直立锁边铝镁锰金属屋面系统安装工艺探讨

直立锁边铝镁锰金属屋面系统安装工艺探讨

发表时间：2018-01-19T16:42:11.020Z 来源：《建筑科技》2017年第17期作者：郝峰[导读] 直立锁边铝镁锰金属屋面系统是一项应用较为广泛、安装工艺要求高、技术要求严格的金属屋面建构体系。

中国水利水电第五工程局有限公司四川成都 610066 摘要：影响直立锁边铝镁锰金属屋面系统性能的因素很多，通过分析总结二次现场加工精度控制方法、直立锁边机械咬合及节点工艺、优化连接构造设计与节点设计，分析各结构层的作用，探讨防水、抗风、抗变形、保温、隔音、防雷等技术措施。

关键词：直立锁、二次加工成型、构造节点优化、技术措施引言

直立锁边铝镁锰金属屋面系统是一项应用较为广泛、安装工艺要求高、技术要求严格的金属屋面建构体系，选用该屋面系统，对保证弧型屋面抗风、防水、排水、防雷、防火、节能、降噪等方面具有重大社会经济意义。基于成都地铁4号线二期工程明蜀王陵站和西河站金属屋面系统安装实践，依托此项目总结相关经验，为以后同类工程施工奠定基础。

一、铝镁锰金属板现场二次加工成型工艺

铝镁锰金属板（YX65-420型）二次加工成型采用集成移动式压板设备现场压型生产，可灵活设置和移动，根据现场实际需要生产任意长度的屋面板，不受运输条件限制。针对压型金属屋面板二次现场加工存在形体尺寸误差、弯曲弧度误差、影响因素复杂等问题，进行认真分析后，从控制压型过程中的管理及操作人员职业素质、材料的进场质量、设备的性能、成品的保护等来保证产品二次加工质量，通过试验收集分析相关参数，为正常施工提供数据样本，同时验证电机自动电压调节器是否保证了设备稳定的电压电流。

移动式辊压数控压型机弯板机

1、影响铝镁锰金属板二次现场加工精度的主要因素

（1）操作管理制度是否健全，操作程序是否完善。管理结构是否合理，管理职责是否健全，管理人员结构数量是否合理等。

（2）技术能力，主要包括人员对加工方法、流程、程序或加工工艺理解程度和熟练程度，以及图纸和技术交底的掌握程度，设备的技术性能等。

（3）人员素质，主要包括技术与操作的熟练程度、职业素养、健康、防护等。

（4）材料、设备情况主要包括材料与设备质量、性能、完好率等。

2、利用数学几何原理，对屋面板进行细化分解

为增加建筑的美感，车站屋面设计为“飞叶”状。

明蜀王陵站屋面分区立面图

在加工过程中经过分解细化，把不规则“飞叶”状面板分解为五大块，每一块又可分解成由多个宽400mm金属板横向搭接拼凑而成的单块，如下表所示：

这样以来就可以把不规则的面板分解成容易加工的规则体，以便于加工制作安装。A、B型金属板可以应用等差数列原理进行分解，加工过程中还应注意避免累积误差的影响，每三块板复核一次数据参数，校核合格后按照列表逐一加工。

3、试加工对人员、设备、参数等进行验证

试加工是加工过程中不可缺少的步骤，通过试验性加工，可以检验控制压型过程中的管理及操作人员技能、材料的进场质量、设备的性能、半成品保护方法等，同时试验收集分析相关参数，为正常施工提供数据样本，验证了电机自动电压调节器起到了稳定设备电压电流的作用，为设备平稳运行提供了前提条件。二、铝镁锰金属板直立锁边机械咬合及节点工艺

1、利用新技术弥补旧安装工艺的缺陷

对于传统的压型金属板屋面，其落后的固定方式决定了其抗风性能的不足，如采用螺钉穿透式固定的屋面板，螺钉帽与屋面板的接触面积较小，在遭遇大风时，反复承受正负风压，屋面板在钉孔处产生应力集中导致撕裂。针对以上固定方式不足的问题，本工程选用直立锁边安装工艺，屋面板块的连接采用铸压铝合金固定座与檩条固定，再将屋面板卡在固定座梅花头上，使用电动锁边机将板块与板块的直立锁边咬合形成密合的连接。由于这种固定方式无需穿透板面，因而不损伤板面，而且咬合过程无须人力，完全由机械自动完成，同时不产生因热胀冷缩所产生的应力集中问题，因此该优势反映在可制作纵向超长尺寸的板块而不因应力影响变形。

固定座安装与锁边锁边机与搭接

2、通过优化连接构造设计和节点设计提升屋面系统性能

优化连接构造设计方面主要通过推广应用面板与固定支座之间新的连接方式、铝合金固定支座与屋面檩条之间新的连接方式，优化节点设计方面主要改进屋脊、檐口、天窗部位的细部构造，提高屋面板的整体性能和质量要求。

铝合金固定支座与屋面檩条的连接采用不锈钢螺钉连接；屋脊选用同板型相吻合的铝合金密封件与屋面板板肋用防水铆钉连接固定，并在密封件后塞入与板型一致的屋脊泡沫密封条，然后将屋脊盖板与密封件用铆钉在中间固定；在天窗和檐口端部设通长铝合金滴水片。调整镀铝锌洁面彩色泛水样式，增设施工检修安全绳挂杆。

三、铝镁锰金属屋面防水、抗风、抗变形、保温、隔音、防雷等措施

1、铝镁锰金属屋面各结构层的作用

铝镁锰金属屋面系统由内屋板+转换层+保温棉+屋面板组成，具体情况如下：

内屋板：采用0.46mm厚900型镀铝锌彩钢板为基板，基板屈服强度为235MPa，表面为聚酯烤漆，正面烤漆厚度为25um，背面为5um。底板通过自攻钉与屋面檩条固定在一起，起到支撑屋面系统和二次防水设防的功能。

转换层：采用3mm*100mm镀锌钢带，通过自攻自钻钉穿过底板与屋面檩条连接固定，起到找平和支撑安装铝合金T型支座的功能。

保温层：100mm厚室内侧带单层铝箔贴面超细玻璃丝棉，容重16kg/m³导热系数不大于0.052 w/m.k.A，不燃性A级标准环保材料。起到隔热保温的功能。

屋面板：型号为YX65-420型直立锁边铝镁锰板，采用1.0mm厚基板，铝合金牌号为3004h24，PVDF氟碳烤漆，正面烤漆厚度为25um，背面为5um。面板通过自带的360度咬边系统与铝合金T型支座可靠连接。起到主要的防水和建筑外层装饰功能。

铝镁锰金属屋面系统结构层

2、保证铝镁锰金属屋面性能的措施

铝镁锰金属屋面系统所具有的防腐蚀、防漏水、抗风防火、使用寿命达50年以上等优质性能，其构造能很好的解决了传统屋面出现的不足问题。但在铝镁锰金属屋面系统施工时，为保证其功能得到充分发挥和完美的体现金属屋面系统的优势，需要安装质量达到比较专业的程度，我们也应注意以下施工细节：

（1）铝镁锰板支架安装细节

铝镁锰板支架在檩条上固定时应与檩条垂直，支架和支架间也应确保平衡，否则锁边机在咬合锁边时会损坏面板，或者在以后使用时，导致漏水、被风吹走、热胀冷缩而导致面板磨坏。另外，在固定支架时，选用较好的不锈钢钉，它可以防止产生电化学反应，使用多年都不会生锈松动而影响面板的使用质量。

（2）屋面施工细节

直立锁边屋面系统要求锁边时应连续、平整，不能出现扭曲和裂口，锁边过程中使搭接边紧密结合，当天就位的面板必须完成锁边，同时在支架支撑处锁边时进行咬合加固。金属屋面防水主要考虑构造防水，屋面的细节处如天沟、穿屋面的管道、钢索等，要在屋面施工前做好深化设计，确保美观、不漏水。

（3）铝镁锰面板处理细节

铝镁锰面板直接暴露于空气中，选材方面考虑其抗风、受力强度、防腐等因素，要求面板有严格的工艺加工，涉及到超长板需在施工现场加工的情况下，需考虑加工设备的性能，以便在任何情况下也可以方便的制造出优美的流线板型。另外，施工前应对面板与面板之间的锁边咬合、水平搭接、垂直搭接、屋脊、面板的弧形角度，面板与山墙之间的交接等节点进行处理，这样才能保证外装饰面既防水保温又具有光滑平整的外观。

（4）施工前预处理细节

施工前仔细检查，确保金属屋面系统牢固、无变形、无污染等。如出现这些情况，先处理再施工，必要时在适当位置增加固件，清除杂物，灰尘及其它赃物。

（5）保温材料质量与隔音降噪措施

保温材料的质量直接影响保温系统的质量和性能，因此采用品牌玻璃纤维棉作为保温材料，下附单层铝箔防潮层。该玻璃纤维棉采用独有专利离心法技术，将熔融玻璃纤维化并加以热固定性树脂为主的环保型配方粘合剂加工而成，其纤维细而长且不含渣球，因而导热性低，保温效果好，对人皮肤刺激小，耐久性、抗震性、憎水性、隔音性均较好，轻质且呈毯状，方便运输及安装。

吸音棉与其它屋面系统结构板构成了隔音降噪措施，达到了屋面板整体隔音吸声性能，以满足建筑物使用过程中声学环境达到设计指标。

（6）防雷接地与防火安全

利用屋面板作为接闪器，通过固定网格交叉点设置引下线，将电流引至檩条，檩条与整个结构形成一个避雷体系，无需另设避雷针和避雷带，不但适用，而且美观、经济。

铝镁锰金属屋面系统采用的屋面板、内屋板、镀锌钢檩头、玻璃纤维保温棉、吸音棉、螺钉、铝合金配件等，均为不燃材料，燃烧不产生有毒气体，因此保证了该屋面系统防火安全可靠。

结语

通过利用直立锁边系统广泛的设计细节变动空间，尤其是线条设计方面，为传统建筑增添现代设计的风采，同时现场成型加工与安装比较方便，利于工程施工安全、安装速度快。随着时代的发展对建筑造型要求不断提高，金属屋面系统越来越受到建筑师和人们的青睐，在建筑领域将得到更加广泛的推广和应用。

参考文献：

[1]中国建筑金属结构协会钢结构专家委员会，钢结构与金属屋面新技术应用.北京：中国建筑工业出版社，2015.

[2]张中权，冷弯薄壁型钢结构设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1996.

[3]冷弯薄壁型钢结构设计规范（GB50018-2002）.

[4]屋面工程技术规范（GB50345-2012）.

[5]压型金属板工程应用技术规范（GB 50896-2013）.

作者简介：郝峰（1984，10），男，甘肃合水人，2008年毕业于兰州理工大学技术工程学院土木工程专业，本科，工学学士学位，工程师，现从事房建、道路、桥梁、隧道等工程施工技术管理工作。