1、前言
金屬薄壁拱型屋蓋是近幾年來(lái)從國外引進(jìn)和發(fā)展起來(lái)的一種新型的屋蓋結構，國內目前很大跨度可達36m，它與傳統結構相比，有著(zhù)自重輕、安裝容易、造型美觀(guān)、施工周期短、抗震性能好、造價(jià)低廉、環(huán)境污染少、免維護等綜合優(yōu)勢。“金屬拱型波紋屋蓋”作為建設部2001年科技成果推廣項目，在近年來(lái)有了長(cháng)足的發(fā)展，目前施工技術(shù)已日臻成熟。作為冷彎型鋼結構的一個(gè)分支，金屬拱型波紋屋蓋結構早在十九世紀八十年代就開(kāi)始為人類(lèi)所用，但盡管金屬拱型波紋屋蓋結構屬于冷彎型鋼結構范疇并有著(zhù)很久的應用歷史，但到目前為止世界上還沒(méi)有一部這種結構的專(zhuān)用技術(shù)規程，為使拱型屋蓋建設過(guò)程中施工工藝更加規范，更加完善，特制定了本工法，也希望能為日后其他同類(lèi)工程提供一定的經(jīng)驗。

2、工法特點(diǎn)
2.1 金屬拱型波紋屋蓋由于跨度、拱度各不相同，且多種跨度、拱度的屋蓋可能在短時(shí)間內輪換吊裝，因此，為加快施工進(jìn)度，降低工人安裝吊桿的難度，設計出了可調節型吊桿，大大加快了吊裝進(jìn)度。
2.2 本工法系統的敘述了工藝的全過(guò)程，是一套完整的工藝體系，適用于各種金屬拱型屋蓋的施工過(guò)程。

3、材料及設備
3.1彩色鋼板卷材
主要材料為冷軋結構鋼板，表面處理后熱鍍鋅，鍍鋅量每平方米不少于200克，表層兩涂?jì)珊娴灼岷兔嫫幔釣榫埘ズ头諛?shù)酯，因而防腐性能好，對環(huán)境溫度適應性強，強度高，使用壽命長(cháng)久。例如寶山鋼鐵股份有限公司生產(chǎn)的Q/BQB 440 TS280GD 2/2 RGA彩色涂層鋼帶，由于跨度不同，對應的常采用0.800×914×C、1.000×914×C、1.200×914×C等不同型號卷材。其中0.800、1.000、1.200表示卷材厚度，914表示卷材寬度，C為長(cháng)度。
3.2 吊桿
在多種跨度、拱度的金屬拱型波紋屋蓋同時(shí)施工時(shí)，吊車(chē)、吊桿等設備隨著(zhù)工程的進(jìn)度隨時(shí)在幾種跨度的施工現場(chǎng)進(jìn)行調動(dòng)。為此，特設計出可拆卸、可旋轉、可延伸的新型吊桿。吊桿采用De110鍍鋅鋼管加工而成，兩端為1.5m長(cháng)可拆卸延伸臂，采用螺紋連接，當吊裝25m以上跨度屋蓋時(shí)安裝，平時(shí)拆除。內側為1.5m長(cháng)可拆卸、可旋轉的延伸臂，與主桿采用幫條焊連接，隨時(shí)可根據吊裝的需要進(jìn)行角度調整，重新焊接，方便快捷，在吊裝15~25m跨屋蓋時(shí)安裝。主桿為8m長(cháng)鋼管，用于吊裝15m以下跨度屋蓋。
圖1 吊桿設計圖
3.3 20t汽車(chē)起重機2臺
3.4 車(chē)載移動(dòng)彩鋼板加工機一臺
3.5 鎖邊機2臺，用于板材咬邊、鎖邊
3.6 45W手電鉆8臺，用于鋼板固定
3.7 1KW切割機2臺，用于不平整板材切割
3.8 鋼絲繩、麻棕繩

4、方案制定
4.1 板長(cháng)計算
隨著(zhù)跨度的不同，彩鋼板大棚的拱度也有所差別，因此，在施工前，必須針對施工的實(shí)際跨度進(jìn)行計算，以確定加工后的彩鋼板的長(cháng)度。計算依據參照表1，以27m跨度，墻厚20cm為例，計算步驟如下：
27m跨度的實(shí)際彩鋼板屋蓋跨度為：
27m－0.2m（墻厚）＋0.24m（伸入梁內）×2＝27.28m
根據表1，高跨比取0.2，拱高為27.28m×0.2＝5.456m
根據跨度與拱高算得，彩鋼板實(shí)際每跨長(cháng)度為：29.28m
考慮壓紋過(guò)程中2～3％的長(cháng)度損耗，27m跨度屋蓋的單塊彩鋼板的加工長(cháng)度取30m。

表1
4.2 方案編制
方案基本內容應包括：板長(cháng)計算、安裝質(zhì)量控制、安全措施、作業(yè)人員協(xié)調操作具體要求等。并應通過(guò)專(zhuān)家認證，確定計算結果是否滿(mǎn)足規范、標準要求；安全措施是否全方位履蓋到吊裝每個(gè)環(huán)節等。具體參照如下標準進(jìn)行：

5、施工工藝
5.1 工藝流程

圖3
5.2 預埋件、鐵托板、拉環(huán)加工
預埋件采用10mm厚熱軋板與Ф14鋼筋加工而成；鐵托板采用1500×5×6000熱軋板加工，成型后，經(jīng)除銹涂刷防銹底漆兩道；拉環(huán)由Ф20鋼筋加工。具體尺寸詳見(jiàn)圖4～圖6。

圖4 預埋件加工圖 圖6 拉環(huán)加工圖#p#分頁(yè)標題#e#
圖5 鐵托板加工圖
5.3 預埋件埋設
預埋件應在鋼筋混凝土天溝砼澆筑前埋設，焊接在梁鋼筋上，間距不得大于80cm，且每根柱子頂端必須埋設一個(gè)，用于焊接拉環(huán)。為保證以后鐵托板安裝的質(zhì)量，預埋件焊接時(shí)應帶通線(xiàn)控制好位置與標高。
5.4 鐵托板、拉環(huán)安裝
天溝砼澆筑完成后開(kāi)始安裝鐵托板
與拉環(huán)，鐵托板為通長(cháng)安裝，拉環(huán)只安
裝于柱子頂端。均通過(guò)焊接與預埋件連
接，定位詳見(jiàn)圖7。

圖7 預埋件、鐵托板、拉環(huán)埋設部位示意
5.5 彩鋼板卷材成型
卷材成型通過(guò)車(chē)載移動(dòng)彩鋼板加工機完成。這種結構是靠在鋼板上軋制出波紋成型的。將卷板變成拱型屋蓋需要兩道成型工藝：第一步將鋼板軋成U形或梯形波紋直槽板，第二步通過(guò)在下部軋出橫向小波紋而將直槽板軋成拱型槽板。拱型槽板的曲率大小就是靠槽板上橫向小波紋的深淺來(lái)調整的。雙向波紋徹底改變了鋼板的力學(xué)性能。第一步軋制成的槽形波紋極大地提高了鋼板的橫向剛度，是結構承載力的根本所在。而第二步軋成的橫向小波紋則可提高鋼板的局部穩定承載力，增強結構縱向抗彎剛度，突出結構殼體受力特性。每噸彩鋼板卷材的展開(kāi)長(cháng)度約為100～120m，加工成梯型板后，需采用切割機切割為合適的長(cháng)度。
5.6 組板、地面鎖邊
通過(guò)車(chē)載設備加工成的單塊“U”型板，需經(jīng)過(guò)地面鎖邊方可用于吊裝，其原因有二，一是單塊板長(cháng)細比過(guò)大，容易折斷；二是節約吊車(chē)臺班。通過(guò)鎖邊機將三塊單板加工為一塊整板，可大大節約吊裝所花的時(shí)間。每塊單板的形狀及鎖邊機工作的原理如圖8所示。

圖8 鎖邊原理及示意圖
5.7 吊裝、屋面鎖邊
彩鋼板吊裝采用人工配合汽車(chē)起重機進(jìn)行。其施工程序如下： 1選擇吊桿：根據工程跨度的不同，分別選用 8m、11m、14m三種吊桿； 2安裝扣件：吊裝時(shí)采用扣件將鋼絲繩固定在彩鋼板上，扣件通過(guò)螺栓進(jìn)行松緊。扣件固定的部位通過(guò)方案制定時(shí)的計算確定。3吊裝：汽車(chē)起重機起吊時(shí)，彩鋼板的兩端各用扣件連接20～30m的麻棕繩，由工人在地面或屋面上協(xié)助汽車(chē)吊控制彩板的方向，然后一端采用自固螺栓在預定部位先行固定在鐵托板上，另一端再通過(guò)麻棕繩拉扯到位后同樣采用自固螺栓進(jìn)行固定，每單塊板使用的螺栓數目根據跨度增加而增加，很少不得少于5個(gè)。彩鋼板每安裝2組（即6塊單板）后，留下一塊單板的位置再繼續下一組的吊裝，空出的位置待日后安裝陽(yáng)光板。彩鋼板的固定方式詳見(jiàn)圖12拱板安裝節點(diǎn)圖。 4屋面鎖邊：由于在吊裝前，彩鋼板在地面通過(guò)鎖邊組合成3塊一體，吊裝后，需通過(guò)屋面鎖邊將每相鄰的3塊板間的縫隙進(jìn)行咬合，施工工具與工藝和地面鎖邊相同。如圖9所示。

圖9 拱板安裝節點(diǎn)
5.8 陽(yáng)光板安裝
陽(yáng)光板寬度可根據需要自行選擇，安裝在預留空位的中間部位，兩端根據實(shí)際長(cháng)度，采用整板施工時(shí)留下的部分材料加工，固定的方式與整板相同。陽(yáng)關(guān)板安裝節點(diǎn)詳見(jiàn)圖10。

圖10 陽(yáng)光板安裝節點(diǎn)
5.9 封堵及防水處理
彩鋼板安裝完畢后，需對安裝留下的洞口進(jìn)行封堵并進(jìn)行防水處理，避免雨水腐蝕。洞口封堵采用粘土磚砌6cm厚墻體，內外兩面粉刷。防水采用抗拉伸性能較強的卷材防水材料，自固螺栓安裝的部位需重點(diǎn)處理，防止接口部位銹蝕，影響彩鋼板屋蓋的整體強度和使用壽命。
安裝留下的洞口應防水要求必須進(jìn)行封堵，但是，拱型屋蓋下的風(fēng)壓達0.2～0.25 KN/m，因此，為了整個(gè)屋蓋結構的安全，在天溝施工過(guò)程中應預留好減壓洞口，避免風(fēng)壓的不利影響。

圖11 洞口封堵、防水處理
圖12 排風(fēng)減壓口
5.10 拉桿安裝
拉桿：Ф10鍍鋅鋼絞線(xiàn)，花籃螺栓：M20×150

圖13 拉桿安裝節點(diǎn)


5、質(zhì)量標準
5.1 必須嚴格執行有關(guān)的質(zhì)量標準，包括以下兩個(gè)方面：施工圖紙的要求和壓型鋼板的施工及驗收標準（YBJ216－88）#p#分頁(yè)標題#e#
5.2 施工方案和屋面鋼板安裝手冊及相關(guān)專(zhuān)業(yè)資料中的施工質(zhì)量要求。

6、質(zhì)量控制措施
6.1 鋼板在搬運時(shí)，不能拖行應抬運，以不使鋼板變形為準，吊裝時(shí)，應把鋼板按安裝方向放置，避免鋼板在屋面上調頭。
6.2 在屋面鋼板上行走，須穿不帶釘、不帶紋底的軟鞋，雙腳只能踩在鋼板的凹槽部分，切勿踩踏板肋和在天溝板上行走及站立。
6.3 現場(chǎng)切割鋼板，盡量在地面進(jìn)行，不得在靠進(jìn)其他鋼板的地方切割；若須在屋面進(jìn)行時(shí)，不能在其它鋼板上進(jìn)行此項作業(yè)。切割時(shí)，鋼板正面朝下，切割后鋼板上的殘余鐵屑一定要清掃干凈，否則易導致鋼板的早期銹蝕。
6.4 鋼板在屋面的鋪設要注意當地的常年風(fēng)向，板肋搭接方向需與常年風(fēng)向相背。
6.5 在屋脊處及圖紙上有標注處，需將鋼板上彎約45度形成檔水板，在天溝及下端處下彎約15度，形成滴水線(xiàn)。
6.6 鎖縫后，根據設計要求決定鎖縫邊是否注膠密封。
6.7 每安裝5－6塊鋼板，即需檢查兩端的平整度，如有誤差，及時(shí)調整。
6.8 嚴格明確各崗位質(zhì)量、安全責任制；安裝前進(jìn)行詳細的技術(shù)交底，上崗人員須經(jīng)考核合格，方可上崗，質(zhì)量、安全責任到人。
6.9 堅持上崗自檢、互檢和專(zhuān)職質(zhì)量檢查制度，確保高速優(yōu)質(zhì)穩定完成安裝任務(wù)，
6.10 開(kāi)展QC活動(dòng)，由技術(shù)人員和工人結合組成QC小組，用科學(xué)管理方法來(lái)達到施工質(zhì)量。

7、施工組織及安全措施
7.1 工種人數
安裝作業(yè)以高空作業(yè)人員為主體，再結合其它工種，設安裝作業(yè)總指揮一人。下設屋面安裝作業(yè)兩個(gè)分組長(cháng)，地面作業(yè)和起重機分指揮共四人。各作業(yè)分組長(cháng)與分指揮負責一個(gè)作業(yè)組，承擔分管崗位的作業(yè)。安裝作業(yè)時(shí)，約需工種和人數為：起重工20人，電焊工2人；板材加工成型及鎖邊時(shí)，12人為一組，進(jìn)行板材加工或鎖邊。
7.2 勞動(dòng)組織與崗位職責（見(jiàn)表2）

序號	崗位	主要職責	人數
1	總指揮	行使全面指揮權	1
2	安裝責任工程師	技術(shù)總指揮	1
3	質(zhì)量責任工程師	質(zhì)量總監督	1
4	安裝責任工程師	安全總監督	1
5	計劃調度負責人	具體負責現場(chǎng)的協(xié)調工作	1
6	安裝作業(yè)指揮	具體指揮屋面鋼板安裝工作	2
7	地面與起重機指揮	具體指揮地面運輸與起重機正確作業(yè)	1
8	安裝作業(yè)	正確安裝屋面鋼板	20
9	板材加工及鎖邊	確保成型彩鋼板的供應	12
10	技術(shù)負責人	負責施工方案實(shí)施及安裝過(guò)程詳細記錄	2
11	安全工程師	確保施工安全	2

#p#分頁(yè)標題#e# 表2
7.3 安全施工
工程施工過(guò)程中，存在的主要安全隱患如下，應對以下問(wèn)題進(jìn)行預防并提供相應的安全措施，確保整體施工的安全。
（1）高空作業(yè)：本工程工作內容以高空作業(yè)為主，作業(yè)人員應遵循以下條例：
1從事高處作業(yè)的人員必須持證上崗，并認真遵守安全施工規定，衣著(zhù)要靈活，禁止穿硬底和帶釘易滑的鞋；
2作業(yè)人員佩戴安全帶；
3作業(yè)面下方設置安全網(wǎng)；
4高處作業(yè)物料要堆放平穩，不可放置在臨邊和洞口附進(jìn)、凡有墜落可能的，要及時(shí)撤出或固定以防高空墜物傷人。
（2）施工用電：
1總配電箱應設在近電源處，分配電箱應裝在近用電設備或用電區內。
2配電箱采用鐵板制作。
3配電箱內應分別設置工作零線(xiàn)接線(xiàn)端子板和保護零線(xiàn)端子板。
4金屬箱體和金屬底座及外殼，必須保護接零。配電箱必須有防雨和防潮措施。配電箱內必須有二級漏電保護器，每臺用電設備應有各自專(zhuān)用的開(kāi)關(guān)箱，必須實(shí)行“一機、一閘、一漏、一箱”，設備與照明分閘，所有配電箱均設門(mén)、鎖，有專(zhuān)人負責保管，實(shí)行經(jīng)常檢查、檢修制度。
（3）機械操作
1機械設備定機定人操作保養，操作證件齊全。
2機械運轉部分及現場(chǎng)用電要求：
a、各種機具、電動(dòng)機械的轉動(dòng)和危險部位必須裝置防護裝置。
b、電器設備和線(xiàn)路絕緣必須良好，有防雨防潮設施。
c、電箱有門(mén)、色標和編號，符合安裝高度，高壓漏電保護器及接零接地齊全，開(kāi)關(guān)箱與用電設備必須“一機、一閘、一漏“，熔絲與實(shí)際設備負荷相匹配。
d、安裝電器設備時(shí)，必須對開(kāi)關(guān)、線(xiàn)路、接地裝置等加以檢查，務(wù)必完整無(wú)損，絕緣良好。

8、工法總結
8.1 技術(shù)先進(jìn)
（1）構造合理，360度咬邊連接方式，屋面無(wú)螺栓，完全避免了滲水和漏水現象。
（2）采用自固螺栓固定，簡(jiǎn)化操作，大大降低了工人的勞動(dòng)強度。無(wú)需搭設腳手架固定螺母，提高了操作的安全性。
（3）吊桿可拆卸，可自由調節角度，適合多種跨度拱型屋蓋同時(shí)施工。
8.2 經(jīng)濟效益良好
首先，整個(gè)建筑無(wú)須梁和條，造價(jià)僅相當于輕鋼結構的三分之二，且跨度越大，造價(jià)越低。另運用本工法施工可以大幅度縮短工期，每日施工面積可達1000m，大大節約了施工的機械臺班與人工費用。
8.3 社會(huì )效應顯著(zhù)
現代化大型工程的工期與經(jīng)濟效益緊緊相連，由于我們采用了該工法，使工程施工提前完成，為建設單位提前投入使用創(chuàng )造了良好的條件，社會(huì )效應顯著(zhù)。