玻璃采光穹頂施工技術(shù)

楊守東

摘 要：某港口博物館有3個(gè)透明玻璃采光穹頂，采光頂主體結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)，龍骨采用鋁合金型材，面材選用8+1.52+8+12A+8雙銀LOW-E玻璃，穹頂外設(shè)氟碳噴涂鋁合金裝飾構(gòu)架。穹頂最高建筑高度為35 m，距離大廳地面27.5 m，穹頂中心與建筑邊緣的最小直線距離為50 m。重點(diǎn)介紹了玻璃采光穹頂?shù)氖┕ぜ夹g(shù)。

關(guān)鍵詞：玻璃采光穹頂；鋁合金裝飾構(gòu)架；博物館；鈦金復(fù)合板

中圖分類號(hào)：TU765 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.025

1 工程概況

國(guó)家水下文化遺產(chǎn)保護(hù)寧波基地帷幕工程項(xiàng)目建設(shè)用地為51 966 m2，由港口博物館、水下基地、會(huì)議中心和后勤辦公四部分組成，總建筑面積約40 987 m2，是集文化、教育與休閑為一體的綜合性博物館項(xiàng)目，也是一座公共性強(qiáng)、參與性強(qiáng)、寓教于樂的文化展示和學(xué)習(xí)休閑場(chǎng)所。同時(shí)，它也將成為體現(xiàn)城市文化品質(zhì)、展示北侖銳意進(jìn)取和勇于創(chuàng)新的重要窗口。

工程建筑高度為58 m，幕墻面積約2.5×104 m2，主要幕墻形式為鋁板幕墻、鈦金復(fù)合板幕墻、石材幕墻、金屬屋面?zhèn)€玻璃采光頂?shù)?。該建筑工程的整體設(shè)計(jì)如圖1所示。

2 施工技術(shù)

根據(jù)玻璃穹頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)和位置，并結(jié)合本工程的特點(diǎn)，施工時(shí)將玻璃采光穹頂幕墻分為了玻璃穹頂、鋁合金裝飾構(gòu)架兩部分。具體的施工技術(shù)方案如下。

2.1 玻璃穹頂施工

玻璃穹頂安裝工程分為多個(gè)分項(xiàng)工程，每個(gè)分項(xiàng)工程又可分為多個(gè)安裝工序，具體如下。

2.1.1 玻璃采光頂?shù)陌惭b

玻璃采光頂安裝的步驟為：測(cè)量放線→補(bǔ)充鋼結(jié)構(gòu)焊接→焊接檁托→T型鋁連接件的安裝→采光頂主龍骨的安裝→采光頂次龍骨的安裝→密封膠墊的安裝→玻璃面板的安裝→打膠密封。玻璃采光頂?shù)耐庑谓Y(jié)構(gòu)如2圖所示。

從宏觀角度看，分為以下2步。

第一步，測(cè)量放線。在安裝采光頂前，要測(cè)量主體鋼結(jié)構(gòu)，校對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)是否與設(shè)計(jì)圖紙相符合，公差為±5 mm。如果存在與設(shè)計(jì)不符的部位，則應(yīng)及時(shí)向業(yè)主和設(shè)計(jì)院匯報(bào)，盡早采取解決措施，避免影響施工進(jìn)度。

第二步，焊接槽型鋼件。該步驟又可以細(xì)分為以下8步：①根據(jù)施工圖紙測(cè)量槽型鋼件的位置，保證公差在±3 mm以內(nèi)，并在主鋼結(jié)構(gòu)上作標(biāo)記。②將槽型鋼件焊接于主鋼結(jié)構(gòu)上的標(biāo)記處，要求焊接平整、焊縫均勻。③安裝T型鋁轉(zhuǎn)接件。將T螺栓的螺栓頭滑入槽型鋼件的槽口，將槽型鋼件與T型鋁轉(zhuǎn)接件連接，中間墊上絕緣膠墊，擰緊螺栓，并保留一定的調(diào)整間隙，等待調(diào)整。④安裝鋁合金主龍骨。將T型鋁連接件滑入主龍骨背后的槽口內(nèi)，將鋁插芯插入主龍骨的插芯，擰上不銹鋼自攻釘定位；將組裝好的主龍骨一端的插芯插入已安裝好的主龍骨空腔內(nèi)，并將另一端上的T型鋁連接件與槽型鋼件上已安裝好的T型鋁連接件透過螺栓連接；連接主龍骨中間加強(qiáng)點(diǎn)上的T型鋁連接件，并通過T型鋁件上的齒口豎向調(diào)整，通過槽型鋼件上的橫向槽口橫向調(diào)整；調(diào)整完畢后緊固螺栓；安裝主龍骨間的防水硅膠片。⑤安裝鋁合金次龍骨。在次龍骨上主、次龍骨的交接部位抹上耐候密封膠，并將次龍骨裝進(jìn)主龍骨上的槽口內(nèi)，調(diào)整定位后，擰緊不銹鋼自攻釘。⑥安裝密封膠墊。⑦安裝玻璃板塊。通過軌道運(yùn)輸車將樓層間的玻璃板塊運(yùn)輸至指定部位，將玻璃板塊水平放置于對(duì)應(yīng)的位置，調(diào)整玻璃板塊間的距離，使之滿足設(shè)計(jì)圖紙的要求；調(diào)整合格后，采用不銹鋼螺栓將壓塊固定鋁龍骨上，并固定牢固。⑧密封膠施工。將玻璃板塊間隙內(nèi)的雜物清理干凈，除去灰塵、油污，填塞泡沫條，密封打膠。

2.1.2 不銹鋼天溝和收口附件的安裝

2.1.2.1 安裝順序

天溝安裝的順序?yàn)椋禾鞙贤屑馨惭b→不銹鋼天溝板的對(duì)接、焊接→開落水孔。

2.1.2.2 安裝方法

天溝的安裝方法具體分為以下3步：①天溝支架。天溝支架采用型鋼焊接。先放線，檢查合格后，開始焊接。在焊接過程中，要采取減小變形的措施，先對(duì)稱點(diǎn)焊，檢查各構(gòu)件的位置和天溝尺寸合格后再焊接，不合格的要校正角度；點(diǎn)焊要牢固，焊條直徑為4 mm，焊條型號(hào)為E4303；焊接時(shí)電流要適當(dāng)，焊縫成形后不能出現(xiàn)氣孔或裂紋，也不能出現(xiàn)咬邊或焊瘤；焊縫尺寸應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，焊波均勻，焊縫成型美觀。②不銹鋼天溝板的對(duì)接、焊接。在不銹鋼天溝板對(duì)接前，應(yīng)將切割口打磨干凈；對(duì)接時(shí)，應(yīng)注意對(duì)接縫的間隙不能超過1 mm，先每隔10 cm點(diǎn)焊，確認(rèn)滿足要求后方可焊接；焊條型號(hào)根據(jù)母材確定，但統(tǒng)一采用2.5 mm的直徑；焊縫一遍成形，待冷卻后將藥皮除去。本工程為曲線天溝，為了加快天溝的安裝速度，可將各節(jié)天溝在地面上獨(dú)立制作，并在地面上預(yù)拼裝，再吊至安裝位置，這樣不僅可以提高天溝的對(duì)接質(zhì)量，還可大大提高工作效率。③開落水孔。安裝好一段天溝后，要在設(shè)計(jì)好的落水孔位置中部鉆幾個(gè)孔，避免天溝存水，進(jìn)而對(duì)施工造成影響。天溝對(duì)應(yīng)部位的板安裝好后，必須及時(shí)開通落水孔。正式落水孔用空心鉆開孔。

2.1.3 電動(dòng)排煙天窗系統(tǒng)

2.1.3.1 天窗的安裝步驟

天窗的安裝步驟為：測(cè)量放線→天窗龍骨→布線→安裝窗框→安裝窗扇→安裝驅(qū)動(dòng)器→安裝感應(yīng)器→安裝中央控制箱。

2.1.3.2 天窗的安裝方法

天窗的安裝方法具體分為以下8步：①測(cè)量放線。按照設(shè)計(jì)尺寸確定天窗的位置，通過測(cè)量，檢查軸線和其他相關(guān)聯(lián)的建筑物的位置是否正確，并調(diào)整測(cè)量誤差，確定放樣天窗的安裝位置，以滿足設(shè)計(jì)要求。②安裝龍骨。天窗龍骨采用鍍鋅型鋼，通過螺栓與屋面檁條連接，天窗龍骨的尺寸必須跟天窗窗框相符合。③布線。天窗線路分為雨水感應(yīng)、煙霧感應(yīng)和驅(qū)動(dòng)控制三部分。應(yīng)按照線路圖布線，并統(tǒng)一連接至中央控制室。④安裝窗框。將加工好的窗框運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，將窗框與龍骨定位，并用螺栓固定。中空位置填上玻璃保溫棉后，安裝泛水板，最后打上密封膠。⑤安裝窗扇。在窗框的相應(yīng)位置鉆孔攻絲，安裝窗鉸和窗扇。窗扇轉(zhuǎn)動(dòng)必須靈活，且與窗框緊密結(jié)合。⑥安裝驅(qū)動(dòng)器。將驅(qū)動(dòng)器的固定座用螺釘固定在天窗龍骨上，推桿一端與窗扇固定，反復(fù)開閉窗扇，確認(rèn)窗扇與驅(qū)動(dòng)器動(dòng)作、行程配合無誤后，緊固螺釘，并將控制線路與驅(qū)動(dòng)器連接。⑦安裝感應(yīng)器。在吊頂工程完成后，在控制線路留出線頭處安裝煙感，在屋面面層安裝完成后，安裝雨水感應(yīng)器。⑧安裝中央控制箱。將控制線路與中央控制箱連接，進(jìn)行相關(guān)測(cè)試后，與消防控制中心線路連接。

2.2 材料運(yùn)輸

本工程造型底部較大，上部較小，穹頂位于建筑的相對(duì)中心位置，穹頂中心與建筑外圍地面的最小距離超過50 m，且穹頂最高高度達(dá)到35 m，在穹頂部位施工時(shí)，塔吊可能已被拆除，采用傳統(tǒng)的吊車無法直接將幕墻材料運(yùn)至施工部位。因此，如何組織幕墻材料的運(yùn)輸是本工程的重點(diǎn)之一。

第一步，將幕墻材料通過車輛運(yùn)輸至1-12軸、1-13軸與1-A、1-B軸相交處的一層內(nèi)庭院。

第二步，在內(nèi)庭院設(shè)置龍門吊，將幕墻材料運(yùn)至1-11軸、1-12軸與1-A、1-B軸相交處的7.4 m標(biāo)高區(qū)域。

第三步，利用平板運(yùn)輸小車，將幕墻材料分別運(yùn)至3個(gè)玻璃穹頂?shù)拇髲d樓面。

第四步，在穹頂頂部架設(shè)八桿吊，將大廳樓面上的幕墻材料吊運(yùn)至幕墻施工部位。幕墻材料運(yùn)輸路線：組裝廠→卡車→內(nèi)庭院→龍門吊→7.4 m標(biāo)高平臺(tái)→平板小車→大廳樓面→扒桿吊→安裝部位。

采光頂漏水是常見的質(zhì)量事故與缺陷，因此采光頂玻璃之間的縫隙以及與排水天溝的交接部位打膠要密封嚴(yán)實(shí)，特別是排水天溝與立面幕墻的銜接部位要密封到位。

2.3 鋁合金構(gòu)架施工方案

本工程玻璃穹頂外部設(shè)計(jì)有鋁合金裝飾構(gòu)架，鋁合金裝飾構(gòu)架長(zhǎng)25 m，高2.15 m，采用直徑為300 mm、200 mm、150 mm和100 mm的鋁合金圓管組合而成。綜合考慮建筑效果和本工程的具體特征后，將主裝飾構(gòu)架分為3段，每段長(zhǎng)8 m，采用整體加工、焊接和噴涂，其余桿件采用現(xiàn)場(chǎng)組裝。具體施工分為以下5步：①在玻璃穹頂面板安裝完成前預(yù)留洞口，并將鋁合金裝飾構(gòu)件吊運(yùn)至穹頂頂部；②安裝直徑為150 mm的徑向鋁合金裝飾構(gòu)件；③安裝最下面一段的鋁合金主裝飾構(gòu)架，安裝橫向直徑為100 mm的鋁合金裝飾桿；④安裝最中間段的鋁合金主裝飾構(gòu)架，安裝橫向直徑為100 mm的鋁合金裝飾桿；⑤安裝最上面一段的鋁合金主裝飾構(gòu)架，安裝橫向直徑為100 mm的鋁合金裝飾桿。

〔編輯：張思楠〕