徐州果渣车间拱形屋顶改造施工方案与技术总结

安德利徐州公司的果渣车间拱形屋顶改造工程是江苏杰达钢结构工程有限公司的重点项目。该项目涉及约2400m²的拆换面积，其中26米跨拱形屋顶长度约92m。项目根据实际情况分析了旧屋顶坍塌原因，制定了综合的改造方案，为同类改造项目提供了宝贵的经验。

项目基本信息

• 项目名称：安德利徐州公司果渣车间拱形屋顶改造工程
• 施工地点：江苏徐州丰县外向型综合开发区
• 发包方：安德利果汁股份有限公司
• 承包单位：江苏杰达钢结构工程有限公司
• 改造面积：约2400m²
• 主要跨度：26米拱形屋顶
• 主要长度：约92m
• 施工周期：2016年1月至竣工验收

原屋顶坍塌原因分析

现场勘察与问题诊断

2016年1月20日，江苏杰达钢结构工程技术人员张凯等赴徐州现场勘查了拱形屋顶部分坍塌的情况。经过详细分析，总结了导致坍塌的三个主要原因：

原因一：彩板材料老化与结构扭曲

拱形屋顶使用的彩板已达到使用寿命末期，主要表现为：

• 彩涂层开始剥落，防腐能力明显下降
• 钢板本身出现锈蚀和腐烂
• 拱脚部分出现明显的扭曲和皱褶变形
• 材料强度衰减，无法满足实际使用要求

原因二：拱脚防水防腐处理不当

拱脚部分与墙体接合处的防水防腐措施严重不足，导致：

• 预埋件长期受水侵蚀，严重腐烂
• 有的预埋件甚至完全脱落，无法支撑屋顶
• 钢材锈蚀严重，结构强度明显下降
• 无法继续承载屋顶的自重和环境荷载

原因三：托板设计与五金件质量缺陷

预埋件托板与固定五金的问题包括：

• 托板长度不足，与拱脚的咬合深度不够
• 钻尾钉质量欠佳，容易生锈、老化、脱落
• 安装数量和间距不符合规范要求
• 五金件未进行有效的防腐处理

改造施工方案详解

设计规范与参照标准

改造方案严格按照以下标准制定：

• 参照拱形波纹钢屋盖结构技术规程（167:2004）
• 根据江苏杰达钢结构多年施工经验（包括2016年1月山东潍坊化工厂24m跨拱形屋顶改造案例）
• 充分考虑原有建筑的使用条件和改造难度

26米跨拱形屋顶的改造配置

针对26米跨度的主体部分，改造方案采用以下配置：

• 彩涂钢板：1.2mm厚的TS280GD-Z高强彩涂卷
• 支撑托板：6mm厚Q235钢板，出厂喷涂红色防锈底漆，现场涂刷防水沥青漆
• 固定五金：M6.3镀锌钻尾钉，每块单元瓦拱脚7个，梯状排列
• 防腐措施：双层防护（工厂防锈漆+现场沥青漆）

20米以下跨度部分的改造配置

对于跨度20米以下的部分，采用相对经济的配置方案：

• 彩涂钢板：0.8mm厚的TS280GD-Z彩涂卷
• 支撑托板：4mm厚Q235钢板，出厂喷涂红色防锈底漆，现场涂刷防水沥青漆
• 固定五金：M6.3镀锌钻尾钉，每块单元瓦拱脚5个，倒梯状排列

拆卸后的适应性措施

拱形屋顶拆除完毕后，根据墙体实际开裂情况判断是否采取以下措施：

• 在预埋件托板及拱形屋顶瓦之间放置厚0.5mm的泛水板，进一步防止水分渗入
• 根据墙体状况调整防水方案，确保长期防水效果
• 必要时对受损的墙体进行修缮处理

防腐涂料处理方案

改造方案对防腐涂料处理特别重视：

• 所有钻尾钉在拧紧后进行耐候胶密封
• 如业主不做独立防水处理，江苏杰达钢结构在拱脚部分刷涂黑色防水沥青漆
• 防水沥青漆的涂刷按照规范厚度要求，确保长期防腐效果

项目所需设备、备件与材料

拱形屋顶系统工艺概述

拱形屋顶是近几年从国外引进的新型屋盖结构。与传统结构相比，具有自重轻、安装容易、造型美观、施工周期短、抗震性能好、造价低廉等综合优势。经建设部2001年科技成果推广，其施工技术已日臻成熟。

彩色钢板卷材规格

主要材料为冷轧结构钢板，规格为TS280GD，表面处理后热镀锌，镀锌量每平方米不少于80克，表层两涂两烘底漆和面漆，漆层为聚酯和氟树脂，具有良好的防腐性能和环境温度适应性。

对于该项目的26米跨拱形屋顶改造，使用1.200×914×C高强彩图卷材，其中：

• 1.200表示卷材厚度（mm）
• 914表示卷材宽度（mm）
• C为卷材长度（按工程计算）

托板配置

支撑托板采用Q235钢板折弯制造，具体规格为：

• 厚度：6mm（26米跨）或4mm（20米以下跨）
• 长度：2.5m
• 宽度：25cm，其中短边8cm，长边17cm
• 折弯角度：135度
• 工厂处理：喷涂红色防锈漆两遍
• 现场处理：焊接完毕后刷涂沥青防水漆一遍

吊杆设计与使用

在多种跨度、拱度的拱形屋盖同时施工时，江苏杰达钢结构设计开发了可拆卸、可旋转、可延伸的新型吊杆。吊杆采用De110镀锌钢管加工，两端为1.5m长可拆卸延伸臂，采用螺纹连接。

对于该项目26m跨度拱形屋顶的吊装，使用内侧为1.5m长可拆卸、可旋转的延伸臂，与主杆采用帮条焊连接，可随时根据吊装需要调整角度。这种设计大幅加快了吊装进度。

主要施工设备

该项目采用的主要施工设备包括：

• 车载无梁拱柱成型机1台：914-610彩板无梁起拱机一台，尺寸8200mm×2250mm×2000mm，总重约9T，总功率18.5kW
• 25T汽车起重机1台：用于吊装钢板和拱型组合件
• 锁边机2台：用于板材咬边、锁边
• 45W手电钻4台：用于钢板固定
• 1kW切割机1台：用于不平整板材切割
• 钢丝绳、麻棕绳：吊装辅助材料

压型机的主要技术参数

车载无梁拱柱成型机的关键参数：

• 直板部分速度：15m/min
• 拱板部分速度：13m/min
• 咬口部分速度：16m/min
• 进板宽度：914mm
• 出板宽度：610mm
• 辊数：14道
• 控制体系：电器控制
• 板厚范围：0.6-1.5mm
• 最大跨度：≤38m
• 彩板利用率：66.7%

工程进度计划与管理

施工进度安排

由于厚度1.0以上的914高强彩涂卷市场现货有限，改造方案按以下进度安排：

• 合同签订后15天：安排人员、设备、材料进场
• 设备优先材料5天进场：进行屋面拆除工作
• 预计拆除时间3天：2400m²拱形屋顶的拆除
• 拆卸与焊接5天：割除屋面废旧托板，进行托板焊接
• 单元瓦压制4天：在现场进行压制
• 地面组瓦3天：进行拱形屋顶单元瓦的组合
• 吊装安装3天：进行屋面吊装
• 总工期18天：从人员进场至竣工验收

施工工艺流程

彩钢板卷材成型

卷材成型通过车载移动彩钢板加工机完成。该结构靠在钢板上轧制波纹成型。将卷板变成拱型屋盖需要两道成型工艺：

• 第一步：将钢板轧成U形或梯形波纹直槽板
• 第二步：通过在下部轧出横向小波纹将直槽板轧成拱型槽板

拱型槽板的曲率大小靠槽板上横向小波纹的深浅来调整。双向波纹彻底改变了钢板的力学性能，第一步轧制的槽形波纹提高了钢板的横向刚度，第二步的小波纹提高了钢板的局部稳定承载力。

组板与地面锁边

每吨彩钢板卷材的展开长度约为100~120m。加工成梯型板后，需采用切割机切割为合适的长度。通过锁边机进行三块单板的组合，形成一整块拱板。这样可以：

• 节省吊车台班时间
• 避免单块板长细比过大而折断的风险
• 提高吊装效率

吊装与屋面锁边

彩钢板吊装采用人工配合汽车起重机进行，具体工序如下：

• 根据工程跨度选择合适的吊杆（8m、11m、14m三种）
• 通过扣件将钢丝绳固定在彩钢板上，扣件固定位置通过设计计算确定
• 彩钢板两端各用扣件连接20~30m的麻棕绳，由工人在地面或屋面协助控制方向
• 一端采用自固螺栓先行固定在铁托板上，另一端通过麻棕绳拉扯到位后同样固定
• 每单块板使用的螺栓数目根据跨度增加而增加，最少不得少于5个
• 彩钢板每安装2组后留下一块板的位置继续下一组吊装
• 屋面吊装完成后进行屋面锁边，通过锁边机将相邻的3块板进行咬合

安全管理与质量控制

材料搬运与保护

• 钢板搬运时不能拖行，应抬运，防止钢板变形
• 吊装时应把钢板按安装方向放置，避免在屋面上调头
• 钢板运输与存放过程中应防雨防水

屋面作业安全

• 在屋面钢板上行走需穿不带钉、无纹底的软鞋
• 双脚只能踩在钢板的凹槽部分，严禁踩踏板肋和天沟板
• 严禁在屋面进行其他无关作业

现场切割与清洁

• 现场切割尽量在地面进行，避免在靠进其他钢板地方切割
• 切割时钢板正面朝下
• 切割后的铁屑必须清扫干净，否则易导致钢板早期锈蚀

屋面铺设与防水

• 注意当地常年风向，板肋搭接方向需与常年风向相背
• 在屋脊处及标注处将钢板上弯约45度形成档水板
• 在天沟及下端处下弯约15度形成滴水线
• 锁缝后根据设计要求决定是否注胶密封

平整度与质量检查

• 每安装5~6块钢板需检查两端平整度
• 发现误差及时调整
• 明确各岗位的质量、安全责任制
• 上岗人员经考核合格后方可上岗
• 坚持自检、互检和专职质检的三级检查制度

常见问题解答

原屋顶材料老化是否影响改造进度？

老化的材料可能增加拆卸难度，但通过合理的拆卸工艺和工具选择，可以控制在预计的时间内。江苏杰达钢结构在设备优先进场前会进行充分的拆卸规划。

改造中是否需要停止生产？

通过科学的施工组织，可以分区段改造，使得生产基本不中断。但需要与业主充分沟通，做好生产协调安排。

改造后屋顶的使用寿命有多长？

使用1.2mm厚TS280GD-Z钢板，加上双层防腐处理，在正常维护条件下，使用寿命可达25~30年。这比原屋顶的使用周期大幅延长。

小结

徐州果渣车间拱形屋顶改造工程通过科学的问题诊断、系统的改造方案、规范的施工工艺和严格的质量控制，成功完成了2400m²的拆换工程。该项目深入分析了拱形屋顶常见的坍塌原因（材料老化、防腐不足、五金件质量欠佳），提出了相应的改造对策（提升材料规格、双层防腐、增加五金数量），为国内同类改造项目树立了标杆。江苏杰达钢结构工程有限公司通过该项目的实践积累，建议对于拱形屋顶改造，应在设计阶段充分评估原屋顶的损伤程度，科学选择改造方案，并在施工中严格执行防腐和防水规范，确保改造后的屋顶能够长期安全可靠地服役。

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