一种暗扣式超长金属屋面直立锁边及其施工方法技术领域
本发明涉及一种暗扣式超长金属屋面直立锁边及其施工方法，可广泛适用于体育
场馆、会展中心、火车站、机场等大型公共建筑物屋面及其他普通金属屋面的施工。
背景技术
目前，直立锁边金属屋面板大量应用于建筑屋面，传统金属屋面板的两直立锁边
端部的挂钩形卷边均为普通的圆滑弧形卷边，两者之间的密封性较差，在风力的推动作用
下，屋面水极易虹吸到卷边内部，导致渗水或者系统内部的保温绝热材料被破坏。另外，相
邻两金属屋面板的母肋和子肋在安装扣合时是通过电动锁边机锁边咬合的方式固定的，这
种方式容易对板材造成机械损伤，增加裂痕漏水的可能性。因此，提出本发明。
发明内容
针对现有技术的上述技术问题，本发明的目的是提供一种暗扣式超长金属屋面直
立锁边及其施工方法，其金属屋面外板的短向立边采用暗扣式咬合密闭连接，工艺现场易
于操作，可用于各种不规则多曲面屋面施工，满足建筑物屋面不同风格的造型，体现优美的
建筑效果。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种暗扣式超长金属屋面直立锁边，包括主钢构，所述主钢构上安装有调坡支托，所述
调坡支托上安装有主檀托，所述主檀托上安装有主檀条，所述主檀条上安装有次檀条，所述
的次檀条上安装有底板，所述的底板上安装有保温层，所述的保温层上通过金属固定座固
定屋面外板。
所述的主檀托包括安装在调坡支托上的立柱，所述的立柱上安装有支撑板，所述
的支撑板上并列的安装有两个立板，所述的立板形成槽体，所述的主檀条安装在槽体内。
所述的立板和支撑板之间设有加强板。
一种暗扣式超长金属屋面直立锁边的施工方法，包括以下步骤：
（1）檩托安装；
（2）檩条安装；
（3）底板安装；
（4）固定座安装；
（5）避雷件安装：通过镀锌钢带在屋面外板下隐藏做一个引下线，将电流引到檩条上，
和主体结构形成整体，4.0mm厚4X40mm镀锌钢带与固定座及檩条分别用两个自攻钉连接，一
头固定在檩条上，另一头固定在T型码支座上，引下线纵横间距≤10m；
（6）保温棉铺设；
（7）屋面外板安装：采用肋高65mm、宽300mm的金属屋面外板，采用暗扣方式进行横向连
接，单块屋面外板长为122m。
所述的步骤（1）包括以下步骤：将檩托焊接在原钢结构构件的上面，其中，檩托的
定位方法如下：根据檩距和檩条的跨度确定出檩托的位置互相垂直两个方向的定位线；檩
托定位后，其与原屋面钢梁表面的夹角为90°±1°，位置偏差在5mm内；在焊接过程中先对称
点焊，检查檩托的角度，合格后再焊接。
所述步骤（2）的檩条安装包括以下步骤：
（2-1）根据檩托位置，控制檩条安装位置偏差；
（2-2）第一排檩条就位后，先电焊固定，复测檩条顶标高，待检查合格后，安装第二排檩
条，检查正在安装的檩顶面与已安装的相邻檩条顶面平齐，或相邻檩条顶面高差在2mm以内
时固定，如超出偏差范围，通过垫板调整后再固定，安装时将两相邻檩条顶面调成一致，后
面檩条依次类推；
（2-3）分个分区檩条安装完毕后，需进行整体复测；
（2-4）檩条焊接后应对焊缝及其四周进行防腐处理，清除干净焊缝表面的药皮和污物。
所述步骤（3）的底板安装包括如下步骤：
（3-1）在底板安装前先以主桁架的一边放出定位板边线，安装定位板，根据定位板依次
安装底板，每两榀主桁架之间的排板放一条复核线，复核底板安装尺寸偏差并进行调整；
（3-2）在底板安装前，利用水准仪和经纬仪在安装好的主桁架的檩条上先测放出第一
列板的安装基准线，以此线为基础，每两榀主桁架之间的距离为一组距，在屋面整个安装位
置测放出底板的整个安装测控网；测控网测设完成后，安装前将每一组距间每块板的安装
位置线测放至屋面檩条之上，此线为标准，以板宽为间距，放出每一块板的安装位置线；
（3-3）当第一块压型板固定就位后，在板端与板顶各拉一根连续的准线，两根线和第一
块板将成为引导线，在安装一段区域后定段检查；
（3-4）压型底板通过自攻螺钉与主檩条连接，自攻螺钉的间距：横向为一波的距离，在
波谷处与檩条连接；钢底板的安装顺序为由低处至高处，由两边缘至中间部位安装；搭接为
高处搭低处。
所述步骤（4）固定座的安装包括以下步骤：
（4-1）安装前的测量放线：采用经纬仪，将轴线引测到檩条上表面，作为固定座安装的
纵向控制线，第一排支座位置要的支座间距采用标尺确定；
（4-2）固定座的安装：先安装支座下方的隔热垫，支座的安装采用对称打二颗自攻螺
钉，安装时，先打入一颗自攻螺钉，然后对支座进行校正一次，调整偏差，支座端头安装方向
与屋面外板铺板方向一致，校正完毕后，再打入第二颗螺钉，将其固定，安装好后，控制好螺
钉的紧固程度，避免出现沉钉或浮钉；
（4-3）安装完成后的复测：先用目测检查每一列固定座，看是否在一条直线上，如发现
有较大的偏差时，对有偏差的支座进行纠正，在固定座安装完成后进行全面检查，采用在固
定座梅花头位置用拉线方式进行复查，对错位及坡度不符、与屋面外板不平行的及时调整。
所述步骤（7）屋面外板的安装步骤如下：
（8-1）金属屋面安装顺序：先安装主桁架上的直板，再进行主桁架之间次桁架上的扇
板，直板的安装对扇板起定位、过渡作用；
（8-2）侧向防水：以屋面曲线的最高点为中心，由两边的低点向中心最高点铺设，保证
母边始终位于本板的水平标高的低点；
（8-3）咬口锁边：屋面外板铺设完成后，用咬边机咬合后，进行二次咬口锁边；
（8-4）安装完成后的复测：在完成金属屋面外板的安装后，安排技术小组对已安装完成
的金属屋面外板的各项性能进行测试，以保证金属屋面外板的防水、抗风等性能；
（8-5）在屋脊处设置屋面固定点。
本发明暗扣式超长金属屋面直立锁边及其施工方法，与现有技术相比具有如下有
益效果：
1、工艺先进，抗风性能优越。
施工时整个屋面系统采用梅花固定座，直立锁边固定面板，不需要穿透板面，不会
产生应力集中问题。
传统的做法为穿透式螺钉固定的屋面外板。在遭遇大风时，由于屋面外板反复承
受正负风压，在钉孔处产生应力集中导致撕裂，虽然螺钉仍然留在檩条上，但屋面外板却已
被吹飞。
本发明采用铸压铝合金固定座与檩条固定，再将屋面外板卡在固定座的梅花头
上，然后用电动锁边机将板肋锁在固定座上，这种固定方式不需穿透板面，因而屋面外板没
有任何损伤，不会产生应力集中问题，具有很强的抗风性。
2、杜绝屋面渗漏，具有很强的防水性能。
屋面外板纵向与屋面通长，横向采用暗扣锁边搭接技术。为防止雨水被风吹入横
向搭接缝后在两块板之间形成毛细作用，屋面外板的板肋采用反毛细凹槽，即在小肋的侧
部设置一个凹槽，使大肋与小肋之间存在一个空腔，减小了水的表面张力，从而阻止了毛细
水向上运动渗入室内。板块之间锁合后,形成完全密封的直立锁缝，杜绝雨水从搭接边处渗
透，具有很强的防水性能。
3、屋面外板可自由伸缩，具有很好的温度变形处理性能。
采用直立锁边固定方式，ST铝合金固定座仅限制屋面外板在板宽方向和上下方向
的移动，并不限制屋面外板沿板长方向的移动，因此屋面外板在温度变化时能够在固定座
上自由伸缩，不会产生温度应力。
4、工艺简便，便于操作。
采用专业化集装箱移动式压型机器，现场生产，灵活性高，产品质量稳定。模块化
的施工，可以大大的缩短施工周期。
综上，本发明有效的解决了屋面外板防风、防水、温度变形技术难题，且现场容易
操作。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中的主檀托的结构示意图；
其中，1为主钢构、2为调坡支托、3为主檀托、31为立柱、32为支撑板、33为立板、34为槽
体、35为加强板、4为主檀条、5为次檀条、6为底板、7为保温层、8为金属固定座、9为屋面外
板。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于
此。
如图1和2所示，本发明暗扣式超长金属屋面直立锁边，包括主钢构1，主钢构1上安
装有调坡支托2，调坡支托2上安装有主檀托3，主檀托3上安装有主檀条4，主檀条4上安装有
次檀条5，次檀条5上安装有底板6，底板6上安装有保温层7，保温层7上通过金属固定座8固
定屋面外板9。
为增加本发明的安全性能，本发明中的主檀托3包括安装在调坡支托2上的立柱
31，立柱31上安装有支撑板32，支撑板32上并列的安装有两个立板33，立板33和支撑板32之
间设有加强板35，立板33形成槽体34，主檀条4安装在槽体34内。
本发明暗扣式超长金属屋面直立锁边的施工工艺流程如下：
测量放线→檩托安装→檩条安装→底板安装→固定座安装→避雷件安装→保温棉安
装→面板安装→咬口锁边→泛水收边安装安装→完工清理 →竣工验收。
本发明暗扣式超长金属屋面直立锁边的施工方法，具体包括以下步骤：
（1）檩托安装
檩托的安装是本发明的第一道工序，也是本发明施工中极其重要的工序，因为整个屋
面的坡度大部分都是靠檩托来调节、过度的，安装的好坏直接影响到后面的工序即檩条、屋
面固定座的安装精度以及屋面外板9能否自由滑移的要求，其施工质量直接影响到整个屋
面的施工质量。
（1-1）檩托定位
檩托焊接在原钢结构构件的上面，檩托定位方法如下：根据檩距和檩条的跨度确定出
檩托的位置互相垂直两个方向的定位线。
（1-2）檩托安装要求
a、檩托定位后，其与原屋面钢梁表面的夹角要保证为90°±1°度，位置偏差在5mm内。
b、在焊接过程中要采取减小变形的措施，先对称点焊，检查檩托的角度，合格后再
焊接，不合格的要校正角度，点焊要牢固。
c、焊接时电流要适当，焊缝成形后不能出现气孔和裂纹，也不能出现咬边和焊瘤，
焊缝尺寸应达到设计要求，焊波应均匀，焊缝成型应美观。
（2）檩条安装
檩条是整个屋面系统的结构基础，檩条安装的好坏直接影响整个屋面的线条流畅及造
型。
檩条安装控制要点如下：
（2-1）根据檩托位置，严格控制檩条安装位置偏差；
（2-2）第一排檩条就位后，先电焊固定，复测檩条顶标高，是否满足设计要求；待检查合
格后，安装第二排檩条，检查正在安装的檩顶面与已安装的相邻檩条顶面平齐，或相邻檩条
顶面高差在2mm以内时固定，如超出偏差范围，通过垫板调整后再固定，安装时应尽量将两
相邻檩条顶面调成一致，后面檩条依次类推；
（2-3）分个分区檩条安装完毕后，需进行整体复测，保证设计标高、线条流畅；
（2-4）檩条焊接后应对焊缝及其四周进行防腐处理，清除干净焊缝表面的药皮和污物。
防腐材料可用防锈漆或富锌漆，要求涂刷两道。
（3）底板安装
屋面底板在本发明中具有装饰及二次防水的作用，底板安装的质量直接影响整个屋面
外观及屋面二次防水的效果。
底板安装的控制要点如下：
（3-1）在底板安装前先以主桁架的一边放出定位板边线，安装定位板，根据定位板依次
安装底板，每两榀主桁架之间的排板放一条复核线，复核底板安装尺寸偏差并进行调整，以
免产生较大的累积误差。
（3-2）在底板安装前，利用水准仪和经纬仪在安装好的主桁架的檩条上先测放出
第一列板的安装基准线，以此线为基础，每两榀主桁架之间的距离为一组距，在屋面整个安
装位置测放出底板的整个安装测控网；测控网测设完成后，安装前将每一组距间每块板的
安装位置线测放至屋面檩条之上。此线为标准，以板宽为间距，放出每一块板的安装位置
线。
（3-3）当第一块压型板固定就位后，在板端与板顶各拉一根连续的准线，这两根线
和第一块板将成为引导线，便于后续压型板的快速固定，在安装一段区域后要定段检查，方
法是测量已固定好的压型板宽度，在其顶部与底部各测一次，以保证不出现移动和扇形。
（3-4）压型底板通过自攻螺钉与主檩条连接，自攻螺钉的间距：横向为一波的距
离，在波谷处与檩条连接； 钢底板的安装顺序为由低处至高处，由两边缘至中间部位安装；
搭接为高处搭低处。
（4）固定座安装
固定座的安装是屋面外板9施工的关键程序，因其直接关系到屋面外板9能否顺利安装
及屋面外板9的抗风能力，本发明选用T码为铝合金固定座，T码的安装为屋面安装的关键环
节，底部有隔热垫。另外，固定座的安装误差还会影响到屋面外板9的纵向自由伸缩，前屋面
外板9槽口扣合的严密性。
（4-1）安装前的测量放线
首先，采用经纬仪，将轴线引测到檩条上表面，作为固定座安装的纵向控制线。
第一排固定座安装最为关键，将直接影响到后续支座的安装精度。因此，第一排支
座位置要多次复核，其支座间距应采用标尺确定。
另外，固定座的数量多少，决定着屋面外板9的抗风能力。所以，固定座应沿板长方
向的排数严格按图纸设计进行安装，不得漏装，少装。
（4-2）固定座的安装
屋面外板9支座安装质量控制思路，在屋面外板9安装后，因热胀冷缩过程中，能使屋面
外板9自由滑移，防止出现因支座安装不正确在屋面外板9滑移的过程中将屋面外板9拉破。
安装固定座时，应先安装支座下方的隔热垫。支座的安装采用对称打二颗自攻螺
钉。安装时，应先打入一颗自攻螺钉，然后对支座进行校正一次，调整偏差，并注意支座端头
安装方向应与屋面外板9铺板方向一致。校正完毕后，再打入第二颗螺钉，将其固定。安装好
后，应控制好螺钉的紧固程度，避免出现沉钉或浮钉。
（4-3）安装完成后的复测
先用目测检查每一列固定座，看是否在一条直线上。固定座如出现较大偏差时，屋面外
板9安装咬边后，会影响屋面外板9的自由伸缩，严重时板肋将在温度作用下被磨穿。因此，
如发现有较大的偏差时，应对有偏差的支座进行纠正，直至满足安装要求。
在固定座安装完成后进行全面检查，采用在固定座梅花头位置用拉线方式进行复
查，对错位及坡度不符、与屋面外板9不平行的及时调整。
（5）避雷件安装
金属屋面本身是一个大的导体，宜利用其金属屋面外板9直接作为接闪器，与结构整体
防雷体系紧密连接，充分解除雷电破坏、静电积留的问题。但是本发明中的T码支座都带有
隔热断桥，本发明的施工方法是：通过镀锌钢带在屋面外板9下隐藏做一个引下线，将电流
引到檩条上，和主体结构形成整体。具体做法是，4.0mm厚4X40mm镀锌钢带与固定座及檩条
分别用两个自攻钉连接，一头固定在檩条上，另一头固定在T型码支座上，引下线纵横间距
≤10m，从而保证屋面的防水、整洁和美观。
电流传递方式为：
金属屋面外板9→金属固定座→镀锌钢带→檩条→桁架→柱→大地。
（6）保温棉铺设
保温棉除保温节能作用外，还具有减噪的作用。保温棉紧贴于底板与面板之间，可有效
减少雨季雨滴敲打屋面外板9产生的噪音。为保证保温棉铺设不受天气的影响，屋面外板9
与保温材料平行施工。
保温棉铺设时应注意以下事项：
（6-1）保温棉必须铺平、无翘边、折叠；接缝严密，上下层错缝铺设。
（6-2）由于玻璃丝棉为受潮易损坏材料，保温棉的铺设最好与屋面外板9安装同步
进行，同时应在裸露和交接缝处用彩条布等物覆盖，做好防风雨保护措施。为保证工程施工
质量，雨、雪或大风天气严禁施工。
（6-3）为防止保温棉长时间暴露，施工时必须严密组织、集中施工，尽量减少保温
棉暴露时间，同时准备防雨苫布，每天施工完后及时将未覆盖的保温棉临时覆盖。以防夜间
被雨淋湿。
（6-4）保温棉端部必须固定，可用订书机搭接固定。
（6-5）在屋脊、檐口、洞口等处须作收边处理。
（7）屋面外板9安装
本发明中，施工采用了肋高65mm，宽300mm的金属屋面外板9，采用暗扣方式进行横向连
接，由于体育场空间较大，单块屋面外板9长为122m，为超长板结构。
屋面外板9是整个工程外观效果最直接的体现，为保证整个屋面的设计造型，结合
结构特点，施工中采用了直板和扇板相结合的布板形式，分块分区铺设。直板穿插于扇板中
间，为屋面造型平缓过渡，确保整个屋面外观效果更加流畅、生动。
屋面安装控制要点：
（7-1）金属屋面安装顺序
根据设计部门的深化设计，分区单独安装。每个区的金属屋面安装的顺序为：先安装主
桁架上的直板，再进行主桁架之间次桁架上的扇板，直板的安装对扇板起定位、过渡作用。
（7-2）侧向防水
本发明为曲线屋面，由于屋面侧向坡度变化较大，除考虑纵向排水外，还得考虑屋面外
板9的侧向排水，为保证屋面系统的防水性能更强，需考虑屋面外板9公母边的咬扣。以屋面
曲线的最高点为中心，由两边的低点向中心最高点铺设，保证母边始终位于本板的水平标
高的低点，从而保证曲线屋面的侧面防水。
（7-3）咬口锁边
直立锁边屋面系统通过公母边与梅花型固定座固定，不需要穿透板面，为360度防水，
本发明采用机械式咬口锁边。屋面外板9铺设完成后，应尽快用咬边机咬合，以提高板的整
体性和承载力。为加强屋面外板9的整体防水效果，需进行二次咬口锁边，保证屋面外板9咬
合紧密。
（7-4）安装完成后的复测
在完成金属屋面外板9的安装后，安排技术小组对已安装完成的金属屋面外板9的各项
性能进行测试，以保证金属屋面外板9的防水、抗风等性能。
（7-5）屋面固定点
金属屋面在夏天表面温度可达到60摄氏度，热膨胀率较大，为了使其在热胀冷缩时延
预定的方向伸缩，在金属屋面安装时必须设置固定点，固定点的设置与屋面外板9长度、屋
顶坡度、板材宽度和屋面荷载有关。固定点设置的方式也有许多种，此屋面固定点设置在屋
脊处，这样设置屋面外板9可以延两个长度方向自由伸缩，成功的解决了这一问题。
（8）关键节点的处理
（8-1）屋脊
屋脊的处理采用铝合金密封件与泡沫密封条结合的方法，先用与板型相吻合的铝合金
密封件与屋面外板9板肋用防水铆钉连接固定，并在密封件后塞入与板型一致的屋脊泡沫
密封条，然后将屋脊盖板与密封件用铆钉在中间固定，这样即使外露的铆钉漏水，雨水也是
滴在屋面外板9上而不是室内，而且密封件及密封条均是工厂预制的定型产品。
（8-2）山墙
对于山墙节点，一般的做法也是简单地将山墙盖板泛水与屋面外板9最边缘板肋用自
攻螺钉连接固定，其钉孔必然贯穿屋面内外，一旦出现密封失效，即会产生漏水。
本发明山墙做法为：首先将预制铝合金山墙扣槽用铆钉固定于屋面外板9板肋，再
用山墙扣件扣住扣槽后与固定座固定，这样便将扣槽牢牢固定住，然后将预制丁字形可调
扣槽卡在扣槽上，最后将山墙泛水用铆钉固定在丁字形可调扣槽上，由于外露的铆钉孔并
不穿过屋面外板9，所以不会有任何漏洞存在。
（8-3）檐口
对于任何形状的金属压型板来说，在檐口板肋下不可避免地会出缝隙，本发明在屋面
外板9檐口端部设通长铝合金角铝，一方面可增强板端波谷的刚度，另一方面可形成滴水
片，使屋面雨水顺其滴入天沟，而不会渗入屋面内部。在滴水角铝与屋面外板9之间，塞入与
屋面外板9板型一致的泡沫密封条，使板肋形成的缝隙能够被完全密封，防止因风吹灌入雨
水。
本发明中的屋面外板9是通过以下方法制作而成：
屋面外板9由成型机冷弯成直立锁边板。直立锁边板根据设计要求可以辊压成冷弯褶
皱、波纹、弧形板等形式。
屋面外板9冷弯辊压成型的几点技术要求如下：
（1）冷弯直板时，每张板的实际长度应根据设计长度适当放长30cm左右。
（2）辊压弧形板时，弧形的实际曲率应适当放大。主要考虑到主次檩条体系所构成
骨架的空间曲面的曲率与弧形屋面外板9的曲率之间存在的误 差，屋面弧形板曲率适当放
大。
（3）弧形板成型出板时，尤其注重对板材的保护，防止板材扭曲变形，甚至产生褶
皱而留下折痕。
屋面外板9的输送方式如下：
（1）人工搬运需步调一致，移动路线统一。
（2）吊装：
吊装时吊点设置及扁担两端悬挑长度的控制尤为重要，否则在起吊时彩钢板极易发生
折断。主扁担长度应根据实际板长进行加工，副扁担悬挑长度不能超过6m，控制在3～5m范
围内最适宜，吊点均匀布置，吊点之间的间距控制在 5-6m为宜。
（3）轨道式屋面外板9材顶升：
若施工场地开阔，可利用轨道式进行板材传输。本传输方式不需要外加动力。
板材输送时利用压板机组出板时推力在轨道上向屋面进行输送。
本发明的主要结构形式为：在主钢构上安装调坡支托，在支托上依次安装主次檩
条，安装屋面底板、保温材料及面板。最后用电动锁边机将屋面外板9的搭接边咬合在一起。
本发明的直立锁边工艺通过带肋的金属板互相咬合，从而达到防水目的的一种新型先进的
屋面系统，金属板可以是铝镁锰合金板也可以是镀铝锌钢板。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，
凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。