徐州某果渣车间拱形屋顶施工方案

安德利徐州公司  

果渣车间拱形屋顶改造工程  

施  

工  

方  

案  

江苏杰达钢结构工程有限公司  

张凯  

2016年4月12日  

一、工程概况  

安德利徐州公司果渣车间拱形屋顶改造工程，施工地点位于江苏徐州丰县外向型综合开发区，拆换面积约为2400㎡，其中26米跨海蓝色拱形屋顶长度约为92m。发包方为安德利果汁股份有限公司。  

二、主要工程内容概述及具体改造方案  

2016年1月20日我公司技术员、安全员张凯，去贵公司位于徐州的安德利果蔬饮料分公司看了拱形屋顶部分坍塌现场。分析总结了坍塌原因为3点：  

1.拱形屋顶使用的彩板寿命将至，拱脚部分起扭曲、皱褶；  

2.拱脚部分防水防腐未查整修缮，部分腐烂甚至脱落；  

3.预埋件托板长度不够，钻尾钉质量欠佳，上锈、老化、脱落。  

我公司参照拱形波纹钢屋盖结构技术规程（施工）（167：2004），并根据以往施工经验（如图4），针对以上造成坍塌的原因，我公司考虑对贵公司约2400平方米拱形屋面拆换工程中：  

26米跨度拱形屋顶使用1.2厚的TS280GD-Z彩涂卷，6个厚托板（出厂喷涂红色防锈底漆，现场涂刷防水沥青漆），M6.3镀锌钻尾钉，每块单元瓦拱脚7布，梯状排列；  

20米以下跨度拱形屋顶使用0.8厚的TS280GD-Z彩涂卷，4个厚托板（出厂喷涂红色防锈底漆，现场涂刷防水沥青漆），M6.3镀锌钻尾钉，每块单元瓦拱脚5布，倒梯状排列；  

（图4：杰达钢构于2016年1月山东潍坊某化工厂24m跨拱形屋顶拆换项目）  

拱形屋顶拆除完毕后，根据墙体实际开裂情况，考虑拱形屋顶安装时，是否在预埋件托板及拱形屋顶瓦之间放置厚0.5的泛水板；  

在拱形屋顶安装结束后，我公司给所有钻尾钉打上耐候胶；如贵公司不做防水处理，我公司在拱脚部分刷涂黑色防水沥青漆(见图五)。  

(图5：杰达钢构于2015年11月在江西九江刷涂完毕沥青漆的拱形屋顶托板)  

三、项目所需全部设备、备件、材料清单及主要设备、材料概述  

1.前言  

拱形屋顶是近几年来从国外引进和发展起来的一种新型的屋盖结构，国内目前最大跨度可达36m，它与传统结构相比，有着自重轻、安装容易、造型美观、施工周期短、抗震性能好、造价低廉、环境污染少、免维护等综合优势。“拱形屋顶”作为建设部2001年科技成果推广项目，在近年来有了长足的发展，目前施工技术已日臻成熟。作为冷弯型钢结构的一个分支，拱形屋顶结构早在十九世纪八十年代就开始为人类所用，但尽管拱形屋顶结构属于冷弯型钢结构范畴并有着很久的应用历史，但到目前为止世界上还没有一部这种结构的专用技术规程，为使拱型屋盖建设过程中施工工艺更加规范，更加完善，特制定了本工法，也希望能为日后其他同类工程提供一定的经验。  

2.彩色钢板卷材  

主要材料为冷轧结构钢板，基板型号为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为聚酯和氛树酯，因而防腐性能好，对环境温度适应性强，强度高，使用寿命长久。我公司对于贵公司的26米跨度拱形屋顶拆换，使用1.200×914×C高强彩图卷材。其中1.200表示卷材厚度，914表示卷材宽度，C为长度。  

3.托板  

使用Q235钢板折弯），厚度6mm，长度2.5m，宽度25cm,其中短边8cm，长边17cm，折弯角度为135度。出厂前喷涂红色防锈漆两遍，进入施工场地焊接完毕后刷涂沥青防水漆一遍。  

4.吊杆  

在多种跨度、拱度的金属拱型波纹屋盖同时施工时，吊车、吊杆等设备随着工程的进度随时在几种跨度的施工现场进行调动。为此，特设计出可拆卸、可旋转、可延伸的新型吊杆（见图8）。吊杆采用De110镀锌钢管加工而成，两端为1.5m长可拆卸延伸臂，采用螺纹连接。吊装贵公司26m跨度拱形屋顶时，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，随时可根据吊装的需要进行角度调整，重新焊接。  

（图8：杰达钢构吊杆示意图）  

拱形屋顶由于跨度、拱度各不相同，且多种跨度、拱度的屋盖可能在短时间内轮换吊装，因此，为加快施工进度，降低工人安装吊杆的难度，我公司可调节型吊杆，大大加快了吊装进度。  

4.车载移动914-610彩板无梁起拱机机一台  

设备技术参数表  

无梁拱柱成型机  

尺寸:8200mm×2250mm×2000mm  

总重量:约9T±  

总功率:18.5KW  

传动方式：动力系统液压传动  

直板部分:15m/min  

拱板部分:13m/min  

咬口部分:16m/min  

进板宽度:914mm  

出板宽度:610mm  

辊:14道  

控制体系:电器控制  

切割材料:12CrMoV  

彩板利用率:66.7%  

板厚:0.6-1.5mm  

辊的材质:40Cr，淬硬，硬铬  

轴的材质:45#钢，镀锌  

切割类型:辊压成型，定长切割  

电力标准:380伏特/50赫兹/3相电  

凹槽深度:203mm  

最大跨度:≤38m  

装运条件:40英尺高柜  

通过车载设备（见图9）加工成的单块“U”型板，需经过地面锁边方可用于吊装，其原因有二，一是单块板长细比过大，容易折断；二是节约吊车台班。通过锁边机将三块单板加工为一块整板，可大大节约吊装所花的时间。  

（图9：杰达钢构无梁起拱机）  

5.25T汽车起重机1台；  

6.锁边机2台，用于板材咬边、锁边；  

7.45W手电钻4台，用于钢板固定；  

8.1KW切割机1台，用于不平整板材切割；  

9.钢丝绳、麻棕绳；  

五、工程进度计划及进度控制要点  

由于厚度1.0以上的914高强彩涂卷市场现货近无，我公司与合同签订并收到后进行订货，彩涂卷厂家交货周期一般为15~20天。  

即我公司在合同签订后15天内安排人员、设备、材料进场，其中施工人员分为两组，一组拆换、安装屋面、焊割托板，另一组出瓦、组瓦，设备优先材料5天进场，进行屋面拆除工作，2400㎡拱形屋顶预计拆除时间为3个工作日； 

拱形屋顶面板拆除完毕后，一组施工人员割除屋面废旧的托板，进行托板焊接。割除与焊接约在5天内完成。焊接完毕后刷涂防水沥青漆；  

一组人员进行拱形屋顶单元瓦压制、地面组合，压制过程约为4个工作日，组瓦约为3个工作日。  

地面组瓦完成后，安装人员进行屋面吊装，吊装时间约为个3工作日.  

考虑到施工的穿插、衔接，整个工期在合同签订10天后且人员进场的18天内完成。  

六、施工工艺  

1.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。这种结构是靠在钢板上轧制出波纹成型的。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而将直槽板轧成拱型槽板。拱型槽板的曲率大小就是靠槽板上横向小波纹的深浅来调整的。双向波纹彻底改变了钢板的力学性能。第一步轧制成的槽形波纹极大地提高了钢板的横向刚度，是结构承载力的根本所在。而第二步轧成的横向小波纹则可提高钢板的局部稳定承载力，增强结构纵向抗弯刚度，突出结构壳体受力特性。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。  

2.组板、地面锁边（见图10）  

（图10：绞边机锁缝示意图）  

3.吊装、屋面锁边  

彩钢板吊装采用人工配合汽车起重机进行。其施工程序如下：  

a.选择吊杆：根据工程跨度的不同，分别选用8m、11m、14m三种吊杆；  

b.安装扣件：吊装时采用扣件将钢丝绳固定在彩钢板上，扣件通过螺栓进行松紧。扣件固定的部位通过方案制定时的计算确定。  

c.吊装：汽车起重机起吊时，彩钢板的两端各用扣件连接20～30m的麻棕绳，由工人在地面或屋面上协助汽车吊控制彩板的方向，然后一端采用自固螺栓在预定部位先行固定在铁托板上，另一端再通过麻棕绳拉扯到位后同样采用自固螺栓进行固定，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（即6块单板）后，留下一块单板的位置再继续下一组的吊装，空出的位置待日后安装阳光板。彩钢板的固定方式详见图12拱板安装节点图。  

d.屋面锁边：由于在吊装前，彩钢板在地面通过锁边组合成3块一体，吊装后，需通过屋面锁边将每相邻的3块板间的缝隙进行咬合，施工工具与工艺和地面锁边相同。  

七、安全管理  

1.钢板在搬运时，不能拖行应抬运，以不使钢板变形为准，吊装时，应把钢板按安装方向放置，避免钢板在屋面上调头。  

2.在屋面钢板上行走，须穿不带钉、不带纹底的软鞋，双脚只能踩在钢板的凹槽部分，切勿踩踏板肋和在天沟板上行走及站立。  

3.现场切割钢板，尽量在地面进行，不得在靠进其他钢板的地方切割；若须在屋面进行时，不能在其它钢板上进行此项作业。切割时，钢板正面朝下，切割后钢板上的残余铁屑一定要清扫干净，否则易导致钢板的早期锈蚀。  

4.钢板在屋面的铺设要注意当地的常年风向，板肋搭接方向需与常年风向相背。  

5.在屋脊处及图纸上有标注处，需将钢板上弯约45度形成档水板，在天沟及下端处下弯约15度，形成滴水线。  

6.锁缝后，根据设计要求决定锁缝边是否注胶密封。  

7.每安装5－6块钢板，即需检查两端的平整度，如有误差，及时调整。  

8.严格明确各岗位质量、安全责任制；安装前进行详细的技术交底，上岗人员须经考核合格，方可上岗，质量、安全责任到人。  

9.坚持上岗自检、互检和专职质量检查制度，确保高速优质稳定完成安装任务。  

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