高层建筑屋顶停机坪铝合金甲板施工探讨

高层建筑屋顶停机坪铝合金甲板施工探讨

关林

（上海建工二建集团有限公司 上海 200080）

摘  要：近些年，人们对工作和生活环境的要求逐渐提高，高层建筑的数量随之增多，很对建筑都设置的屋面停机坪，除满足客货运输、改变出行方式外，直升机在高层建筑消防疏散、紧急救护方面亦有重要作用，本文结合工程实例从钢构与混凝土结构连接的特殊节点做法介绍高层建筑屋顶高架式钢结构铝合金甲板直升机停机坪的施工。

项目屋顶设置有直升机停机坪，停机坪由多达数百余种形式尺寸的航空合金甲板按照施工节点（化学锚栓）拼接加固完成，为了确保停机坪航空甲板按照拼缝大小、平整度、坡率、尺寸大小等进行准确安装，不影响直升飞机的正常停飞，施工质量、材料管理控制尤为关键；停机坪信息通讯设备需与机房控制系统正常的连接，发挥应有的功能；需要对停机坪施工进行二次深化，对施工工序及质量控制提出更详细的要求。

关键词：停机坪；钢结构；铝合金甲板；施工

1.前言

近年来随着城市建设的迅猛发展，越来越多的高层、超高层及特殊功能的建筑在城市中涌现，为适应城市对国防、治安、反恐、消防、金融、通信、旅游等的需求，许多建筑在屋顶设置了直升飞机停机坪，这类屋面不仅需要满足防水、抗渗、隔热、防雷、屋面空调设备的安装、各种管道的设置、屋面雨水的排泄等普通屋面的功能要求，而且还要满足直升机起飞、降落和停留等航空的需求。

根据建筑质量标准以及航空标准，设计合理的建筑构造和节点做法，同时与结构构造相结合，采取有针对性的施工工艺和质量控制措施，使该项超高层建筑直升飞机停机坪应用取得了显著的成效，并形成了一套完整的技术先进、效益显著、经济适用、操作方便、符合节能环保要求的施工方法。

2.工程前景提要

本工程直升机停机坪呈圆形，直径约为18m，建筑面积约为252.34m2，直升机停机坪设计最大起飞重量为6吨，本工程设计标高为98.155m。经二次深化设计后由H钢型材、铝合金甲板、安全网结构件、灯光气象设备、消防设施、油漆涂料等施工材料组成。

3.原因分析与方案可行性分析

（1）原因分析

直升机停机坪甲板及安全网安装传统做法为全部采用化学锚栓固定在混凝土上，本次背景项目合计栓学锚栓数量约1200套，锚栓数量多，在混凝土上分布密集，主要在梁上表面及梁侧。规格M10×130化学锚栓在混凝土上钻孔深度至少在100mm左右，这样对打断混凝土钢筋的风险大大增加，从而影响混凝土强度，导致无法满足直升机起降载重要求，对直升机起降造成安全隐患，且对长期维护工作带来较大风险。

（2）方案选择与可行性分析

通过优化停机坪主体结构的有关施工工艺，改善停机坪甲板基座基础的连接方式，从而提高停机坪甲板平整度、拼缝大小等拼接质量，并有利于今后的使用耐久性。主要通过以下方式进行优化：

方案1、控制混凝土结构的完成面平整度

方案1分析：混凝土完成面对于甲板安装进度要求较高，存在人为误差大，且混凝土面层浮浆强度影响膨胀螺栓施工，工作量较大，不宜操作，控制难度大，对混凝土结构破坏性大。

方案2、甲板通过膨胀螺栓与混凝土结构直接连接

方案2分析：混凝土完成面对于甲板安装进度要求较高，存在人为误差大，且混凝土面层浮浆强度影响膨胀螺栓施工，工作量较大，不宜操作，控制难度大，对混凝土结构破坏性大，这样对打断混凝土钢筋的风险大大增加，从而影响混凝土强度导致无法满足直升机起降载重要求，对直升机起降造成安全隐患。

方案3、降低结构标高，增加H型钢钢结构层，采用甲板与H型钢连接的方式

方案3分析：铝合金甲板下方增加一层工字钢结构与混凝土连接固定，混凝土上提前预埋钢板，工字钢与预埋钢板进行焊接固定，铝合金与工字钢采用螺栓连接固定，安全网底座与工字钢焊接固定。

经过多方面的分析与验证，最终决定采用“降低结构标高，增加H型钢钢结构层，采用甲板与H型钢连接的方式”的方案。如下图所示：

原停机坪钢筋混凝土结构          优化后增加H型钢层

4.方案实施与控制要点

工艺流程如下：预埋件施工→H型钢施工→铝合金甲板施工→安全网施工

4.1、预埋件

预埋件为 Q235B 材质钢板及Φ10 钢筋组成，在花架钢筋绑扎时确定预埋件位置，在钢架搭设到操作面时进行预埋件预埋，预埋件需保证平整度，位置应根据图纸文件一致，预埋件与混凝土钢筋碰撞时，可根据现场实际情况适当按图纸左右偏移，圆周方向按圆弧方向调整。

4.2、H型钢施工

降低结构标高，增加H型钢钢结构层，采用甲板与H型钢连接的方式。具体表现为将主体结构柱子降低40cm，结构梁施工前进行埋板预埋，停机坪柱子及混凝土梁浇筑完成后，通过400mm高H型钢与埋件进行焊接，再将甲板与H型钢通过螺栓进行连接。通过控制H型钢表面平整度来控制大面甲板的平整度。

4.3、铝合金甲板施工

铝合金甲板为 6061-T6 定制型材，铝合金甲板安装在H型钢梁上，甲板各型材之间通过凹凸槽结构榫卯连接，型材底部与框梁H铝型材上翼缘板压块螺栓连接固定，铝合金甲板与H型钢之间采用橡胶垫隔开，甲板中间连接缝涂胶并铆接盖板密封。

1、以框梁中间的H型钢中心作为甲板连接中缝，分别将2根甲板拼装在图纸指定的边缘位置，注意将型材的凹缘朝向直升机平台中心，两根型材中缝与 H 铝型材中心对齐，在甲板型材底部钻孔，通过 M10×50 螺栓与框梁上翼缘板连接固定，注意预紧扭力满足规范要求；

2、准备第 2 根型材，粘贴好密封胶带，并在胶带上涂抹植物油，然后用千斤顶和专用工装将型材与安装好的型材推紧在一起，同时要确保两根型材中缝与 H 型钢梁中心对齐。在推紧的状态下，对型材底部通过 M10×50 螺栓H型钢梁上翼缘板连接固定，注意预紧扭力满足规范要求；

3、按照图纸编号要求，重复步骤2，直至所有甲板型材均与铝合金框梁安装固定。注意：在安装甲板型材时，必须在指定位置同步安装系留座，否则将无法安装；

4、将铝制盖板放置在甲板中缝上，按图定位后划线移开盖板，用电动角磨机打磨去除甲板型材划线区域内的防滑齿，打磨完成后清扫干净，涂密封胶，粘贴橡胶板，再次放置好铝制盖板，按照图纸要求打孔，采用M4.8×18的铝合金铆钉将铝制盖板与甲板型材铆接固定。

4.4、安全网施工

安全网由槽钢型材底座、支座、钢制网片、驱动机，底座与H型钢梁腹板焊接连接，腹板对侧焊接有加强筋，支座螺栓固定在底座上，钢制网片销轴固定在支座上，驱动机与网片之间支座轴连接固定，确保网片支座固定在同轴上，安全网片可以正常起降。

1、根据图纸确定安全网底座位置，保证安全网底座在同一平面，采用焊接固定在 H 型钢腹板上；

2、在安全网底座对侧焊接加强筋，底座下侧焊接有加强筋做结构加强；

3、将支座螺栓固定在安全网底座上，螺栓不上紧；

4、将安全网销轴安装在支座上，调整支座位置，保证支座与安全网片支腿能自由活动无干涉，锁紧螺栓；

5、安装驱动机，保证驱动机转轴与安全网支腿轴同轴，确定安全网底板高度，焊接固定在安全网底座上，驱动机螺栓固定在底板上；

6、安全网整体放倒、升起高度应保证一致性；

5. 质量控制措施

（1）钢梁工厂制作采用加热炉整体退火对埋件消除应力，稳定结构尺寸采用振动法消除应力，并符合国家现行标准《振动时效工艺参数这择及技术要求》(JB/T-5926)的规定。工地安装界使用圈头手锤或小型振动工具采用锤击法消除应力。不对根部缝、盖面或坡口边缘的母材进行锤击。

(2)高强度螺栓应自由穿入螺栓孔内，严禁用气翻扩孔。扩孔时,铁屑不得掉入板层间。扩孔量不得超过一个接头螺栓孔的1/3，扩孔直径不得大于原孔径+2mm。严格按照从中间向四周扩展的顺序，执行初拧、复拧、终拧的施工工艺程序，严禁直接终拧。

(3)机坪配各设备领全部符合《中国民用航空总局直开机飞行场地技术标准)(MH5013-2008)、《ICAO国际民航组织直升机场规范标准》(9261-AN /903):须采用能直接利用直升机上的通讯无线电来自动开启机坪上的导航灯、屋顶型夜间发光风向标(风向袋)，路径指示仪，机评边灯与边灯的间距、灯光颜色及色度、边灯仰角等角度光源必须严格控制。

6.结语

但相对于方案1和方案2带来的结构风险、直升机起降造成安全隐患及后期数十年的维修维护保养，总体效益可行。本文从钢构与混凝土屋面连接的特殊节点做法优化、钢结构制作与安装、铝合金甲极安装及施工中的质量控制几方面，介绍了高层建筑屋顶高架式钢结构铝合金甲板直升机修机评的施工，解决了原钢筋混凝土结构直升机停机坪连接方式所面临的问题，提高了高架式停机坪施工质量，并为后续的使用与维保创造了更多便利，目前该工程已验收并投入使用。随着经济发展，对直升机停机坪的需求日益普遍，希望本文对类似工程具有参考价值。

参考文献

[1] 张兴权,曲鹏.谈建设屋顶直升机停机坪的意义和要点[J].消防科学与技术,2003,22(1):37-38. 

[2] 余佑钟.某工程停机坪结构设计及施工措施方案优化[J].福建建设科技,2014(6):18-20.

[3]张磊,王建国.施工方法创新对施工质量的影响研究[J].建筑科学与技术,2022,32(8):78-83.

[4] 《国用直升机场飞翔场地技术规范》MH5013-2014