特殊氣候條件下大跨度屋面壓型板一次成型安裝工程實踐

李朝

寶山鋼鐵股份有限公司投資管理部 上海 201900

寶鋼湛江鋼鐵有限公司三高爐系統(tǒng)項目原料工程混勻料場屋面壓型板施工前，對其制作安裝工藝進(jìn)行了深入調(diào)研和分析。根據(jù)湛江臺風(fēng)（熱帶風(fēng)暴）多的復(fù)雜氣候條件，屋面壓型板制作采用數(shù)控壓型壓弧機(jī)，壓型壓弧一次成型，通過可移動低空壓型壓弧平臺裝置，將整片屋面板通長制作安裝一次就位，其質(zhì)量、進(jìn)度、投資、安全，特別是屋面壓型板整體抗風(fēng)能力，相比分段安裝傳統(tǒng)工藝，優(yōu)勢明顯。

1 場地氣象概況

該混勻料場位于廣東省湛江市東海島，擬建場地屬東南沿海臺風(fēng)Ⅳ7區(qū)，季節(jié)風(fēng)較明顯，4～9月盛行東風(fēng)、東南風(fēng)，10月至次年3月盛行北風(fēng)、偏東風(fēng)，全年最多為東風(fēng)和東南東風(fēng)，強(qiáng)風(fēng)向為東風(fēng)和東北東風(fēng)，年平均風(fēng)速為2.5m/s；6～11月為臺風(fēng)（熱帶風(fēng)暴）季節(jié)，其中7-9月較多，登陸機(jī)率達(dá)46%，會引發(fā)風(fēng)暴潮災(zāi)害[1]?；靹蛄蠄鼍W(wǎng)架屋面壓型板整體抗風(fēng)能力的提升是施工的重點難點。

2 特殊氣候條件下大跨度屋面壓型板施工實踐

2.1 工程概況

3BF原料工程混勻料場主廠房，建筑面積59182㎡。廠房結(jié)構(gòu)形式為拱形鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系，主廠房為縱跨，系單層、單跨建筑，網(wǎng)架型式為螺栓球節(jié)點正方四角錐球面網(wǎng)架。該網(wǎng)架長度500m，跨度為110m，最高標(biāo)高為+31.8m，網(wǎng)架矢高3.8m；屋面壓型板采用0.8mm厚W60-250-750彩色壓型鋼板，整張壓型板弧長142.6m。

2.2 大跨度屋面壓型板制作安裝裝置選型對比分析

（1）裝置一：上承式可移動高空壓板平臺裝置，該裝置由軌道、底盤、塔身及頂部平臺組成，塔架立柱及橫梁都采用H型鋼，其余采用角鋼和鋼板，全部散件，孔M22，螺栓采用M20普通螺栓，走形和支座固定部位采用8.8級高強(qiáng)螺栓，型號為M20。塔架高18m，上部井字框架寬3m，長9m；底盤長12m，寬9m；塔架頂部平臺寬3m、長18m；壓型機(jī)放在塔架頂部平臺上；屋架邊緣到裝置第一根軌道間距為4m。

（2）裝置二：可移動低空壓型壓弧平臺裝置，該裝置由軌道梁、軌道、工作平臺、上層主體鋼框架組成。工作平臺長12m，寬9m，標(biāo)高為+1m，工作平臺上內(nèi)側(cè)單片框架是3m×15m，外側(cè)單片框架是3m×9m，全鋼結(jié)構(gòu)。工作平臺、單片框架立柱、橫梁和四角大斜撐都采用H型鋼，單片框架相互連接采用雙槽鋼、角鋼，全部散件，主要節(jié)點連接采用8.8級高強(qiáng)螺栓，型號為M20。數(shù)控壓型壓弧機(jī)30-45度傾斜放在工作平臺與上層主體鋼框架之間，壓弧機(jī)出口壓型板至屋面的引道，借助上層主體鋼框架使用鋼絲繩拉住并調(diào)整角度向屋架方向懸挑，可直接向屋面壓制輸送壓型板；走行為兩個馬達(dá)帶動齒輪傳動輪行走在軌道上，行走速度2m/min，總重為46t（含壓型板原材兩鋼卷）。該裝置軌道間距為9m，屋架邊緣到第一根軌道間距為8m。該裝置行走于料場外側(cè)，需要臨時占用廠房外場地寬度為17m。

（3）對比分析裝置一和裝置二結(jié)構(gòu)，裝置二為明顯的優(yōu)化升級版，其總高度降低，主體框架結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)合理；更重要的是壓型壓弧機(jī)從+18m標(biāo)高降至+1m～+6m標(biāo)高，其整體抗傾覆能力和穩(wěn)定性大幅提高。綜合分析對比，該工程屋面壓型板制作安裝裝置，選擇裝置二可移動低空壓型壓弧平臺裝置[2]。

2.3 可移動低空壓型壓弧平臺裝置安裝基本關(guān)鍵工序如下：

（1）該裝置安裝順序為軌道地基鋪設(shè)-軌枕-軌道梁—軌道—工作平臺9m×9m-寬3m高15m單片框架-寬3m高9m單片框架-安裝兩單片框架之間的橫梁及支撐-安裝工作平臺四角與上層主體鋼框架的斜撐-安裝數(shù)控壓型壓弧機(jī)-安裝壓型板引道-接線-試車。

（2）軌道地基要平整壓實，底耐力12t/m2，軌枕距離1m，兩軌道斷面高差5mm，跨距±5mm，在軌道上進(jìn)行放線，對角線控制在3mm之內(nèi)。

（3）安裝工作平臺質(zhì)量好壞，直接影響整體鋼框架安裝質(zhì)量，須用水平找平。

（4）為了減少高空作業(yè)，單片框架在地面組裝，單片整體吊裝，其余單件安裝，數(shù)控壓型壓弧機(jī)與壓型板引道分兩次吊裝，在上層主體鋼框架內(nèi)側(cè)6m標(biāo)高處連接。

2.4 整體一次壓弧成型安裝基本關(guān)鍵工序如下

（1）壓弧機(jī)使用數(shù)控編程技術(shù)，精準(zhǔn)控制通長壓型板的壓弧和長度；根據(jù)設(shè)計圖紙，該工程屋面板通長142.6m，分三段進(jìn)行壓弧，第一段壓弧半徑R=23.1m；第二段壓弧半徑R=100.7m；第三段壓弧半徑R=23.1m。壓型板制作過程中，對數(shù)控壓弧機(jī)出口的板型進(jìn)行測量，檢查其有效寬度和波高。

（2）壓型板截面尺寸的允許偏差：波距偏差±2.0mm；波高（h≤70mm）偏差±1.5mm；覆蓋寬度（h≤70mm）偏差+10.0mm～-2.0mm；板長偏差+9.0mm～-5.0mm,其中h為壓型板截面高度。

（3）屋面板軋向屋面，長度超過100m時，需要人工輔助屋面板鋪設(shè)長度延伸。為了避免板面劃傷，減少摩擦力，板下間隔6～8m設(shè)置輥道輔助屋面板在已安裝好屋面壓型板上運(yùn)行，運(yùn)行到位后使用人工將壓型板往旁邊挪移到W支架上，最后使用電鉆對準(zhǔn)W支架上螺栓孔眼進(jìn)行緊固固定。W60-250-700彩色壓型鋼板的連接固定方式采用螺栓連接與固定支架咬合，固定支架與檁條滿焊連接。

（4）屋面固定支架的焊接必須在水平及縱向位置進(jìn)行放線，也可使用激光定位儀，保證焊接后的支架基本在同一直線上，以保證后續(xù)屋面壓型板安裝質(zhì)量，盡量避免或減少屋面鉆孔的錯孔率。

（5）鋪裝屋面板方向按照主導(dǎo)風(fēng)向逆風(fēng)向進(jìn)行施工，與支架用單面施工螺栓固定。安裝屋面板的過程中，首先在伸縮縫位置進(jìn)行放線，保證屋面壓型板的直線度，在螺栓固定的過程中，螺栓要放平，以防緊固過程中丁基密封墊圈打偏[3]

（6）屋面板出現(xiàn)錯孔時，將屋面板錯孔位置用丁基密封膠帶堵住，上面裁剪一塊平板條壓在孔洞正上方，平板條應(yīng)比孔洞周邊大10mm，并用電烙鐵四周滿焊，并作涂漆防腐處理。

2.5 采用新工藝與傳統(tǒng)工藝施工在質(zhì)量、進(jìn)度、投資方面對比分析

（1）質(zhì)量方面：傳統(tǒng)是使用YX75板型，使用起重機(jī)械分段安裝，先壓型，再制弧，最后大約分10段安裝，搭接接頭多，使用開花螺栓固定，整體性較差，抗風(fēng)性能一般；而新工藝是將數(shù)控壓型壓弧機(jī)安裝在專用裝置內(nèi)，使用W60板型，整張通長屋面板一次壓制成型，一次安裝就位，無縱向搭接，并配套使用加強(qiáng)型不銹鋼螺栓，整體性好，抗風(fēng)性能好。

（2）進(jìn)度方面：同類型大跨度屋面采用傳統(tǒng)工藝，制作安裝速度相對較慢，其壓型板制作安裝時間大約為6個月；而采用新工藝，每天可安裝10塊通長壓型板，其施工周期縮短至3.5個月，施工工期可提前2.5個月。

（3）投資方面：傳統(tǒng)工藝下，如一張通長屋面壓型板142.6m，一般分段10段安裝，壓型板搭接接頭為9個，每個搭接接頭需搭接1.5m；而新工藝下，是整張通長壓型板一次安裝，這樣可節(jié)約材料大約為1.5×9/142.6=12%；另外采用傳統(tǒng)工藝，其安裝人員大約70人，其制作設(shè)備是壓瓦機(jī)、壓弧機(jī)分開兩臺設(shè)備，安裝設(shè)備是多臺汽車吊或履帶吊分段安裝；而采用新工藝，其安裝人員30人左右，其制作設(shè)備是數(shù)控壓型壓弧機(jī)一體機(jī)，其安裝設(shè)備是是可移動低空壓型壓弧平臺裝置，直接一次制作安裝就位。

3 結(jié)語

本文根據(jù)工程實踐，大跨度屋面壓型板采用整體一次壓型壓弧安裝新工藝；相對分段安裝傳統(tǒng)工藝，除了其整體抗風(fēng)性能有明顯提升外，在質(zhì)量、進(jìn)度和投資等方面也有明顯的優(yōu)勢，這也是很好處理質(zhì)量、進(jìn)度、投資之間相互關(guān)系的典型案例，為今后類似氣候條件下大跨度屋面壓型板制作安裝提供參考。