武 沖

（中鐵建設(shè)集團(tuán)南方工程有限公司 廣州 514400）

0 引言

隨著國(guó)內(nèi)城市建設(shè)的迅速發(fā)展，近年來(lái)，在一些中大型體育館、高鐵站和飛機(jī)場(chǎng)等建設(shè)工程中，外觀設(shè)計(jì)已不再僅僅局限于傳統(tǒng)的平面和簡(jiǎn)約造型［1-3］。設(shè)計(jì)師們大膽創(chuàng)新，注重建筑的個(gè)性化和藝術(shù)性，通過(guò)曲線、起伏、立體等元素賦予建筑物獨(dú)特的形態(tài)和動(dòng)感，屋面壓型板設(shè)備因其能夠賦予每座建筑物獨(dú)特的標(biāo)志性和造型外觀正被廣泛應(yīng)用，成為城市建筑的一道靚麗風(fēng)景線［4-5］。然而，正是由于這些獨(dú)特的設(shè)計(jì)，給施工工作帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。

以廈門某新建高鐵站站房工程為例，其屋脊的總長(zhǎng)度為152 m，最高處凈高度為6 m，兩端還有5 m 的懸挑。此外，金屬屋面呈人字坡造型，且接近屋脊處的坡度接近90°，由于操作平臺(tái)只有1.5 m 寬的馬道，這項(xiàng)施工任務(wù)變得極為困難，并且施工人員的安全難以得到有效保障。為了便于施工并確保施工過(guò)程的安全性，在建設(shè)初期，項(xiàng)目部對(duì)該工程屋脊的施工進(jìn)行了精細(xì)規(guī)劃和施工安排，結(jié)合自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣?，形成和?yīng)用了大跨度弧形屋脊施工技術(shù)，并采取了有針對(duì)性的現(xiàn)場(chǎng)安全保障措施，有效解決上述困難，取得了顯著的成效。

1 工程概況

廈門某新建高鐵站站房工程位于福建省廈門市集美區(qū)，該高鐵站為沿海鐵路在廈門樞紐的主要客站，站房整體效果如圖1所示。車站規(guī)模7臺(tái)15線，中心軌頂設(shè)計(jì)高程為22.17 m，設(shè)450 m×15 m×1.25 m 基本站臺(tái)1 座，450 m×12 m×1.25 m 島式站臺(tái)6 座，車站軌面標(biāo)高與既有高鐵站軌面等高。

圖1 站房整體效果Fig.1 The Overall Rendering of the Station

以屋脊主結(jié)構(gòu)為中心，采用150 mm×100 mm×4 mm鍍鋅方管作為龍骨，兩端各懸挑1.5 m，間距2 m，豎向用50 mm×50 mm×3 mm鍍鋅方管作為分格，中間用50 mm×50 mm×3 mm 鍍鋅方管連接加固。豎向龍骨高度2 m處焊接攜程牛腿，牛腿上放鋼跳板（焊接連接）。天窗位置在主結(jié)構(gòu)頂部焊接懸挑龍骨懸掛掛梯。

金屬屋面工程施工作業(yè)面位于鋼架結(jié)構(gòu)上表面，施工作業(yè)面懸空，作業(yè)面不平整，造型特殊，施工難度大，所以必須采取相應(yīng)的技術(shù)和安全措施確保該金屬屋面施工質(zhì)量和安全。本工程包含：屋脊龍骨?彩鋼內(nèi)封板?保溫巖棉?TPO防水卷材?佛碳噴涂鋁單板。

2 站房屋脊施工技術(shù)

站房屋面屋脊劃分為4 個(gè)區(qū)域，分別為M 軸、H軸、F軸、C軸四個(gè)區(qū)。站房屋脊施工流程如下：

2.1 屋脊龍骨安裝

在施工前，為確保深化設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)尺寸的一致性，需要對(duì)施工圖紙進(jìn)行詳細(xì)核查，并與實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比，以發(fā)現(xiàn)任何不相符之處，并及時(shí)進(jìn)行修正［6］。此外，還需要認(rèn)真核對(duì)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)圖，確保其與實(shí)際施工相符。在施工前還需進(jìn)行測(cè)量定位工作，以準(zhǔn)確測(cè)量鋼結(jié)構(gòu)的偏差，并為施工做好充分準(zhǔn)備。測(cè)量完成后，需要確定安裝的基準(zhǔn)線，并使用紅色記號(hào)筆和墨斗標(biāo)出龍骨的分隔線，特別是在交界處進(jìn)行放樣，以確定各單元體的尺寸。

在施工過(guò)程中，為考慮現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度和作業(yè)條件，針對(duì)鍍鋅方鋼龍骨的安裝，采用在屋面上進(jìn)行拼裝焊接的方式。在焊接過(guò)程中，需要對(duì)焊接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)收，確保其質(zhì)量符合要求。一旦驗(yàn)收合格，對(duì)焊接點(diǎn)進(jìn)行防腐處理，以提高其耐久性。隨后，將已拼裝好的分隔龍骨使用卷?yè)P(yáng)機(jī)提升到設(shè)計(jì)標(biāo)高與鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接，焊接點(diǎn)同樣需要進(jìn)行防腐處理。對(duì)于橫向通長(zhǎng)龍骨，也采用相同的安裝方式進(jìn)行焊接。

這些步驟的執(zhí)行旨在確保深化設(shè)計(jì)與實(shí)際施工之間的一致性，并確保鋼結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量和穩(wěn)定性。通過(guò)詳細(xì)核查施工圖紙和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)尺寸，以及精確的測(cè)量定位和放樣工作，可以提供準(zhǔn)確的參考線和基準(zhǔn)點(diǎn)，使得鋼結(jié)構(gòu)的安裝過(guò)程更加精確和高效。同時(shí)，對(duì)焊接節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)收和防腐處理，能夠提高結(jié)構(gòu)的耐久性和抗腐蝕能力。這樣的精細(xì)施工過(guò)程有助于確保建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和可持續(xù)性，并提高施工效率。

2.2 屋脊鋁板安裝

在進(jìn)行鋁板安裝時(shí)，首先需要使用吊車將鋁板運(yùn)至屋面的臨時(shí)卸料平臺(tái)上。吊車的起重能力和穩(wěn)定性確保了鋁板的安全運(yùn)輸。一旦到達(dá)卸料平臺(tái)，工人們會(huì)進(jìn)行人工搬運(yùn)，將鋁板從卸料平臺(tái)上搬運(yùn)至安裝位置進(jìn)行安裝。

在進(jìn)行鋁板安裝時(shí)，需要按照板塊分配圖上的板號(hào)進(jìn)行安裝，并確保角碼在明膠縫部位正確組裝。同時(shí)，還需要檢查相鄰兩塊板的角碼是否錯(cuò)開，并進(jìn)行試裝以檢查水平度和垂直度。隨后，使用不銹鋼螺栓進(jìn)行裝配，并在主副龍骨上進(jìn)行試固定，調(diào)整橫豎縫間隙以滿足要求后再進(jìn)行最終固定。

在隱膠縫的位置，采用隱縫壓板進(jìn)行固定，并檢查兩條間隙是否一致，以確保一致性。具體要求是保證鋁板的左右和上下偏差不超過(guò)±1.0 mm。此外，需要注意隱縫壓板接頭處應(yīng)使用密封膠進(jìn)行密封，膠縫的寬度應(yīng)大于5 mm，并確保其具有良好的密封性。

此外，在鋁板與鋁板之間的縫隙一般留出10～20 mm 的間隙，并使用硅酮密封膠或橡膠條等彈性材料進(jìn)行封堵。這樣的封堵措施可以有效防止水和空氣的滲透，確保鋁板之間的連接緊密和密封。

2.3 注膠及清理

在使用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠進(jìn)行構(gòu)件固定時(shí)，有一些關(guān)鍵的注意事項(xiàng)需要遵守。首先，注膠的環(huán)境溫度應(yīng)在15 ℃以上且30 ℃以下，相對(duì)濕度應(yīng)保持在50%以上。這樣的環(huán)境條件有利于膠粘劑的性能和固化效果。

在處理鋁板時(shí)，需要將保護(hù)膜撕開，特別是在折邊部分。為了提升外觀質(zhì)量，可以在90°轉(zhuǎn)角折邊處貼上美紋紙。美紋紙應(yīng)該在四角膠縫處折成90°轉(zhuǎn)角，并確保整個(gè)板塊的美紋紙一次到位，并用力抹平，以避免出現(xiàn)皺褶。

在填充泡沫棒時(shí)，需要保證填充物的密實(shí)性和平直性。填充泡沫棒應(yīng)均勻填充，以確保填充物的質(zhì)量和性能。

在膠粘過(guò)程中，應(yīng)按照直線的方式進(jìn)行，從上至下、從左至右，一次性完成。這樣可以確保膠粘劑的均勻涂布和一致性。在刮膠的過(guò)程中，應(yīng)按照注膠的步驟進(jìn)行，保持一次到底。在角部處刮拉速度應(yīng)稍微緩慢一些，這樣可以確保膠縫的質(zhì)量和均勻性。

遵循以上的注意事項(xiàng)，能夠確保使用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠進(jìn)行膠粘固定時(shí)的施工質(zhì)量和效果。這些細(xì)節(jié)上的謹(jǐn)慎和規(guī)范操作，將有助于提升膠粘固定的可靠性和耐久性，確保構(gòu)件之間的牢固連接和防水效果，從而保護(hù)建筑物的結(jié)構(gòu)和外觀。

3 現(xiàn)場(chǎng)安全保障措施

3.1 豎向龍骨設(shè)置鋼絲繩和安全網(wǎng)

為了確保施工過(guò)程中的安全，豎向龍骨的設(shè)置采用了兩道鋼絲繩作為生命線。這樣的設(shè)計(jì)旨在為施工人員提供可靠的防護(hù)措施，以防止他們從高處墜落。這些生命線貫穿豎向龍骨，為工作人員提供垂直上升和下降的支撐，確保他們?cè)诟呖兆鳂I(yè)時(shí)能夠穩(wěn)定和安全。

在馬道上，采用廢舊屋面板進(jìn)行鋪設(shè)。這不僅方便施工人員的行走，還能有效防止焊接時(shí)的火花四濺。同時(shí)，還大大減少了施工過(guò)程中因材料頭掉落而對(duì)人身安全造成的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

現(xiàn)場(chǎng)掛設(shè)安全網(wǎng)如圖2所示，對(duì)于天窗位置，施工方在馬道兩側(cè)焊接了豎向龍骨，其高度為900 mm，并懸掛了通長(zhǎng)的安全網(wǎng)。同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的頂部設(shè)置了通常鋼絲繩作為生命線。這樣的安排旨在提供全方位的安全保護(hù)，確保在天窗位置進(jìn)行施工時(shí)，施工人員有可靠的支撐和防護(hù)措施［7］。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)掛設(shè)安全網(wǎng)Fig.2 Safety Net Installed on Site

3.2 屋面設(shè)置臨時(shí)堆料平臺(tái)

臨時(shí)卸料平臺(tái)如圖3 所示，為了有效管理和安全堆放材料，在屋頂上需要設(shè)置一個(gè)專門的臨時(shí)堆料平臺(tái)。選擇平臺(tái)位置時(shí)應(yīng)考慮主結(jié)構(gòu)的承重能力較大的區(qū)域，并根據(jù)堆料的需求確定平臺(tái)的大小。平臺(tái)通常采用木質(zhì)跳板搭建，周圍設(shè)置高約1.2 m 的圍擋，圍擋的下部還配備了20 cm高的擋腳板。在每次卸料之前，都需要對(duì)工人進(jìn)行安全交底，并有專人監(jiān)督卸料過(guò)程，確保材料被均勻堆放，并嚴(yán)禁過(guò)載。為應(yīng)對(duì)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，靠近內(nèi)側(cè)的位置還設(shè)置了固定支架，并配備滅火器材。

圖3 臨時(shí)卸料平臺(tái)Fig.3 Temporary Unloading Platform

平臺(tái)的構(gòu)造采用了5 m 長(zhǎng)的鋼質(zhì)跳板，并排搭設(shè)在鋼結(jié)構(gòu)H 型梁上方。跳板拼接完成后，使用鋼筋頭將各個(gè)跳板進(jìn)行焊接連接，以提高整體穩(wěn)定性。此外，采用了8 mm 直徑的鋼絲繩固定整個(gè)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，增加了其穩(wěn)定性和安全性。平臺(tái)的尺寸為東西向5 m，南北向9 m，圍欄的高度為1.5 m，采用30 mm 密目的安全網(wǎng)進(jìn)行封閉防護(hù)。在平臺(tái)下方設(shè)置了200 mm 高的擋腳板，以防止零散物品滑落。

通過(guò)設(shè)置臨時(shí)堆料平臺(tái)并采取合適的構(gòu)造和安全措施，可以有效管理屋頂上的材料，并確保施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性［8］。平臺(tái)的建設(shè)考慮了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、人員防護(hù)和消防安全等方面的因素，為施工人員提供了安全可靠的工作環(huán)境。同時(shí)，警示標(biāo)牌的設(shè)置和安全交底的進(jìn)行也有助于增強(qiáng)施工人員的安全意識(shí)，并引導(dǎo)他們?cè)诓僮鬟^(guò)程中遵守相關(guān)的安全規(guī)定。

3.3 合理設(shè)置吊運(yùn)方案

為了滿足屋面屋脊施工的需求，屋脊材料部分通常采用小型材料［9］。同時(shí)，為了確保材料的高度要求和與屋面卸貨平臺(tái)的配合，以及屋面通道的布置，施工時(shí)可以考慮采用不同的提升設(shè)備和吊裝方案。

主要提升設(shè)備可以選擇一臺(tái)承載能力為50 t 的汽車吊，用于在30～55 m 的高度范圍內(nèi)進(jìn)行吊裝作業(yè)。另外，可以選用一臺(tái)承載能力為75 t 的汽車吊，用于在35 m以下的區(qū)域進(jìn)行吊裝工作。此外，還可以選用一臺(tái)承載能力為25 t的汽車吊和一臺(tái)10 t的平板車，在屋脊的總長(zhǎng)度周圍進(jìn)行材料卸貨和成品轉(zhuǎn)運(yùn)。

為了滿足輔助材料和配件的提升和吊運(yùn)需求，在已安裝好的鋼架下適當(dāng)位置布置3～5 臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)，以提升和吊運(yùn)輔助材料和各種配件，提高施工效率［10］。

在屋面材料的吊運(yùn)過(guò)程中，需要注意材料的重量和長(zhǎng)度要求。對(duì)于零配件的吊運(yùn)，可以使用吊籠進(jìn)行操作，并確保重量不超過(guò)0.5 t。吊運(yùn)板件時(shí)需要根據(jù)其長(zhǎng)度選擇不同的結(jié)構(gòu)控制方式：當(dāng)板件長(zhǎng)度為6 m以下時(shí)，設(shè)置兩點(diǎn)吊運(yùn)，吊點(diǎn)為兩端部位；當(dāng)板件長(zhǎng)度為6～20 m時(shí)，根據(jù)不同長(zhǎng)度設(shè)置吊點(diǎn)數(shù)量；當(dāng)板件長(zhǎng)度為20～40 m時(shí)，根據(jù)板長(zhǎng)度設(shè)置扁擔(dān)長(zhǎng)度及吊耳數(shù)量。

通過(guò)合理選擇提升設(shè)備和吊裝方案，并嚴(yán)格遵守材料的重量和長(zhǎng)度要求，可以有效地滿足屋面屋脊施工的材料吊運(yùn)需求。同時(shí)，合理布置卷?yè)P(yáng)機(jī)和使用吊籠等輔助設(shè)備，可以提高施工的安全性和效率。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置安全操作架

在屋脊鋁板、TOP（屋面透光板）和巖棉等材料的安裝過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)常采用操作架的方式進(jìn)行施工。如圖4所示，操作架通過(guò)滑索連接并固定在屋脊的兩側(cè)，使其能夠同時(shí)在兩側(cè)滑動(dòng)。這種設(shè)計(jì)可以將操作架從已施工完成的區(qū)域移動(dòng)到未施工的區(qū)域，通過(guò)滑動(dòng)滑索推動(dòng)操作架進(jìn)行施工作業(yè)。

圖4 操作架示意圖Fig.4 Schematic Diagram of the Operating Frame

操作架的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮材料的重量和尺寸，并確保其穩(wěn)定性和承載能力。滑索的連接和固定也需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢查和測(cè)試，以確保其可靠性和安全性。在操作架的使用過(guò)程中，施工人員需要嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，確保施工安全以及施工質(zhì)量的達(dá)標(biāo)。

使用操作架進(jìn)行屋脊材料的安裝，可以提高施工的效率和安全性。操作架的滑動(dòng)特性允許施工人員在不需要重復(fù)搭建和拆除腳手架的情況下，順利進(jìn)行材料的安裝。這種方法不僅節(jié)省了時(shí)間和人力資源，還減少了對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的干擾和占用空間的需求。該措施還可以更高效地安裝屋脊鋁板、TOP 和巖棉等材料。這種方法不僅提高了施工的速度和效率，還降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，操作架的使用還可以為施工現(xiàn)場(chǎng)提供更多的空間和靈活性，為其他施工工序的進(jìn)行創(chuàng)造了便利條件。

4 結(jié)語(yǔ)

廈門某新建高鐵站站房工程屋蓋存在大跨度弧形屋脊，屋脊坡度較大，并且操作空間有限，施工難度較大并且人員安全難以得到保障。本文針對(duì)該項(xiàng)目的施工重難點(diǎn)，結(jié)合自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及廈門當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣?，形成和?yīng)用了大跨度弧形屋脊施工技術(shù)，包括屋脊龍骨安裝、屋脊龍骨安裝和注膠及清理等方面，基于該施工技術(shù)，還提出了豎向龍骨設(shè)置鋼絲繩和安全網(wǎng)、屋面設(shè)置臨時(shí)堆料平臺(tái)和合理設(shè)置吊運(yùn)方案等合理設(shè)置吊運(yùn)方案，有效解決了現(xiàn)場(chǎng)施工的困難和保障了施工人員的安全，合理設(shè)置吊運(yùn)方案，并且提高了屋面抗風(fēng)能力，使得屋面符合廈門當(dāng)?shù)靥厣恼w美觀性，降低了屋面漏水風(fēng)險(xiǎn)。