玻璃采光穹頂施工技術

楊守東

摘 要：某港口博物館有3個透明玻璃采光穹頂，采光頂主體結構為鋼結構，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，穹頂外設氟碳噴涂鋁合金裝飾構架。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。重點介紹了玻璃采光穹頂的施工技術。

關鍵詞：玻璃采光穹頂；鋁合金裝飾構架；博物館；鈦金復合板

中圖分類號：TU765 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.025

1 工程概況

國家水下文化遺產保護寧波基地帷幕工程項目建設用地為51 966 m2，由港口博物館、水下基地、會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目，也是一座公共性強、參與性強、寓教于樂的文化展示和學習休閑場所。同時，它也將成為體現城市文化品質、展示北侖銳意進取和勇于創新的重要窗口。

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、鈦金復合板幕墻、石材幕墻、金屬屋面個玻璃采光頂等。該建筑工程的整體設計如圖1所示。

2 施工技術

根據玻璃穹頂的結構特點和位置，并結合本工程的特點，施工時將玻璃采光穹頂幕墻分為了玻璃穹頂、鋁合金裝飾構架兩部分。具體的施工技術方案如下。

2.1 玻璃穹頂施工

玻璃穹頂安裝工程分為多個分項工程，每個分項工程又可分為多個安裝工序，具體如下。

2.1.1 玻璃采光頂的安裝

玻璃采光頂安裝的步驟為：測量放線→補充鋼結構焊接→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。玻璃采光頂的外形結構如2圖所示。

從宏觀角度看，分為以下2步。

第一步，測量放線。在安裝采光頂前，要測量主體鋼結構，校對施工現場是否與設計圖紙相符合，公差為±5 mm。如果存在與設計不符的部位，則應及時向業主和設計院匯報，盡早采取解決措施，避免影響施工進度。

第二步，焊接槽型鋼件。該步驟又可以細分為以下8步：①根據施工圖紙測量槽型鋼件的位置，保證公差在±3 mm以內，并在主鋼結構上作標記。②將槽型鋼件焊接于主鋼結構上的標記處，要求焊接平整、焊縫均勻。③安裝T型鋁轉接件。將T螺栓的螺栓頭滑入槽型鋼件的槽口，將槽型鋼件與T型鋁轉接件連接，中間墊上絕緣膠墊，擰緊螺栓，并保留一定的調整間隙，等待調整。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，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，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點上的T型鋁連接件，并通過T型鋁件上的齒口豎向調整，通過槽型鋼件上的橫向槽口橫向調整；調整完畢后緊固螺栓；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，并將次龍骨裝進主龍骨上的槽口內，調整定位后，擰緊不銹鋼自攻釘。⑥安裝密封膠墊。⑦安裝玻璃板塊。通過軌道運輸車將樓層間的玻璃板塊運輸至指定部位，將玻璃板塊水平放置于對應的位置，調整玻璃板塊間的距離，使之滿足設計圖紙的要求；調整合格后，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

天溝安裝的順序為：天溝托架安裝→不銹鋼天溝板的對接、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，先對稱點焊，檢查各構件的位置和天溝尺寸合格后再焊接，不合格的要校正角度；點焊要牢固，焊條直徑為4 mm，焊條型號為E4303；焊接時電流要適當，焊縫成形后不能出現氣孔或裂紋，也不能出現咬邊或焊瘤；焊縫尺寸應達到設計要求，焊波均勻，焊縫成型美觀。②不銹鋼天溝板的對接、焊接。在不銹鋼天溝板對接前，應將切割口打磨干凈；對接時，應注意對接縫的間隙不能超過1 mm，先每隔10 cm點焊，確認滿足要求后方可焊接；焊條型號根據母材確定，但統一采用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，可將各節天溝在地面上獨立制作，并在地面上預拼裝，再吊至安裝位置，這樣不僅可以提高天溝的對接質量，還可大大提高工作效率。③開落水孔。安裝好一段天溝后，要在設計好的落水孔位置中部鉆幾個孔，避免天溝存水，進而對施工造成影響。天溝對應部位的板安裝好后，必須及時開通落水孔。正式落水孔用空心鉆開孔。

2.1.3 電動排煙天窗系統

2.1.3.1 天窗的安裝步驟

天窗的安裝步驟為：測量放線→天窗龍骨→布線→安裝窗框→安裝窗扇→安裝驅動器→安裝感應器→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測量放線。按照設計尺寸確定天窗的位置，通過測量，檢查軸線和其他相關聯的建筑物的位置是否正確，并調整測量誤差，確定放樣天窗的安裝位置，以滿足設計要求。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、煙霧感應和驅動控制三部分。應按照線路圖布線，并統一連接至中央控制室。④安裝窗框。將加工好的窗框運輸到現場，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。在窗框的相應位置鉆孔攻絲，安裝窗鉸和窗扇。窗扇轉動必須靈活，且與窗框緊密結合。⑥安裝驅動器。將驅動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，反復開閉窗扇，確認窗扇與驅動器動作、行程配合無誤后，緊固螺釘，并將控制線路與驅動器連接。⑦安裝感應器。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，安裝雨水感應器。⑧安裝中央控制箱。將控制線路與中央控制箱連接，進行相關測試后，與消防控制中心線路連接。

2.2 材料運輸

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

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

第二步，在內庭院設置龍門吊，將幕墻材料運至1-11軸、1-12軸與1-A、1-B軸相交處的7.4 m標高區域。

第三步，利用平板運輸小車，將幕墻材料分別運至3個玻璃穹頂的大廳樓面。

第四步，在穹頂頂部架設八桿吊，將大廳樓面上的幕墻材料吊運至幕墻施工部位。幕墻材料運輸路線：組裝廠→卡車→內庭院→龍門吊→7.4 m標高平臺→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實，特別是排水天溝與立面幕墻的銜接部位要密封到位。

2.3 鋁合金構架施工方案

本工程玻璃穹頂外部設計有鋁合金裝飾構架，鋁合金裝飾構架長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，將主裝飾構架分為3段，每段長8 m，采用整體加工、焊接和噴涂，其余桿件采用現場組裝。具體施工分為以下5步：①在玻璃穹頂面板安裝完成前預留洞口，并將鋁合金裝飾構件吊運至穹頂頂部；②安裝直徑為150 mm的徑向鋁合金裝飾構件；③安裝最下面一段的鋁合金主裝飾構架，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架，安裝橫向直徑為100 mm的鋁合金裝飾桿。

〔編輯：張思楠〕