談高空穹頂藻井鋼結(jié)構(gòu)玻璃天棚施工技術(shù)

亢 麗 芬

(山西五建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030013)

1 工程概況

某墓葬博物館工程地下1層，地上2層，局部為3層。屋頂部分為穹頂結(jié)構(gòu)，該部位采用錐狀穹頂鋼結(jié)構(gòu)玻璃頂棚。該頂棚距地面約16 m高，吊頂材料為鋼化夾膠玻璃(8+1.52PVB+8)，平面形狀為等邊八邊形，每邊長6 m，立面為八面錐形。該結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，材料易碎，安裝困難，且細(xì)部防滲漏處理工藝復(fù)雜。經(jīng)多次現(xiàn)場實(shí)踐、不斷改進(jìn)，總結(jié)形成了一套完整的施工方法。

2 施工特點(diǎn)及適用范圍

解決了高空作業(yè)的高難度、高危險(xiǎn)性、上下工作面交叉作業(yè)等問題；有效節(jié)省了高空作業(yè)下方安全保障措施的投入，降低了建設(shè)成本；采用鋼結(jié)構(gòu)整體拼裝吊運(yùn)安裝，設(shè)計(jì)科學(xué)、技術(shù)先進(jìn)、施工簡便；作業(yè)面高，吊裝過程中盲點(diǎn)多，上下作業(yè)面交流頻繁，鋼化玻璃數(shù)量多、形狀大小不一。鋼結(jié)構(gòu)整體拼裝吊運(yùn)、鋼化玻璃的安裝處理工程是本工程的施工難點(diǎn)；鋼結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)要求位置、尺寸偏差小，鋼化玻璃安裝對縫整齊，觀感舒適?；诟呖兆鳂I(yè)的難度大及鋼結(jié)構(gòu)造型的美觀要求，安全精準(zhǔn)是高空穹頂藻井玻璃天棚施工的特點(diǎn)。適用范圍：適用于鋼結(jié)構(gòu)玻璃造型高空作業(yè)的施工。

3 工藝原理

鋼結(jié)構(gòu)穹頂經(jīng)二次深化設(shè)計(jì)后，工廠制作完畢。在施工現(xiàn)場整體拼裝，藻井下方懸掛安全網(wǎng)，在對稱4根主梁上設(shè)吊點(diǎn)整體提升就位。鋼化夾膠玻璃在工廠按設(shè)計(jì)分塊加工，吊裝至穹頂，調(diào)整至縫隙均勻后，用硅酮膠勾縫固定。

4 工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 工藝流程

測量放線→地面整體拼裝→屋面結(jié)構(gòu)支座加固→鋼結(jié)構(gòu)穹頂安裝→鋼化玻璃安裝→玻璃縫隙打膠。

4.2 操作要點(diǎn)

1)測量放線：施工前在CAD圖紙上，換算出8個(gè)小鋼柱坐標(biāo)，屋面架設(shè)全站儀，把8根小鋼柱位置準(zhǔn)確標(biāo)識于屋面梁上，并對鋼柱螺栓孔洞位置進(jìn)行檢查，對位置有偏差的孔洞及時(shí)進(jìn)行糾正。

2)地面整體拼裝：根據(jù)屋面基準(zhǔn)線，進(jìn)行放線復(fù)尺，檢查主體結(jié)構(gòu)，埋件的誤差，埋件應(yīng)位置準(zhǔn)確，固定牢固。在施工現(xiàn)場硬化平整場地上，按1 ∶ 1比例放出屋面梁及鋼柱位置。并驗(yàn)線準(zhǔn)確后，利用廢舊的方鋼或工字鋼焊制鋼結(jié)構(gòu)的拼裝胎架(胎架上標(biāo)明立柱準(zhǔn)確位置)，進(jìn)行整體拼裝和焊接。鋼結(jié)構(gòu)穹頂四周為8根φ245×10的鋼管柱，工廠拼裝前在其底端焊接10 mm厚15 cm×20 cm的鋼板連接件(上邊有6個(gè)長形螺栓孔，與屋面結(jié)構(gòu)預(yù)埋件吻合)。立柱為豎向構(gòu)件，為穹頂?shù)目蛑?，立柱位置直接影響整個(gè)采光頂?shù)陌惭b質(zhì)量，是采光頂安裝施工的關(guān)鍵。橫梁為水平構(gòu)件，分段在立柱中嵌入，連接處設(shè)有彈性橡膠墊，以適應(yīng)和消除橫向溫度變形，連接件及彈性橡膠墊安裝在立柱的預(yù)定位置，并應(yīng)安裝牢固，接縫嚴(yán)密。按設(shè)計(jì)圖紙，鋼結(jié)構(gòu)穹頂拼裝完畢后準(zhǔn)備吊裝。

3)屋面結(jié)構(gòu)支座加固：考慮到被提升構(gòu)件在上升運(yùn)行中的各種荷載及產(chǎn)生的反力，對屋面鋼構(gòu)件進(jìn)行臨時(shí)加固，確保構(gòu)件的安全。同時(shí)對穹頂下方安全網(wǎng)進(jìn)行檢查，保證高空作業(yè)人員的安全。

4)鋼結(jié)構(gòu)穹頂安裝：鋼結(jié)構(gòu)穹頂經(jīng)二次深化設(shè)計(jì)后，工廠分單元加工制作，施工現(xiàn)場整體拼裝，在對稱4根主梁上設(shè)吊點(diǎn)整體提升就位。鋼化夾膠玻璃在工廠按設(shè)計(jì)分塊加工，吊裝至穹頂，調(diào)整至縫隙均勻后，硅酮膠勾縫固定。

5)鋼化玻璃安裝：玻璃按設(shè)計(jì)分塊工廠化加工后運(yùn)至現(xiàn)場，核對尺寸(保證玻璃間縫寬20 mm，尺寸允許偏差±2 mm)無誤后，在每塊玻璃距邊緣5 mm處，順直貼膠帶紙，待打膠完畢后撕掉。吊裝前將其表面擦拭干凈，用吊車分批運(yùn)至屋頂作業(yè)面。玻璃安裝前，對穹頂鐵件及鋼架全部進(jìn)行檢查，在穹頂下方作業(yè)范圍內(nèi)拉結(jié)雙層安全網(wǎng)。安裝時(shí)，操作人員系安全帶并與主體鋼結(jié)構(gòu)拉結(jié)。先在鋼梁上貼雙面膠，膠條應(yīng)緊貼粘結(jié)面，并隨板面保持線條，在玻璃放置前不得撕掉膠條的隔離紙，以防表面污染，將玻璃自下而上依次安裝固定。待全部安裝完畢后，調(diào)整玻璃間隙均勻，在間隙處注硅酮膠固定牢固。

6)玻璃縫隙打膠：本工程為宋金墓博物館，內(nèi)部展覽宋金時(shí)期的文物，且下部還有宋金墓葬群，防水工作尤為重要。打膠的質(zhì)量，是保證采光頂防水密封性的重要環(huán)節(jié)，要確實(shí)保證玻璃采光頂接口處密封膠的施工質(zhì)量。由于該工程內(nèi)飾(墻及頂棚)為彩繪，且鋼梁下部吊約50 t的木斗拱裝飾，為防止鋼結(jié)構(gòu)變形影響鋼穹頂玻璃藻井天棚質(zhì)量，該工序須在玻璃安裝前進(jìn)行。待鋼結(jié)構(gòu)變形穩(wěn)定后再進(jìn)行玻璃安裝。注膠時(shí)分兩步進(jìn)行，第一步在縫隙厚度60%范圍內(nèi)注硅酮結(jié)構(gòu)膠，上部40%范圍內(nèi)注耐候密封膠，膠的厚度符合設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)要求。

結(jié)構(gòu)膠應(yīng)在10 ℃～40 ℃，相對濕度40%～80%環(huán)境下使用，并不低于30%，方可獲得較佳的粘結(jié)效果。施工前用指定的二甲苯溶劑清洗粘結(jié)面，除去灰塵及污物，清洗寬度為粘膠寬度的1.5倍以上。清洗后，50 min內(nèi)必須完成粘結(jié)密封部位的作業(yè)，否則應(yīng)重新清洗。由結(jié)構(gòu)膠廠家配制底漆，一般在標(biāo)準(zhǔn)條件20 min左右，底漆完全干化，立即注施結(jié)構(gòu)膠。槍嘴口直徑應(yīng)小于注膠接口厚度，使槍嘴伸入接口1/2深度，結(jié)構(gòu)膠均勻連續(xù)地以圓柱狀擠出注膠槍嘴。槍嘴應(yīng)均勻持續(xù)的移動(dòng)，便于減小內(nèi)部氣泡和空穴，確保接口內(nèi)充滿結(jié)構(gòu)膠。打膠時(shí)，先打垂直方向膠縫，再打水平方向膠縫，豎向膠縫，自上而下進(jìn)行。待結(jié)構(gòu)膠固化后，用密封膠密封。每條膠縫注膠施工應(yīng)一次性連續(xù)的操作，確保膠線順直嚴(yán)密。注膠完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行刮膠，將接口處多出的膠向內(nèi)壓實(shí)，使膠與接口的側(cè)邊接觸，并保證膠與被粘表面的充分接觸，最后沿同一方向?qū)⒔涌诒砻婀纹秸?。修整完畢后，及時(shí)除去膠帶。注膠結(jié)束后，在室溫15 ℃～30 ℃，相對濕度在50%以上進(jìn)行靜置養(yǎng)護(hù)7 d。

5 質(zhì)量控制措施

1)建立質(zhì)量保證體系和質(zhì)量管理制度，實(shí)施工程質(zhì)量責(zé)任制，設(shè)專職質(zhì)量檢查員，嚴(yán)格責(zé)任到人。

2)施工階段質(zhì)量控制，以事前(預(yù)防)控制為主，加強(qiáng)施工過程中的控制，并落實(shí)到人，使每道工序處于受控狀態(tài)。

3)施工過程要做到堅(jiān)持“三檢制”，每道工序都要堅(jiān)持自檢、互檢、交接檢，上道工序不合格不得進(jìn)行下道工序施工。

4)膠縫不得有氣泡、空鼓、斷縫、夾渣，若有問題應(yīng)及時(shí)處理。膠體固化前應(yīng)將膠縫刮平，水平方向從十字接頭處單向推進(jìn)、刮平，對垂直方向則由上而下連接推進(jìn)將表面刮平，確保膠體表面平整、光滑，美觀流暢。

5)隔日打膠時(shí)，膠縫連接處清理打好膠頭并切除前次打膠的膠尾，以保證兩次打膠連接緊密可靠。

6)膠縫修飾好后，迅速將膠紙撕掉，待其固化后清潔玻璃內(nèi)外表面。

7)鋼結(jié)構(gòu)組裝應(yīng)牢固穩(wěn)定，無不良連接點(diǎn)，防銹漆全部涂刷到位。

8)鋼結(jié)構(gòu)底座預(yù)留螺栓孔洞位置精確，確保8根鋼柱嚴(yán)絲合縫地進(jìn)行對接加固。

6 結(jié)語

采用鋼結(jié)構(gòu)穹頂藻井玻璃頂棚施工方法，解決了單個(gè)構(gòu)件高空組合拼裝危險(xiǎn)且難施工的問題，避免了作業(yè)面下大面積支設(shè)腳手架進(jìn)行高空作業(yè)的情況。與普通施工方法相比，最大限度地降低了工程造價(jià)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。