摘 要 某车站位于常年温差较大的冬冷夏热地区，金属屋面具有跨度大、曲率高等特点。为了确保金属屋面板在特殊条件下的抗风揭性能，运用统计、分析和试验等方法，从设计、材料和施工各方面对影响金属屋面板安装质量因素进行分析，并提出加强抗风揭性能的技术施工措施。实践表明，工程取得了较好的施工效果，可供类似工程施工借鉴。 关键词：冬冷夏热；大跨度；高曲率；抗风揭性能
1 前言
近年来，金属屋面凭借其重量轻、保温效果好、施工速度快等特点在火车站、机场、体育场等国内外大型建筑中得到了广泛使用，满足了大跨度结构对屋面系统的特殊要求。但每年夏季台风和冬季大风都会造成很多大型建筑的金属屋面遭到损坏，尤其近几年发生的数起火车站和机场航站楼金属屋面被掀事故更是造成了巨大的财产损失并造成了一定的不良社会影响。本文通过结合具体工程实例，阐述了提高金属屋面抗风揭性能的技术措施。
2 工程概况
新建某车站主站房建筑面积69905.5 m2，站台无柱雨棚投影面积83068 m2小分子抑制剂。站房主体结构形式为框架结构，顶部屋面为管桁架钢结构。西站房室外标高-11.50m，地上三层，东站房室外标高10.00m，地上一层，地下二层。东站房建筑标高47m，西站房建筑标高37m。 站房金属屋面面积39065 m2，金属屋面为单向拱曲面造型，平面沿南北向中心对称布置，平面形状呈“工”字形。
3 金属屋面系统介绍
3.1 金属屋面构造
考屋面系统构造从上至下为：0.9mm铝镁锰合金板屋面，0.25mm防水透气膜，三层50mm厚玻璃棉保温层（相邻玻璃棉层间衬PVC膜），气密层为铝夹筋薄膜，支撑层为镀锌钢板拉网，屋面支撑结构为C形冷弯薄壁型钢檩条，次檩条为C120×60×20×3，主檩条为C160×60×20×3。最后主檩条通过檩托坐落在钢结构管桁架上弦杆上。金属屋面构造如图1所示。
图1金属屋面构造示意图
a．金属屋面支撑层构造
插片散热器
b.屋面板、防水透气膜、保温层等构造
3.2 金属屋面施工顺序
金属屋面施工前应对钢结构进行交接验收，检查钢结构误差情况，钢结构验收合格后进行屋面施工。屋面施工工序依次为：
(1) 屋面檩托预制及安装
(2) 主次檩条预制及安装
(3) 钢板拉网铺装
(4) 屋面板T型支架
(5) 隔气膜、玻璃棉铺装
(6) 防水透气膜铺装
(7) 铝镁锰合金屋面板压型制作及安装
4 工程难点
某车站是我国冬冷夏热地区的客运交通枢纽，由于工程所处的特殊地理位置，以及工程结构的独特形式、造型的突出特点，决定了以往施工可借鉴性少、施工难度大、抗风揭性能要求高。
带外衰减4.1 冬冷夏热地区
平面度怎么测量车站处于我国冬冷夏热地区，四季温差大约有50度，大的温差势必对屋面板的变形产生较大影响，从而影响屋面板固定的牢固性，且夏季每年都伴有台风影响。大的温差影响和强大的风压作用对屋面板的抗风揭性能提出了较高的要求，因此要求屋面板施工质量应具有较高的安装精度和相应的强化固定措施来保障。
4.2 大跨度
本工程钢结构屋面最大跨度68.5m，钢结构管桁架按照设计2/1000的预拱度进行起拱，即起拱137mm。根据《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010，本工程钢结构允许挠度为1/250即274mm，故理论上本工程钢结构标高低于原设计标高最大值可达到274-137=137mm。
通过组织测量班现场对钢结构标高进行抽查，对照设计标高计算偏差。测量班组共对75个点进行检查，并对数值进行统计（见表1）。
表1 偏差情况统计表
误差/cm | 频数 | 频率/% |
0-5 | 46 | 61.33 |
5-10 | 22 | 29.33 |
10-15 | 7 盆角齿 | 9.33 |
| | |
为保证屋面板安装后整体表面平滑过渡，符合图纸设计要求，同时防止由于局部T型支架最高点标高低于该处屋面板标高而导致锁边不到位，从而降低屋面板整体抵抗风揭作用能力，故需采取系统措施从根本上将钢结构标高消除。
4.3高曲率
站房金属屋面最小弯曲半径为70.267m。通过对样板区的金属屋面板安装及相关试验发现，如此大的曲率导致在整块屋面板通长安装时，屋面板最高处因翘起而与T型支架最高点间距过大，最终也会因导致该位置锁边后未能与T型支架连接固定在一起而影响屋面板抗风性能。
5 技术控制措施
金属屋面的抗风性能，其主要在于屋面支架与檩条的连接形式及屋面板与屋面板支架的咬合程度，实践表明，所有出现金属屋面被风掀起的现象都表现在屋面板与结构的连接节点上，因此要提高它的抗风性能应该认真验算支架与檩条连接点的抗拉强度以及屋面板与T型支架间的咬合力。针对工程的实际特点和技术要求，在传统屋面施工方法的基础上制定并采取了以下技术措施进行控制。
5.1 增加挡雪系统
在深化设计阶段，通过向设计单位建议，最终增加了挡雪系统数量，高架屋面上增加至10道通长挡雪系统，东西站房屋面上增加至14道通长挡雪系统。挡雪杆采用￠32*2mm铝圆杆，其通过3mm厚特制钢卡具与屋面板的板肋连接固定。挡雪系统的特制钢卡具通过将板肋咬合处夹紧，增加了屋面板整体性从而提高整体抗风性能，挡雪系统的通长挡雪杆也可以起到保险作用。一旦由于突发原因出现意外，屋面板被掀，挡雪杆将会把屋面板拦截在屋面上而不会被刮飞，避免被刮到轨道上方的接触网上，从而有效避免出现重大事故损失。
5.2 抗风揭试验
胶水收缩率
根据施工图纸内容和现场结构形式，在不增加屋面挡雪系统的情况下，采用现场相同施工工艺、技术水平制作3.7m*7.3m的屋面1:1大样，委托第三方进行抗风揭试验。试验过程依据FM4471:2010《1级 平板屋面认证标准》进行操作，当加压至5.7 kPa时保持60s后，屋面无任何部件产生永久变形，当加压至6.5 kPa时保持1s后，屋面板锁缝从T型支架松脱，试验结束，因此结论为抗风揭性能试验结果达到5.7 kPa（120psf）等级，大于设计要求3.
9 kPa。通过试验可以说明，如果采用相关措施保证施工精度和误差，屋面板通过直立锁边与T型支架相连、T型支架通过2M6.3*25自攻钉与檩条相连、檩条间焊缝长度等节点设计和屋面结构形式可以满足屋面板抗风性能要求，同时也证明了屋面板与T型支架咬合连接处为整体结构中相对薄弱部位。
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