談高空穹頂藻井鋼結構玻璃天棚施工技術

亢 麗 芬

(山西五建集團有限公司，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。屋頂部分為穹頂結構，該部位采用錐狀穹頂鋼結構玻璃頂棚。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。該結構形式復雜，材料易碎，安裝困難，且細部防滲漏處理工藝復雜。經多次現場實踐、不斷改進，總結形成了一套完整的施工方法。

2 施工特點及適用范圍

解決了高空作業的高難度、高危險性、上下工作面交叉作業等問題；有效節省了高空作業下方安全保障措施的投入，降低了建設成本；采用鋼結構整體拼裝吊運安裝，設計科學、技術先進、施工簡便；作業面高，吊裝過程中盲點多，上下作業面交流頻繁，鋼化玻璃數量多、形狀大小不一。鋼結構整體拼裝吊運、鋼化玻璃的安裝處理工程是本工程的施工難點；鋼結構整體設計要求位置、尺寸偏差小，鋼化玻璃安裝對縫整齊，觀感舒適。基于高空作業的難度大及鋼結構造型的美觀要求，安全精準是高空穹頂藻井玻璃天棚施工的特點。適用范圍：適用于鋼結構玻璃造型高空作業的施工。

3 工藝原理

鋼結構穹頂經二次深化設計后，工廠制作完畢。在施工現場整體拼裝，藻井下方懸掛安全網，在對稱4根主梁上設吊點整體提升就位。鋼化夾膠玻璃在工廠按設計分塊加工，吊裝至穹頂，調整至縫隙均勻后，用硅酮膠勾縫固定。

4 工藝流程及操作要點

4.1 工藝流程

測量放線→地面整體拼裝→屋面結構支座加固→鋼結構穹頂安裝→鋼化玻璃安裝→玻璃縫隙打膠。

4.2 操作要點

1)測量放線：施工前在CAD圖紙上，換算出8個小鋼柱坐標，屋面架設全站儀，把8根小鋼柱位置準確標識于屋面梁上，并對鋼柱螺栓孔洞位置進行檢查，對位置有偏差的孔洞及時進行糾正。

2)地面整體拼裝：根據屋面基準線，進行放線復尺，檢查主體結構，埋件的誤差，埋件應位置準確，固定牢固。在施工現場硬化平整場地上，按1 ∶ 1比例放出屋面梁及鋼柱位置。并驗線準確后，利用廢舊的方鋼或工字鋼焊制鋼結構的拼裝胎架(胎架上標明立柱準確位置)，進行整體拼裝和焊接。鋼結構穹頂四周為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個長形螺栓孔，與屋面結構預埋件吻合)。立柱為豎向構件，為穹頂的框柱，立柱位置直接影響整個采光頂的安裝質量，是采光頂安裝施工的關鍵。橫梁為水平構件，分段在立柱中嵌入，連接處設有彈性橡膠墊，以適應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定位置，并應安裝牢固，接縫嚴密。按設計圖紙，鋼結構穹頂拼裝完畢后準備吊裝。

3)屋面結構支座加固：考慮到被提升構件在上升運行中的各種荷載及產生的反力，對屋面鋼構件進行臨時加固，確保構件的安全。同時對穹頂下方安全網進行檢查，保證高空作業人員的安全。

4)鋼結構穹頂安裝：鋼結構穹頂經二次深化設計后，工廠分單元加工制作，施工現場整體拼裝，在對稱4根主梁上設吊點整體提升就位。鋼化夾膠玻璃在工廠按設計分塊加工，吊裝至穹頂，調整至縫隙均勻后，硅酮膠勾縫固定。

5)鋼化玻璃安裝：玻璃按設計分塊工廠化加工后運至現場，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，用吊車分批運至屋頂作業面。玻璃安裝前，對穹頂鐵件及鋼架全部進行檢查，在穹頂下方作業范圍內拉結雙層安全網。安裝時，操作人員系安全帶并與主體鋼結構拉結。先在鋼梁上貼雙面膠，膠條應緊貼粘結面，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，內部展覽宋金時期的文物，且下部還有宋金墓葬群，防水工作尤為重要。打膠的質量，是保證采光頂防水密封性的重要環節，要確實保證玻璃采光頂接口處密封膠的施工質量。由于該工程內飾(墻及頂棚)為彩繪，且鋼梁下部吊約50 t的木斗拱裝飾，為防止鋼結構變形影響鋼穹頂玻璃藻井天棚質量，該工序須在玻璃安裝前進行。待鋼結構變形穩定后再進行玻璃安裝。注膠時分兩步進行，第一步在縫隙厚度60%范圍內注硅酮結構膠，上部40%范圍內注耐候密封膠，膠的厚度符合設計及標準要求。

結構膠應在10 ℃～40 ℃，相對濕度40%～80%環境下使用，并不低于30%，方可獲得較佳的粘結效果。施工前用指定的二甲苯溶劑清洗粘結面，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內必須完成粘結密封部位的作業，否則應重新清洗。由結構膠廠家配制底漆，一般在標準條件20 min左右，底漆完全干化，立即注施結構膠。槍嘴口直徑應小于注膠接口厚度，使槍嘴伸入接口1/2深度，結構膠均勻連續地以圓柱狀擠出注膠槍嘴。槍嘴應均勻持續的移動，便于減小內部氣泡和空穴，確保接口內充滿結構膠。打膠時，先打垂直方向膠縫，再打水平方向膠縫，豎向膠縫，自上而下進行。待結構膠固化后，用密封膠密封。每條膠縫注膠施工應一次性連續的操作，確保膠線順直嚴密。注膠完成后，應及時進行刮膠，將接口處多出的膠向內壓實，使膠與接口的側邊接觸，并保證膠與被粘表面的充分接觸，最后沿同一方向將接口表面刮平整。修整完畢后，及時除去膠帶。注膠結束后，在室溫15 ℃～30 ℃，相對濕度在50%以上進行靜置養護7 d。

5 質量控制措施

1)建立質量保證體系和質量管理制度，實施工程質量責任制，設專職質量檢查員，嚴格責任到人。

2)施工階段質量控制，以事前(預防)控制為主，加強施工過程中的控制，并落實到人，使每道工序處于受控狀態。

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

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

5)隔日打膠時，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外表面。

7)鋼結構組裝應牢固穩定，無不良連接點，防銹漆全部涂刷到位。

8)鋼結構底座預留螺栓孔洞位置精確，確保8根鋼柱嚴絲合縫地進行對接加固。

6 結語

采用鋼結構穹頂藻井玻璃頂棚施工方法，解決了單個構件高空組合拼裝危險且難施工的問題，避免了作業面下大面積支設腳手架進行高空作業的情況。與普通施工方法相比，最大限度地降低了工程造價，取得了良好的經濟效益和社會效益。