谈高空穹顶藻井钢结构玻璃天棚施工技术

亢 丽 芬

(山西五建集团有限公司，山西 太原 030013)

1 工程概况

某墓葬博物馆工程地下1层，地上2层，局部为3层。屋顶部分为穹顶结构，该部位采用锥状穹顶钢结构玻璃顶棚。该顶棚距地面约16 m高，吊顶材料为钢化夹胶玻璃(8+1.52PVB+8)，平面形状为等边八边形，每边长6 m，立面为八面锥形。该结构形式复杂，材料易碎，安装困难，且细部防渗漏处理工艺复杂。经多次现场实践、不断改进，总结形成了一套完整的施工方法。

2 施工特点及适用范围

解决了高空作业的高难度、高危险性、上下工作面交叉作业等问题；有效节省了高空作业下方安全保障措施的投入，降低了建设成本；采用钢结构整体拼装吊运安装，设计科学、技术先进、施工简便；作业面高，吊装过程中盲点多，上下作业面交流频繁，钢化玻璃数量多、形状大小不一。钢结构整体拼装吊运、钢化玻璃的安装处理工程是本工程的施工难点；钢结构整体设计要求位置、尺寸偏差小，钢化玻璃安装对缝整齐，观感舒适。基于高空作业的难度大及钢结构造型的美观要求，安全精准是高空穹顶藻井玻璃天棚施工的特点。适用范围：适用于钢结构玻璃造型高空作业的施工。

3 工艺原理

钢结构穹顶经二次深化设计后，工厂制作完毕。在施工现场整体拼装，藻井下方悬挂安全网，在对称4根主梁上设吊点整体提升就位。钢化夹胶玻璃在工厂按设计分块加工，吊装至穹顶，调整至缝隙均匀后，用硅酮胶勾缝固定。

4 工艺流程及操作要点

4.1 工艺流程

测量放线→地面整体拼装→屋面结构支座加固→钢结构穹顶安装→钢化玻璃安装→玻璃缝隙打胶。

4.2 操作要点

1)测量放线：施工前在CAD图纸上，换算出8个小钢柱坐标，屋面架设全站仪，把8根小钢柱位置准确标识于屋面梁上，并对钢柱螺栓孔洞位置进行检查，对位置有偏差的孔洞及时进行纠正。

2)地面整体拼装：根据屋面基准线，进行放线复尺，检查主体结构，埋件的误差，埋件应位置准确，固定牢固。在施工现场硬化平整场地上，按1 ∶ 1比例放出屋面梁及钢柱位置。并验线准确后，利用废旧的方钢或工字钢焊制钢结构的拼装胎架(胎架上标明立柱准确位置)，进行整体拼装和焊接。钢结构穹顶四周为8根φ245×10的钢管柱，工厂拼装前在其底端焊接10 mm厚15 cm×20 cm的钢板连接件(上边有6个长形螺栓孔，与屋面结构预埋件吻合)。立柱为竖向构件，为穹顶的框柱，立柱位置直接影响整个采光顶的安装质量，是采光顶安装施工的关键。横梁为水平构件，分段在立柱中嵌入，连接处设有弹性橡胶垫，以适应和消除横向温度变形，连接件及弹性橡胶垫安装在立柱的预定位置，并应安装牢固，接缝严密。按设计图纸，钢结构穹顶拼装完毕后准备吊装。

3)屋面结构支座加固：考虑到被提升构件在上升运行中的各种荷载及产生的反力，对屋面钢构件进行临时加固，确保构件的安全。同时对穹顶下方安全网进行检查，保证高空作业人员的安全。

4)钢结构穹顶安装：钢结构穹顶经二次深化设计后，工厂分单元加工制作，施工现场整体拼装，在对称4根主梁上设吊点整体提升就位。钢化夹胶玻璃在工厂按设计分块加工，吊装至穹顶，调整至缝隙均匀后，硅酮胶勾缝固定。

5)钢化玻璃安装：玻璃按设计分块工厂化加工后运至现场，核对尺寸(保证玻璃间缝宽20 mm，尺寸允许偏差±2 mm)无误后，在每块玻璃距边缘5 mm处，顺直贴胶带纸，待打胶完毕后撕掉。吊装前将其表面擦拭干净，用吊车分批运至屋顶作业面。玻璃安装前，对穹顶铁件及钢架全部进行检查，在穹顶下方作业范围内拉结双层安全网。安装时，操作人员系安全带并与主体钢结构拉结。先在钢梁上贴双面胶，胶条应紧贴粘结面，并随板面保持线条，在玻璃放置前不得撕掉胶条的隔离纸，以防表面污染，将玻璃自下而上依次安装固定。待全部安装完毕后，调整玻璃间隙均匀，在间隙处注硅酮胶固定牢固。

6)玻璃缝隙打胶：本工程为宋金墓博物馆，内部展览宋金时期的文物，且下部还有宋金墓葬群，防水工作尤为重要。打胶的质量，是保证采光顶防水密封性的重要环节，要确实保证玻璃采光顶接口处密封胶的施工质量。由于该工程内饰(墙及顶棚)为彩绘，且钢梁下部吊约50 t的木斗拱装饰，为防止钢结构变形影响钢穹顶玻璃藻井天棚质量，该工序须在玻璃安装前进行。待钢结构变形稳定后再进行玻璃安装。注胶时分两步进行，第一步在缝隙厚度60%范围内注硅酮结构胶，上部40%范围内注耐候密封胶，胶的厚度符合设计及标准要求。

结构胶应在10 ℃～40 ℃，相对湿度40%～80%环境下使用，并不低于30%，方可获得较佳的粘结效果。施工前用指定的二甲苯溶剂清洗粘结面，除去灰尘及污物，清洗宽度为粘胶宽度的1.5倍以上。清洗后，50 min内必须完成粘结密封部位的作业，否则应重新清洗。由结构胶厂家配制底漆，一般在标准条件20 min左右，底漆完全干化，立即注施结构胶。枪嘴口直径应小于注胶接口厚度，使枪嘴伸入接口1/2深度，结构胶均匀连续地以圆柱状挤出注胶枪嘴。枪嘴应均匀持续的移动，便于减小内部气泡和空穴，确保接口内充满结构胶。打胶时，先打垂直方向胶缝，再打水平方向胶缝，竖向胶缝，自上而下进行。待结构胶固化后，用密封胶密封。每条胶缝注胶施工应一次性连续的操作，确保胶线顺直严密。注胶完成后，应及时进行刮胶，将接口处多出的胶向内压实，使胶与接口的侧边接触，并保证胶与被粘表面的充分接触，最后沿同一方向将接口表面刮平整。修整完毕后，及时除去胶带。注胶结束后，在室温15 ℃～30 ℃，相对湿度在50%以上进行静置养护7 d。

5 质量控制措施

1)建立质量保证体系和质量管理制度，实施工程质量责任制，设专职质量检查员，严格责任到人。

2)施工阶段质量控制，以事前(预防)控制为主，加强施工过程中的控制，并落实到人，使每道工序处于受控状态。

3)施工过程要做到坚持“三检制”，每道工序都要坚持自检、互检、交接检，上道工序不合格不得进行下道工序施工。

4)胶缝不得有气泡、空鼓、断缝、夹渣，若有问题应及时处理。胶体固化前应将胶缝刮平，水平方向从十字接头处单向推进、刮平，对垂直方向则由上而下连接推进将表面刮平，确保胶体表面平整、光滑，美观流畅。

5)隔日打胶时，胶缝连接处清理打好胶头并切除前次打胶的胶尾，以保证两次打胶连接紧密可靠。

6)胶缝修饰好后，迅速将胶纸撕掉，待其固化后清洁玻璃内外表面。

7)钢结构组装应牢固稳定，无不良连接点，防锈漆全部涂刷到位。

8)钢结构底座预留螺栓孔洞位置精确，确保8根钢柱严丝合缝地进行对接加固。

6 结语

采用钢结构穹顶藻井玻璃顶棚施工方法，解决了单个构件高空组合拼装危险且难施工的问题，避免了作业面下大面积支设脚手架进行高空作业的情况。与普通施工方法相比，最大限度地降低了工程造价，取得了良好的经济效益和社会效益。