某大型主题乐园异形多曲仿真茅草屋面施工技术

2018·4·Building Construction
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某大型主题乐园异形多曲仿真茅草屋面施工技术
徐 敏
上海建工七建集团有限公司 上海 200050
摘要：介绍了上海迪士尼主题乐园“梦幻世界”仿真茅草屋面的施工工艺，通过对异形复杂屋面的施工技术分析，解决了屋面喷浆、钢结构造型、防水、仿真茅草等施工难题。

施工过程中突破传统，利用钢结构加工做出设计所需的造型，并运用喷浆技术工艺完成屋面的塑形施工，保证了设计效果的实现，并确保结构受力安全，为今后异形屋面的施工提供了一种新的解决问题的方法。

关键词：主题乐园；异形屋面；喷浆；仿真茅草
中图分类号：TU765 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2018)04-0542-03 DOI：10.14144/ki.jzsg.2018.04.033
Construction Technology for Special-Shaped Multi-Surface Simulated Thatch
Roofi ng in One Large-Scale Theme Park
XU Min
Shanghai Construction No.7 (Group) Co., Ltd., Shanghai 200050, China
图2 茅草屋面平面轮廓示意
计师用二维的设计图纸很难反映整个建筑全貌，并且项目技术人员也普遍反映设计图纸很难理解透彻，往往为看清某个节点的具体构造需连续翻阅大量的图纸。

2.2 屋面施工质量要求高
屋面仿真人造茅草直接固定在混凝土屋面的表面，对多曲异形的混凝土屋面的模板安装质量、混凝土配合比的选用及混凝土施工质量提出了很高的要求。

多曲异形的混凝土组合屋面直接采用钢结构加工成造型，在钢结构上铺压型钢板并浇捣混凝土，对钢结构加工
质量和安装质量提出了很高的要求。

3 屋面结构喷浆方案的确定
3.1 屋面结构方案的比选
1）屋面结构方案一（设计方案）。

压型钢板组合混凝土屋面板是钢结构设计中常用的设计方案，其具有耐久性好、屋面设计荷载大且与钢梁之间能很好地连接等优点，但由于屋面造型复杂，常规混凝土浇捣施工可能存在大量的冷缝、混凝土振捣不密实等问题，且后期为达到建筑造型需花费大量人工进行修整。

同时，我们通过BIM 技术模
1 工程概况
上海迪士尼乐园“梦幻世界”主题园区由奇幻童话城堡、游乐区等16个单体组成，占地面积为112 312 m 2，总建筑面积为34 335 m 2，其中地上建筑面积为25 573 m 2，地下建筑面积为8 762 m 2。

“七个小矮人矿山飞车”位于梦幻世界片区的东北侧，为大型游乐设施工程。

游客主要由南侧的排队等候区进入游乐区域，通过过山车全程游玩后由南侧下客区离开。

茅草屋面是排队等候区的屋面，其平面呈粗大的“十”字形，茅草屋面长度约12.3 m ，宽度约11.6 m ，高度约5 m ，面积约120 m 2（图1、图2）。

PVC人造茅草屋面防水
压型钢板组合楼板钢结构次梁钢结构主梁
图1 茅草屋面剖面（原设计）2 工程的特点、难点分析
2.1 屋面造型复杂、施工难度大
整个屋面由多个异形的曲面拼装而成，造型复杂，设
作者简介：徐 敏（1972—），男，本科，高级工程师。

通信地址：上海市长宁区武夷路150号（200050）。

电子邮箱：scghongqiao@ 收稿日期：2018-01-23
建筑施工·第40卷·第4期
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拟压型钢板铺设的施工全过程，发现整个屋面无法用压型钢板铺设完整。

2）屋面结构方案二（建议方案）。

采用塑石假山的材料和喷浆的施工工艺来完成整个复杂异形屋面的结构造型，该方案的优点是园区中有大批施工经验丰富的工人，灰浆容易定型、可塑性强，易于雕刻和喷涂，容易完成建筑造型；缺点是对原设计院设计的结构方案需重新进行设计，通过设计计算，可能需增加部分钢构件和钢筋来达到设计荷载及建筑效果要求。

3.2 屋面结构方案的确定
经过不同形式的方案比选，项目部决定采用喷浆工艺的方式来实现复杂多曲屋面的造型。

针对喷浆屋面的受力情况，根椐喷射砂浆材料检测报告并按照C20混凝土的强度进行计算，最终采用厚80 mm 的喷射砂浆内配双向不锈钢钢筋φ10 mm@200 mm 的方案，并在既有的钢结构内按计算要求增设型钢体系，保证其板的跨度不大于1.0 m ×1.0 m （图3、图4）。

2层人造茅草防水层
不锈钢金属网
70 mm×70 mm×5 mm镀锌方管主钢结构
厚80喷射砂浆屋面，
内配 10@200双向不锈钢钢筋φ图3
调整后屋面做法
图4 调整后屋面钢结构模型
4 主要施工技术及措施
4.1 前期深化设计
本工程屋面造型复杂，常规施工方法很难完成设计师的造型要求，为此，运用BIM 的三维可视化能力，直接三维建模，从而更准确地反映出屋面的几何形状以及相应的工程构造。

以BIM 三维建模技术精确地确定设计需要的建筑完成面后，再进行建筑完成面后的结构深化。

建模初期，BIM 工程师仅能利用建筑平面图、立面
图、剖面图作为建模依椐，但很多复杂屋面仅仅通过这几张图纸不能准确反映出设计师所需要表达的设计意图，因此BIM 工程师向美方建筑师提出相应图纸表达不清楚等问题，最终也得到了建筑师的及时回复。

在初版模型创建完成后，BIM 工程师和设计师就三维可视的数字化模型进行沟通讨论，提出修改意见，并直接在三维环境里完成修改。

通过多次协调沟通，BIM 模型越来越趋于设计师的意图，在设计师最终签字确认以后，以此屋面模型作为后续其他专业的深化基础和依据。

整个屋面通过BIM 技术的三维建模，解决了只运用二维图纸很难理解和深化复杂屋面的问题，并牵引后续团队围绕确认的屋面BIM 模型开展相应的工作[1]。

4.2 钢结构工程
本工程屋面采用1台50 t 的汽车吊进行钢结构安装施工。

钢结构安装流程：施工准备→柱脚预埋件的复测→钢柱安装→异形主梁安装→次梁安装→钢梁面75 mm × 75 mm ×6 mm 角钢连接件的安装。

钢结构安装过程需配备专职测量人员利用三维坐标进行跟踪测量，确保最后的安装形状达到设计要求。

钢构件焊接完毕后应及时对焊缝进行清理打磨并喷镀锌自动漆（图5）。

4.3 喷浆屋面施工4.3.1 网片施工
在钢结构表面搭设钢筋网片，钢筋网片共分3层。

首先采用不锈钢密目网进行钢结构表面敷设，敷设时，使用不锈钢片和自攻螺钉将不锈钢密目网与屋面钢结构固定牢固
（图6）。

图5 钢结构完成形状 图6 不锈钢密目网安装
其次在密目网上面设置1层不锈钢钢筋φ10 mm@
200 mm 双层双向布置，φ10 mm@200 mm 双层双向钢筋网设置在厚80 mm 喷浆层的中上部。

φ10 mm 不锈钢钢筋根据茅草屋面形状通过现场制作出钢筋造型；φ10 mm 不锈钢钢筋与设置在屋面钢梁表面高45 mm 的镀锌角钢（75 mm ×75 mm ×6 mm ）连接件在顶部用电焊进行焊接（图7），其间距为1 000 mm 。

φ10 mm
钢筋之间通过焊接相互连接，确保钢筋造型对屋面的全覆盖。

焊接完成后及时去除焊渣并喷镀锌自动漆。

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连接件∠75 mm×6 mm（ =45）L
角钢与钢结构主梁焊接
钢筋与角钢焊接钢梁面
10@200双向φ
图7 钢筋与钢结构连接节点
4.3.2 屋面喷浆施工
板厚达到80 mm 时，喷浆需分2次进行，喷浆时应从下到上喷涂砂浆并覆盖网片。

屋面喷浆之前对屋面上8条排水天沟模板做好相应的预埋工作。

喷浆工用喷浆机向已经安装完成的钢筋网片上按照网片的形状喷射第1层砂浆，必须确保砂浆穿过钢筋，密实地挂到不锈钢密目网上，第1层砂浆的厚度通常为40 mm 。

在第1层砂浆稍干后即可以开始第2层的喷射。

第2层砂浆厚度同样为40 mm ，需确保2层砂浆完全包裹钢筋。

第2层砂浆喷涂的同时，抹灰工需要时刻参考模型，争取在砂浆收光时将设计需要的外观效果表现出来，施工时砂浆必须抹实，表面需抹光滑。

屋面喷浆层完成之后即进行养
护，养护时间不少于2周（图8）[2]。

图8 喷浆完成的屋面效果
4.4 防水层施工
本工程的屋面防水采用2层厚3 mm 的SOPRALENE （索普瑞玛）聚酯胎APP 改性沥青防水卷材，采用热熔满贴法施工。

其施工工艺流程为：基层验收→基层处理→卷材细部附加层施工→大面卷材防水施工→检查验收→下一道工序施工。

防水卷材铺设前先清理干净基层上的垃圾及建筑废弃物，并涂刷底漆，卷材铺设方向应保证与屋面坡度方向垂直。

防水卷材铺设时，点燃火焰喷枪对准卷材底面与基层（或下层卷材）的交界处，使卷材底面的沥青熔化并把卷材固定在基层上，然后对准卷材与基层的夹角采用“回”字形工艺（基面—卷材边—卷材本体—卷材边—基面）重复烘烤，当烘烤到沥青熔化、卷材底有光泽并发黑时，立即进行铺贴，边烘烤熔融涂盖沥青层，边向前慢慢地滚铺
卷材，随后压实排出空气并使其黏结紧密。

卷材与卷材之间搭接宽度不小于100 mm ，相邻卷材之间接缝应错开1 000 mm 。

4.5 PVC仿真茅草施工
PVC 仿真茅草是阻燃性的仿制真茅草的一种，它具有不生锈、不腐烂、不生虫、耐用、防火及便于安装等特
点，仿真茅草永不褪色，寿命年限达30～50年，是代替天然茅草屋最理想的装饰材料。

茅草铺设前应先设计好排版图，施工人员根椐深化设计排版图先在屋面弹出茅草安装的位置控制线，以便接下来的施工安装。

仿真茅草安装从屋檐开始，每块厚8 cm 的茅草一端自带不锈钢连接件并可用不锈钢螺丝来固定。

屋檐部位的茅草较厚。

铺放茅草按从下往上的顺序，一层压住一层直至最上层，每层交叉重叠20 cm 左右，最后安装脊瓦。

屋面脊瓦安装时应顺着下风向开始，使屋瓦缝避开主风向。

仿真茅草每铺完一层后，即用拉拔测设合格的M5.5×65 mm 不锈钢自攻螺钉将茅草固定在屋面上（图9
）。

屋面茅草铺设完毕后，施工人员应根据建筑师提供的效果图在美方创意设计师的指导下对茅草进行裁剪，从而达到最终的设计效果（图10）[3-5]。

图9 人造茅草安装 图10 屋面茅草完成后的效果
5 结语
异形多曲的屋面在采用二维图纸无法准确分析理解时，可采用BIM 技术贯穿整个屋面前期的深化设计和施工的全过程，利用三维可视能力以一种新的手段来解决屋面前期的设计与施工之间存在的问题，从而为后续施工创造条件。

参考文献
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[2] 李树成,胡杭,仇健,等.异形屋面混凝土结构施工综合工艺[J].建筑
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周泽君.
茅草屋面的应用与施工工艺[J].中国高新技术企
业,2009(20):132-133.。