 屋面形象
由于工程所在温带地区，靠北，风沙天气多，昼夜温差大，建筑造型独特，金属屋面施工工艺复杂。根据工程实际情况，为满足保温隔热和美观效果要求，并能有效避免因屋面外层板搭接和金属屋面热胀冷缩而产生的渗漏现象，指挥部组织召开的各种会议进行商讨，各参建单位的建议，通过招标决定采用铝镁锰合金直立锁边屋面板。本工程施工难点具体如下：
（1）结构复杂：航站楼屋面造型为三屋脊双曲面，没有相应的下料计算公式可套用，只能结合现场实际情况通过放样进行施工，钢结构安装的误差直接影响屋面的施工质量。
（2）面板就位困难：本屋面板为超长板，大部分板长在50m以上，最长板达到124m，要求不留接缝，估屋面板的就为就很难，工人的素质及施工方法不当，就造成板的起皱、弯折。
（3）作业工作面安全性低：本工程为砼-钢结构，在钢结构檩条上铺设临时马道及安装生命线，高空作业，施工操作困难。
（4）气候条件差：由于工期紧张，屋面施工基本在冬季和春季进行，气温低，受大风影响，质量及施工安全要求高。
本屋面构造要求
图5 三维轴测图
本屋面系统的设计构造：主体钢结构上安装主次檩条→在次檩条上铺设不锈钢丝网及夹筋铝箔防潮膜→安装固定座→铺设玻璃纤维保温棉→铺设防水透气膜→安装直立锁边铝镁锰合金屋面板。
主要施工技术措施
圖6 施工流程
测量
钢结构主体测量及误差调整，由于复杂大跨度空间结构施工难度大，结构本身尺寸误差较大，因此金属屋面施工前应先对钢结构进行认真测量，分析与调整误差，找好流水坡度，使屋面基层结构尽量顺滑，坡度平缓过渡，且要保证整体屋面造型符合原设计的建筑外观效果。这是整个屋面工程中的第一步，必须由专业的测量工程师负责，使用全站仪，纵横15m一个网格进行布设，依据坡度要求，测出各网格的控制标高。认真详尽地测量数据，并依据原始数据模拟出钢结构屋架的曲面形状后进行分析。对照屋面造型要求和排水坡度走向，确定需调整的结构部分，因结构无法更改，只能就高点、调低点，必要时可以局部调高。
主次檩条
主檩规格：主楼C220×75×20×2.5 ，指廊及卫星厅C160×60×20×2.5，@=3000/1500（檐口）；次檩规格：C120×60×20×3，@=1500/1200（檐口）。屋面主次檩条通过镀锌钢支座（不锈钢螺栓M12×30）与钢结构工字钢檩条焊接连接，主次檩条安装直接影响到屋面板的坡度，针对钢结构屋架安装的误差进行必要的修正调整，在面板安装中，可能导致板扣未能锁在固定座上，造成板与板连接松散，不牢固。
固定座T码
T码是金属屋面系统的铝合金T型固定支座，是将屋面荷载传递至檩条的受力配件，其数量由屋面坡度、位置、荷载等因素决定。放线完成后，用电钻螺丝枪和不锈钢螺钉将T码固定在次檩条上的弹线位置，注意T码中线与墨线重合，要求螺丝松紧适度，不得出现歪斜、滑丝等，否则应立即进行更换。安装时螺丝与电钻必须垂直于檩条表面，依次打入第四颗螺钉。固定座的直线度对屋面板的耐久性影响较大，可能因固定座直线度偏差较大，后期面板安装中，强行锁边对板肋造成破损。所以T码安装的关键是要保持在同一直线上，否则会限制金属板纵向的自由伸缩，当板受温度影响而发生变形时，就会在此凸起受损，缩短使用寿命并导致渗漏，必须保证T码安装直线度在3mm以内。T码安装后用拉线发检验每列T码是否对齐，T码位置是否位于檩条中心，否则应立即进行安装精度调整。
屋面板加工及上板
考虑到工程实际情况，采取现场压型生产方式，设备仅为7m长集装箱，能够方便灵活搬运和移动，在工地根据工程实际的需要生产任意长度的屋面板，使得屋面板在纵向没有搭接，从而减少漏水机会，提高了屋面的整体性。压型机压制前先按照设计要求调整工作参数，包括立边高度，边宽度等，本工程屋面使用直板、异形板压型机，必须保证金属面板下料压型尺寸准确，才能顺利进行屋面板的安装施工。除了要有高精度的压型设备外，精确的测量及反复现场校核也是什么关键的。本工程屋面形状复杂，多为不规则的双曲面，每次下料不能过多，要随下料、随安装、随观测，当积累误差较大时，及时调整下料尺寸，否则面板将无法安装就位，或板面出现扭曲、凸起、立边波峰被拉伸等现象。在不同方向区域安装面板时，第1块板必须做成2个公扣；压型后在母扣内侧粘贴1层防水密封粘接带。