直立锁边铝镁锰金属屋面板施工技术探讨

广州国际体育演艺中心幕墙工程的金属板幕墙是国内罕见的“带台阶变化多层结构双曲面金属板幕墙”。金属板幕墙带有台阶变化且下部为内切倒椭圆锥台，为直立锁边铝镁锰防水板安装带来难题，本文将针对此施工技术进行探讨。

工程简介

广州国际体育演艺中心是一个可容纳18000余名观众的集篮球、冰球及演艺等多项功能的综合场馆，是2010年广州亚运会的篮球比赛用馆。场馆的外观设计由美国MANICA设计师事务所完成，整个建筑物的外立面造型相当独特，玻璃幕墙与金属板幕墙的交接边缘以及金属板幕墙上的造型结构均为流畅的空间曲线，形状与飘飞的火焰相似，在这些曲线位置还同时带有台阶变化。

本工程应用刚性防水层的难点分析及措施

1. 本工程对于刚性防水层的应用与北京国家大剧院相当类似，均是刚性防水层上利用夹持装置固定装饰面板。两者最大的区别在于本工程的金属板幕墙带有台阶变化且下部为内切倒椭圆锥台。正是这两个最大的区别使本工程的技术难度大大增加，我们不能完全参照国家大剧院的施工方法，必须寻求一种更好的方法应对施工中的难题。

（1） 施工重点难点

1） 如何处理刚性防水层的台阶变化；

在如何处理刚性防水层的台阶变化这一难点中，我们针对其功能，把施工的重点放在了如何保证防水上。

要保证防水的效果就必须了解刚性防水层（直立锁边铝镁锰金属屋面板系统的加工、安装的特性。直立锁边铝镁锰金属板是有平板通过滚压机滚压成形，它的加工是线性的，因此遇到台阶变化时铝镁锰板不能一次成形，在构造上必须断开。由于台阶位置板块断开后必然存在缝隙，如何确保水不从缝隙中渗入是防水的关键。

再从建筑物的外形考虑，外立面台阶变化均为空间曲线，若刚性防水层也按空间曲线变化无疑加大了施工的难度且部分凹位会有积水的可能，不利于防水。这也是其中一个重点。

2） 直立锁边铝镁锰板展开后为两端小中间大的梭形，无法整片加工；

直立锁边铝镁锰板加工设备只能加工直板或梯形板，梭形板无法加工，如何解决加工能力与实际需要是本问题的重点。

3） 直立锁边铝镁锰板两道立边圆弧位置安装时半径不同，安装后出现起鼓现象，严重的甚至有板面开裂现象

这一问题的产生原因与建筑物的造型密不可分。本工程建筑物在平面上是一个椭圆形，竖向剖面是倾斜的“拐杖”形状且“拐杖”顶部圆弧半径呈渐变过渡。这么特殊的造型直接导致了同一分格的铝镁锰板两个立边的安装半径不一致。如何使T形支座安装后形成的半径与铝镁锰板立边半径能较好配合是这个问题的重点。

（2） 针对施工难点的对应措施

1） 如何处理刚性防水层的台阶变化；

措施一：采用“分段叠瓦式安装技术”

2） 直立锁边铝镁锰板展开后为两端小中间大的梭形，无法整片加工；

措施一：采用“最大宽度位置分断技术”

措施二：采用“弯折固定技术”

3） 直立锁边铝镁锰板两道立边圆弧位置安装时半径不同，安装后出现起鼓现象，严重的甚至有板面开裂现象

措施一：采用“可调节T形支座技术”

措施二：采用“双曲率瓜皮板技术”

施工关键技术

1. 分段叠瓦式安装技术

分段叠瓦式安装技术的灵感来源于中国古建筑的瓦房屋面，其原理是利用上层板面遮蔽下层板的缝隙，达到防水的效果。按照台阶部位的不同，该项技术的使用也有不同，情况如下：

（1）台阶顶部位置

在台阶的顶部位置，我们设置了一块Z形的过渡铝合金单板，这块铝合金单层铝板的作用主要有： 加设小号的T形铝合金支座，用于上层铝镁锰板的尾端固定； 实现台阶变化； 遮蔽下层铝镁锰板顶部间隙起到防水作用。构造如下图：

（2）台阶底部位置

台阶的底部位置做法与顶部位置基本相同，同样是利用Z形过渡铝合金单层铝板实现台阶变换并遮蔽下层铝镁锰金属板的顶部间隙。

1） 最大宽度位置分断技术

这项技术其实很简单，从宽度最大的位置将两头小中间大的梭形板切断后实际上就是两张梯形板，加工设备可以加工。该项技术的关键在于，最大板宽位置切断后上部铝镁锰板要预留足够的长度遮蔽下部铝镁锰板的顶部缝隙且由于下部铝镁锰板要使用“弯折固定技术”必须要设置在钢结构层有横向龙骨的位置。

2）弯折固定技术

从本工程的外形可知，刚性防水层使用的铝镁锰金属板其梭形结构的最大宽度必然出现在椭圆长轴及短轴最长的地方，而这个地方也正好是竖向剖面圆弧部分与垂直线相切的位置。上部铝镁锰板其形状接近半圆覆盖在顶部，基本上不用考虑重力对它的影响，但下部铝镁锰板位于建筑物造型下部的到椭圆锥台上，受重力的影响很大，必须考虑一个有效的方法解决受力及防水性能等问题。为此我们采用了“弯折固定技术”。

在使用该项技术进行施工是有几个关键点必须注意：

3） 铝镁锰板断开位置必须设置在钢结构层设有横向龙骨的位置以便于安装用于弯折固定的钢构件；

4） 上层铝镁锰金属板必须预留足够的长度以满足夹持装置安装及遮蔽下层铝镁锰金属板顶部缝隙的需要；

5） 下层铝镁锰板弯折部分与两个立边间应加工为带有圆弧过渡的形式，避免该位置因应力集中造成撕裂破坏。

（2） 可调节T形支座技术

本工程钢结构层以208品工字钢作为竖向结构，工字钢间采用直的钢方管连接，因建筑物平面为椭圆形，所以在没品工字钢的位置，横向钢方管会存在角度变化。在双曲位置这种变化尤为突出。若刚性防水层布置时也跟随这一角度突变进行必然会引起不平整、起鼓的现象。为此我们采用了可调节高度的T形支座，安装施工时在靠近工字钢的位置我们将T形支座的高度调低一些，在工字钢与工字钢之间的中端部分的T形支座高度则调高一些，实现角度变化逐步成形，减少不平整、起鼓现象的出现。

（3） 双曲率瓜皮板技术

本工程顶部圆弧位置的铝镁锰金属板采用的是经过辊弯加工的板材，针对相邻立边安装半径不同这一现象我们改进了我们的加工技术。使用原加工技术时，同一块板材辊弯时采用的是相同的半径，安装时不平整、起鼓的现象明显。经过改进，我们对同一块板材进行加工时两道立边分两次按不同的半径进行辊弯，板材加工后带有自然的扭曲，能较好地匹配现场实际的安装半径，不平整、起鼓现象明显消除。

结 语

本工程已投入亚运使用，在刚性防水层施工完毕后从施工阶段直到使用阶段，经历广州雨季、季风季节考验没有放生漏水现象，防水效果令人满意。

本工程成功运用 “分段叠瓦式安装技术”、“最大宽度位置分断技术”、“弯折固定技术”、“可调节T形支座技术”、“双曲率瓜皮板技术”使直立锁边铝镁锰金属屋面板系统有良好的防水效果。

（作者单位：广州铝质装饰工程有限公司）