既有建筑屋面装配式女儿墙干挂琉璃瓦施工技术

随着城市建筑不断发展，建筑功能不断更新提升，既有建筑加固和改造已经成为解决老旧建筑功能提升及持续利用的主要途径，长安街建筑群的合理修缮既是保护历史建筑的最重要方式，又是历史性建筑改造续利用使其成为城市新亮点的重要手段。

与传统现浇女儿墙预埋后置幕墙龙骨干挂施工工艺相比，本工程采用装配式天基板女儿墙，具有面板自重轻、对女儿墙下部楼板及钢结构荷载小、加固改造后结构整体荷载影响较小且施工工艺简单、连接强度可靠等特点。结合装配式天基板女儿墙通过深化设计天基板骨架增加镀锌角码连接镀锌方钢干挂龙骨形式，形成结构加固及干挂琉璃瓦一体化施工工艺，是一种集多种施工方案优点于一体的新型施工工艺。与传统施工工艺相比，此一体化施工工艺施工质量、效率、社会影响及经济效益优势均比较明显，得到了业主及业界专家的高度评价，可为后续类似工程推广应用提供参考依据。

1    工程特点与难点分析

（1）建筑物性质级别高，本工程位于长安街建筑群，属于国家重要标志性建筑，对于施工人员、材料、机械进场及施工生产组织协调、施工质量控制要求高。

（2）建筑加固修缮时间为冬期施工，且工期短、季节性施工难度大。

（3）原结构形式复杂，结构加固及干挂琉璃瓦一体化施工深化设计难度大。

（4）结构加固施工影响大，施工作业面狭小，天基板吊装及焊接风险大，防护要求高。

（5）采用新工艺一体化施工，施工过程质量控制难度高，质量标准高。

2　装配式天基板女儿墙干挂琉璃瓦设计

2.1　装配式天基板女儿墙设计

参考国家标准图集09CJ?20《钢骨架轻型板》施工工艺，女儿墙采用1500/1420mm×500mm×100mm天基板，主肋、端肋采用冷弯薄壁Q345、Q235C型钢，附肋、加强肋采用冷弯薄壁型钢或普通热轧角钢。型钢满足通用冷弯开口型钢对尺寸、外形、重量及允许偏差要求，材质满足碳素结构钢标准要求，板受力筋、分布筋采用冷拔低碳钢丝网片，芯板采用600级“彭石”轻质芯材，技术性能指标及耐久性指标均满足结构使用设计要求，如图1所示。

图1 标准板示意

（a）平面示意；（b）剖面示意

各女儿墙天基板拼缝处增加100mm×100mm× 6mm方钢立柱，此钢柱为干挂琉璃瓦主龙骨连接点支撑点，方钢立柱采用四周围焊于原屋面天基板C形钢上固定。为保证立柱干挂琉璃瓦受力要求，立柱内侧单独增加200mm×100mm×10mm钢翼板与屋面板C形钢进行双面焊接。女儿墙天基板双侧采用180mm×80mm×8mm钢板围焊焊接固定连接在方钢立柱上，天基板墙顶部位钢立柱与女儿墙天基板采用200mm×80mm×8mm钢板围焊连接形成整体，施工使用的焊条采用E43型焊条，焊缝高度均为4mm。

女儿墙天基板立板采用4mm厚折边件（或角钢）与屋面板焊牢，折边件（或角钢）间距750mm设置1道，长度不小于60mm。每块立板保证三点焊接，焊缝高度4mm，焊缝长度不小于60mm，如图2所示。

图2 女儿墙立板连接作法示意

板缝采用CMG灌浆料嵌实，强度等级C50；所有焊缝均采用环氧富锌漆进行防锈、防腐处理。

2.2　干挂琉璃瓦设计

根据相关金属与石材幕墙工程技术规范材料标准要求及设计计算，采用厚度为400mm×300mm× 30mm琉璃平瓦，以满足点挂外墙石材厚度及最大使 用面积施工工艺要求，材料抗弯性能指标5300（≥1200N）、吸水率8.4（＞6、≤10）、抗冻性能、耐急冷急热性能指标均满足要求。

后置女儿墙预埋4个50mm×80mm×5mm镀锌角码与主龙骨进行焊接连接，主龙骨采用40mm× 60mm×5mm的镀锌方钢管，次龙骨则采用50mm× 50mm×5mm镀锌角钢通长布置。为保证现场排砖观感及平整度质量，经设计计算确定每块琉璃瓦采用4套专用R形耳朵形铝合金可调节组合挂件进行现场打孔安装，第一排琉璃瓦铝合金挂件成对角布置，水平挂件距离琉璃瓦边70?mm，垂直挂件距琉璃瓦80mm；第二排、第三排琉璃瓦铝合金挂件成对角布置，水平挂件距琉璃瓦边82mm，垂直挂件距琉璃瓦边80mm打孔深度25mm，琉璃瓦接缝部位预留15mm厚拼接缝，并采用暗红色中性硅酮耐候密封胶 封闭。

3　工艺流程

装配式女儿墙干挂琉璃瓦技术设计→施工测量放样→天基板钢龙骨焊缝处理→方钢立柱焊接、女儿墙天基板吊装焊接→防腐处理→女儿墙天基板板缝细部处理→现场加工安装琉璃瓦挂件→主龙骨焊接、次龙骨焊接、龙骨防腐→琉璃瓦安装→打胶。

4　施工技术要点

4.1　施工测量放样

复查测量控制线及水准基准点，根据模型设计确定钢立柱天基板安装基准控制线，确定分格控制线及焊接定位线；根据BIM模型排砖设计放样干挂琉璃瓦基准控制线，确定安装分格控制线。

4.2　天基板钢龙骨焊缝处理

首先对原钢骨架进行打磨，清除焊渣及锈蚀部 位，将缝打磨至齐平母材金属表面平滑，焊口范围内镀锌层打磨，防止锌液体对焊缝金属的渗透，保证焊接工艺质量。

4.3　方钢立柱焊接、女儿墙天基板吊装焊接 将方钢立柱及女儿墙天基板用塔式起重机吊运至安装位置，方钢立柱先进行预安装，确认其定位打磨位置贴合符合要求后，再进行定位点焊，经测量校准无误后，方钢立柱与原屋面天基板C形钢采用对边焊进行四边满焊连接，天基板女儿墙采用人工配合塔式起重机进行安装，女儿墙天基板立板采用4mm厚折边件（或角钢）与屋面板焊牢。

为保证相邻天基板之间的整体性，立柱端采用双侧180mm×80mm×8mm钢板围焊焊接固定连接在方钢立柱上，天基板墙顶部位钢立柱与女儿墙天基板采用200mm×80mm×8mm钢板围焊连接形成整体，焊缝高度4mm，涉及焊缝等级均为二级，焊接过程中应注意防雨、防风，必要时增加遮挡设施。

4.4　防腐处理

所有焊缝进行全面检查后，采用两道铁红醇酸防锈漆，各色醇酸磁漆2道，涂膜厚为120μm，进行防腐处理，边框与芯材接触表面不刷漆。

4.5　女儿墙天基板板缝细部处理

板缝两侧采用专用硅酮结构密封胶注胶封堵，缝内采用C50强度CMG灌浆料嵌实，以保证天基模板与方钢柱之间贴合紧密。

4.6　现场加工安装琉璃瓦挂件

采用专用模具依据图纸要求及尺寸设计在台钻上固定进行现场打孔，采用定型石板托架，以保证孔位垂直准确。 石材加工完毕，针对加工构件尺寸进行预拼装检验，对符合加工质量标准的琉璃瓦进行编号，并单独整齐存放。

4.7　主龙骨和次龙骨焊接

根据建筑物女儿墙高度，均匀分布后置埋件，干挂主龙骨采用4个50mm×80mm×5mm镀锌角码与方钢立柱进行焊接连接，幕墙效果采用外倾式装饰效果，后置角码长度及纵横距应对应排布焊接，后置埋件标高偏差不大于5mm，位置偏差不大于10mm；根据幕墙龙骨深化图尺寸，安装主次龙骨，主龙骨采用40mm×60mm×5mm镀锌方钢管与角码进行焊接，主龙骨安装标高偏差不大于3mm，轴线左右偏差不大于3mm，次龙骨采用50mm×50mm×5mm镀锌角钢通长布置，次龙骨水平标高偏差不大于1mm，所有焊缝应进行防锈、防腐处理。

4.8　琉璃瓦安装

将已加工验收合格后的琉璃瓦人工运至安装部位，对出现破损、色差的构件进行更换，再次校核琉璃瓦规格和基面尺寸，采用由下往上的安装顺序，由女儿墙底第一排开始对号安装。安装时按照排砖线进行预挂、试拼，校准水平及垂直位置后进行终拧安装,琉璃瓦安装时左右、上下的偏差不大于1.5mm，严格控制相邻琉璃瓦拼缝间距15mm。

4.9　打胶

琉璃瓦接缝部位预留15mm厚拼接缝，采用暗红色中性硅酮耐候密封胶封闭。

5　应用成果及效果检测评价

采用装配式天基板女儿墙，施工操作简便，通过装配式天基板增加间隔式钢立柱，构件一体化整体焊接拉结施工工艺，满足干挂琉璃瓦各项荷载的强度要求，整体强度高于后锚固现浇钢筋混凝土女儿墙。借鉴传统外墙背栓式干挂法，将琉璃瓦装饰面板与龙骨结构进行连接，固定在装配式女儿墙钢立柱结构上的形式，经复核计算，现场加工后的构件满足最大抗拉及抗剪受力要求。

采用装配式天基板女儿墙干挂琉璃瓦使屋面整体改造工程操作更简便，加快了施工进度，避免了工程履约风险及冬期施工混凝土湿作业质量及养护强度不足导致后期质量隐患的风险。同时，干挂琉璃瓦能有效防止湿作业过程中盐碱颜料对石材的渗透污染，提高装饰质量和美观效果。与传统作业相比，本施工技术在应用过程中合理有效地运用节能材料，节省人工成本、材料及租赁费，无需采取冬期施工保温措施，减少季节性措施费用，同时可避免冬期施工湿作业后期温差变形脱落空鼓质量问题导致的维修费用，后期维修更换便捷，维护成本降低。

6　结束语

标志性建筑改造施工过程中，通过对施工条件、施工要求的分析，针对施工工艺精心策划、分析论证以及严格的过程质量管控，顺利解决了施工重点与难点问题，保证了加固改造工程的完美收官，同时提高了施工工艺技术水平，为推动后续同类工程施工积累了施工经验与方法。