钢结构屋面漏水的原因及防治措施浅析

工程技术

摘要：全文介绍了钢结构屋面系统的概念、屋面板的连接形式，从施工、设计、材料等角度，对钢结构屋面系统的漏水原因进行了具体的分析，提出了屋面系统漏水的防治措施。

关键词：轻钢结构屋面系统漏水原因防治措施

0引言

由于目前我国钢结构建筑技术的还处于探索发展阶段及市场竞争的原因，经过对已建设完成的钢结构建筑进行的调查，钢结构建筑建成投入使用以后均存在不同程度的屋面漏水现象，屋面漏水已成钢结构建筑的质量通病。

1钢结构屋面形式

建筑屋面作为建筑最上面的承重和外围护结构，它的围护作用和立面造型作用对整个建筑而言至关重要，是轻型钢结构围护系统最易发生漏水的重要部位。其主要作用是能抵抗风、雨、雪的侵袭及太阳的辐射，并承受屋顶的自重和屋顶上的风、雪以及上人的荷载[1]。轻型钢结构屋顶根据所用材料大致有彩色压型钢板、彩色钢板夹芯板、多彩油毡瓦、各种轻质屋面板、GRC板、金属拱形波纹屋面、复合压型钢板等多种类型[2]，轻型钢结构屋面及墙面材料主要选用彩色压型板或夹芯板。彩色压型板的链接既有3600卷边板、暗扣板搭接连接，也有打钉板。檩条为自重较轻的薄壁C型或Z型钢檩条，屋面坡度设计一般为1/10～1/15。

2屋面板的连接[3]：

钢结构体系建筑屋面板在屋面上有长向连接和侧向连接两种。长向连接主要是搭接，即上坡板压下坡板，搭接处设置专用防水密封胶加固定专用压条，而侧向连接的方式目前主要有以下三种：

2.1搭接连接；

2.2暗扣式连接；

2.3咬合暗扣式连接；

3各部位漏水原因分析及解决方案

屋面维护系统漏水按部位归结起来主要分布如下：

3.1屋脊部位：该部位漏水的主要原因是：屋脊处波峰太高，屋脊盖板无法保证防水；纵向搭接不放胶泥或硅胶，形成缝隙而漏水；屋脊盖板纵向搭接用铆钉连接，热胀冷缩强度不够而拉断铆钉，形成漏水；屋脊盖板与屋面板之间不敷设堵头，或堵头放置不规范而脱落形成漏水。解决办法是：屋脊盖板做宽些，另外坡度找大点；搭接处敷设胶泥或硅胶；更换缝合钉；堵头应与板型板匹配，堵头敷设时应上下放胶泥或硅胶。

3.2屋面气楼部位：该部位漏水的主要原因是：气楼与屋面交接处收边下未放置泡沫堵头，且收边纵向搭接未敷设胶泥或硅胶；屋面外板在气楼交接处未上板；气楼结构支柱开孔部位未做防水处理；气楼自身制作、安装存在漏水隐患。解决办法是：收边安装前应敷设泡沫堵头，纵向搭接须设置胶泥或堵头并用缝合钉固定；气楼安装前必须将屋面板上扳；要求气楼施工方在气楼结构完成后必须将开孔部位进行防水处理；对气楼安装质量和防水性进行查验。

3.3采光板部位：采光板板型与屋面板板型不吻合，采光板两侧波峰高于屋面板，安装后，密封过严形成采光板内外气压差，毛细水从采光板两侧缝隙进入屋面内部漏水；采光板纵向搭接长度不够，且胶泥老化失去粘性；纵向胶泥脱落；采光板和彩钢板之间为刚性搭接，中间的缝隙未密封。屋面采光板防止漏水应注意以下几方面：防水螺钉施打在波峰上部；采光板处的收边板应与采光板密封牢固，纵向两侧胶泥要加宽，并铺设波峰上部，防止毛细水渗入。

3.4屋面开孔部位：该部位漏水的主要原因是：开孔未按设计节点进行防水处理，钢堵头放置未敷设防水胶泥和硅胶；开孔四周预留范围较小，雨水流淌不畅，容易积水；开孔四周包边搭接未进行防水处理；开孔内部四周未加结构件，形成低凹积水；防水施工存在阻水现象，形成积水。解决办法是：按设计图纸施工并严格施工工序，敷设胶泥、硅胶；开孔四周预留范围必须满足排水要求；墙面、屋面开孔后必须随后进行防水处理；后增围护开孔尽量要增设檩条或角钢结构，减小围护变形；防水施工安装必须严密、平整，使水流顺畅。

3.5檐口部位：是漏水问题的主要根源，该部位漏水的主要原因是：屋面外板安装未加泡沫堵头，屋面外板未下扳；墙面外板长度不足，且檐口部位未加防水收边。解决办法是：屋面外板安装时应同时放置泡沫堵头，且将屋面外板下扳30度；檐口处应按设计要求增设收边。

3.6天沟部位：该部位漏水的主要原因是：内天沟焊接接头存在缝隙，形成渗水；天沟和雨水管管径设计过小，与厂房坡长不匹配；天沟端部没有做封头板；屋面外板伸入天沟长度不足，水会倒流入厂房内部。解决办法是：适当加大天沟深度，让天沟雨水不超过搭接缝。

3.7砖墙与轻钢屋面连接部位：该部位容易形成漏水隐患,屋面板与水泥墙面结合处漏水，主要原因为应力不同步而引起硅酮胶与粘接面开裂而漏水。解决方案：防止温度变形，采用两次收边连接处理；与砖墙体连接时，收边应有一定角度，并完全密封；收边间应预打密封胶。

4维护系统其它漏水原因分析

4.1设计原因：①屋面雨水系统未按规范设置溢流措施，暴雨强度超过雨水系统排放能力时就会超过搭接缝，甚至漫上屋面，造成事故；②落水管数量不足，雨水沿天沟流动距离远，时间长，造成壅水；墙面外板上部未增设L型收边件，造成天沟内侧漏水隐患；③彩钢泛水配件设计不合理，达不到防水效果。④规范规定构件变形控制值，檩条挠度L/180，屋面梁挠度L/180(式中L为受弯构件的跨度)，屋面檩条截面设计太小、间距过大，在风荷载作用下檩条和压型板变形就会过大；⑤未充分考虑结构变形、温差变形、干缩变形、振动等影响，设防不满足基层变形的需要。⑥门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取1/8~1/20，在雨水较多的地区宜取其中的较大值[4]，南方地区屋面坡度不宜小于5%。在实际设计工程中，很多工程屋面坡度过小，屋面雨水不能及时排到天沟。

4.2材料选用不当：①雨水管材用塑料管材，强度差，钢结构厂房从安装到投产运行，容易受损。②用于天沟的钢板比较薄，焊缝容易出现问题。③未根据屋面的坡度选择合适的采光板的板型和屋面彩板的板型，波峰较小，侧向搭接太少，不利于排水。④围护部分彩板过薄，经过一段时间的使用，外板腐蚀或者受温度影响变形，板之间缝隙增大。⑤压型板基板镀锌层质量不好，涂层太薄，致使压型板使用寿命短，易锈蚀损坏；⑥自攻螺钉胶垫质量差容易开裂，玻璃密封胶容易老化等。⑦扣板明显变形，相邻两板的板高、间距均不同；扣板拉钉应采用防水拉钉。

4.3构造措施：①堵头对由于缝造成的漏水是有作用的，不应忽视，如保证彩钢板与屋脊盖板堵头安装到位，采光板与屋脊盖板间堵头下部施打硅酮密封胶，屋面开孔处彩钢板波峰端部设置钢堵头；

②搭接时缝隙容易受温度影响变大，应充分留够搭接长度；③水宜疏不宜堵，一般安装时在钢板内侧打密封胶，多多益善；④必须足够重视钢结构屋面围护系统热胀冷缩的不利影响，采取合理的构造措施：

4.4使用过程中：①屋面檩条上随意增加荷载，导致屋面板变形。②雨水蓖积污较多，存在阻水。③防水胶、密封胶老化，使用过程中缺少必要维护。

5结束语

造成钢结构维护系统漏水的因素也很多，要想从根本上解决问题，需要设计认真对待，确定合理的设计方案，做好一头（防水层的收头），二缝（变形缝，分格缝），三口（水落口、出入口、檐口）和四根（女儿墙根、设备根、管道根、烟囱根）等泛水部位的细部构造处理[5]；从施工上，制定维护系统防水施工专项方案，各个专业相互协调配合。设计完善，安装到位，构造合理，使用得当，服务跟进，这样才能确保钢结构维护系统滴水不漏。总之，无论采用任何形式安装，只要按照一定的施工工艺和有关规定进行，可以减少或避免漏水问题的发生。

钢结构屋面漏水的原因及防治措施浅析

卢俊光（特变电工股份有限公司）

163

摘要：介绍了某大桥钢管砼拱竖转的施工技术；铰座、铰轴、扣锚索、临时塔架及索鞍、连续牵转动力体系、铰轴向铰座对位的安装系统；简述竖转的操作程序；横梁顶升法安装新技术。

关键词：钢管砼拱竖转转连续牵转动力体系顶升法

1工程概况

某大桥主桥为（50+175+50）m三跨连续自锚中承式钢管砼拱，它的特点是充分发挥了材料的性能，以抗压强度高的钢管砼作为拱助，以抗拉强度高的钢绞线束作为系杆，通过边拱的重量，随着施工加截顺序逐步张拉系杆预应力束，以平衡主拱所产生的水平推力，最终形成对拱座基础只有较小水平推力的拱桥。这大大陴低了由于巨大不平衡水平推力所增加的基础费用，使拱座基础变得较为轻巧。施工采用的竖转技术也被施工实践证明是先进、简捷、安全、经济的。

1.1主拱助主拱为双肋拱，高43.75m，跨度175m，矢跨比1/4，拱轴线采用悬链线（沿拱轴采用等高度（m=1.347），沿拱轴采用等高度（h=3.3m）等高度截面（B=1.8m）。每片拱肋主要由4根Φ750×14的钢管砼组成。在两边拱脚附近有可能遭受河水腐蚀的地方，钢管由Φ762×20，并使热喷锌铝后，再涂油漆。钢管拱由横向缀板、腹杆连接成钢管桥架。在两边离拱座30m长度范围内，拱肋两边增加两片腹板，其内也填充砼。两条主拱肋距17.8m，在桥面以下设两个K字横撑，在桥面以上仅设5条一字横撑。主拱肋采用厂内制造、拼成半拱、浮动到位、竖向转体、拱顶合龙的施工方法。

1.2边拱肋边拱肋为两片半拱，矢高东边为11.061m，两边为1

2.407m，半拱跨度40m，拱轴线为抛物线，拱肋为钢筋砼构件，截面宽度为1.8m，截面高度由2.8m变化到2m。

1.3横梁、立柱及吊杆桥面系与拱肋相交处为钢筋砼横梁，就地现浇。立柱与吊杆处为预应力砼横梁，采用群锚，每个横梁重50t，长25.34m，岸上预制，浮动到位，顶升安装。

2两半拱竖转合龙的施工设计和实施

由于桥址没有架设缆索吊车的条件，河道航运繁忙，场地狭窄，排除了有支架缆索吊安装、无支架缆索吊装和水平转休法等施工方案，依据自锚式体系的特点，采用自锚式两半拱竖转合龙的施工方法。

2.1临时铰在每个拱肋拱脚的设计拱肋安装线与拱轴线交点处设置铰座，由钢板卷制而成，半径50cm，横向长100cm，横向两端设钢板限位，使拱肋竖转过程中，铰轴不发生横向位移。铰轴也由钢板卷制，焊接在拱肋端面的钢板上。内部除了加劲板，还填充了C50砼。铰座与铰轴之间吻合而的最大压应力为5MPa，铰座和铰轴的制造与安装误差小于5mm。

2.2临时塔架与索鞍在两岸拱脚上设置塔架，高度50m，由六五式铁路军用墩器材拼装而成。其稳定压应力б<2100kg/cm2，纵向稳定由连接两岸塔顶的压塔索（46）和塔后背索控制，横向稳定由风缆滑车组控制。塔顶设置索鞍，每个索鞍有三道承重轮，其轮轴中心连线的半径大于1500m。实践证明，索鞍的设计满足了竖转的需要，扣锚索能在索鞍上正常纵移。塔顶位移较小。

2.3牵转动力装置与扣锚索由于半拱自重近500t，最大牵转力达700t，如果再用卷扬机—滑车组，各方面都难以适应工程的需要。基于工程实践的理论、经验和工厂的能力，在施工设计中，采用200t连续千斤顶作为牵转动力装置，安装在边拱后端，每半拱6台。配置液压泵站和主控台，以保证6台千斤顶同步运行。千斤顶前端与边拱端面之间设计了锚索特制锚箱。扣锚索采用过塔连续式的中j15-19-1860MPa级钢绞线束，竖转过程中，扣索最大拉力为700t，最大长度54m：扣锚索的拉力安全系统为4。每道锚索通过双

道46千斤绳与吊点捆绑千斤绳连接。前吊点距半拱前缘10m，距向吊点15m，每个吊点设置三道46捆绑千斤绳，每道千斤绳围绕拱肋两圈，千斤绳的拉力安全系数为5.6。为了使前、后吊点受力均衡，确保扣索与千斤绳连接的安全，设计了特殊的扣索前端连接装置。它能有效地随时自动调整双吊点千斤绳的内办，取代了以往工程上常用的平衡梁，简化了施工设计，便于操作。

2.4半拱铰轴向铰座对位吻合的特殊设施由于施工水位低于拱脚标高，半铰轴端必须经过垂直提升、下移，使铰轴与铰座吻合。为些在拱脚墩的纵向相应位置预埋支架，其上用六五式铁路军用桥墩器材拼装支架，顶部设置滑道，在对应铰轴的滑道上方安装100t连续千斤顶和j15-6钢铰线束。

当半拱浮运到位后，用钢绞线来连接铰轴端，4台千斤顶通过两台液压泵和一台主控台的操纵将半拱铰轴端同步提升到安装标高，再用20t倒链水平牵引铰轴端，使之间铰座对位吻合。与此同时，浮运船只随之纵移。

施工中，由于半拱500t重，4台千斤顶发挥其额定能力的62%，4台20t倒链只承受25t摩擦力，因此操作非常顺利。为了保证河道通航，每次只能安装半拱。但是，必须准备两套浮运设备，以便提前在船上拼装半拱，使两半拱尽快合龙。

2.5边拱后端顶压200t经计算，在竖转时，边拱的自重不能平衡竖转时锚索产生的垂直力，为使边拱下翼缘不致发生过大的拉应力而导致结构开裂或破坏，在每个边供拱肋端都预压200t，采用边拱墩基础预埋无粘结钢绞线，上面采用型钢作为扁担梁对钢铰线进行张拉实现预压。

3采用顶升法安装

拱桥中横梁的安装方法，多年来一直是采用卷扬机一滑车组或浮吊等传统设备。在许多场合，施工多有不便。而采用连续千斤顶、工具吊杆、连接器体系顶升安装75t重预应力砼中横梁新方法，施工中获得成功。

在本桥施工设计时，再次采用顶升法安装5公重的预应力砼巾横梁。安装过程中，水位到横梁设计标高有18m，采用顶升法安装横梁，显得更为必要。它充分利用了吊杆的连接和承重条件，采用由连接器、钢绞线组成的工具吊杆，通过100t连续千斤顶沿着工具吊杆爬升，就把横梁顶升到位了。操作中，在浮运船只上设置横梁架，以便在横梁两端吊杯预留孔下方安装连续千斤顶和简易工作架（悬吊在横梁上）。在浮运横梁的船只上应设置一台发电机、一台液压泵站和一台主控台。当横梁浮运到位后，把预先安装的工具吊杆穿进横梁的顶留孔，再把工具吊杆穿入锚固螺母和连续千斤顶，经过预紧后即可开始同步顶升横梁。当横梁顶升到位对，把吊杆锚螺母拧到吊杆钱杯上，使其处于工作状态，工具杆便可以拆除，同时，千斤顶由倒链放下来。为了尽可能减少反复调整横梁标高的次数，经施工单位建议，设计院预先考虑影响横梁标高的各种因素进行计算，给出了每个横梁的安装标高，几乎能使横梁一次到位，大大简化了横梁安装的施工程序，提高了安装工程的施工效率。在大桥安装横梁施工中如何可以连续浮运，每天可以安装2片横梁。采用连续千斤顶、钢绞线工具吊杆动力体系的顶升法安装横梁。

4结束语

该大桥采用500t连续千斤顶、钢铰线束扣锚索、特制扣索前端连接装置和边拱后端特制锚箱新型牵转体系，成功地实现了两半拱转合龙，本施工技术为大跨度拱桥的竖转施工技术开辟了新的途径（平转同样适用）。它使用的机具设备少、操作简单、安全、施工效率高、降低了安装费用。

浅析某大桥钢管混凝土拱竖向转体新技术应用

魏建华（江西省安义县交通局）

参考文献：

[1]许传华.房屋建筑学.中国科学技术出版社.1998．

[2]金德民，高福聚.屋面钢结构体系选型分析[J].四川建筑.2001.21(1).[3]王景文.钢结构工程施工与质量验收实用手册.中国建材.2003．

[4]《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》.中国计划出版社.2003．

[5]《屋面工程技术规范》G B50345－2004.

工程技术

（上接第163页）

164