玻璃采光穹顶施工技术

杨守东

摘 要：某港口博物馆有3个透明玻璃采光穹顶，采光顶主体结构为钢结构，龙骨采用铝合金型材，面材选用8+1.52+8+12A+8双银LOW-E玻璃，穹顶外设氟碳喷涂铝合金装饰构架。穹顶最高建筑高度为35 m，距离大厅地面27.5 m，穹顶中心与建筑边缘的最小直线距离为50 m。重点介绍了玻璃采光穹顶的施工技术。

关键词：玻璃采光穹顶；铝合金装饰构架；博物馆；钛金复合板

中图分类号：TU765 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.025

1 工程概况

国家水下文化遗产保护宁波基地帷幕工程项目建设用地为51 966 m2，由港口博物馆、水下基地、会议中心和后勤办公四部分组成，总建筑面积约40 987 m2，是集文化、教育与休闲为一体的综合性博物馆项目，也是一座公共性强、参与性强、寓教于乐的文化展示和学习休闲场所。同时，它也将成为体现城市文化品质、展示北仑锐意进取和勇于创新的重要窗口。

工程建筑高度为58 m，幕墙面积约2.5×104 m2，主要幕墙形式为铝板幕墙、钛金复合板幕墙、石材幕墙、金属屋面个玻璃采光顶等。该建筑工程的整体设计如图1所示。

2 施工技术

根据玻璃穹顶的结构特点和位置，并结合本工程的特点，施工时将玻璃采光穹顶幕墙分为了玻璃穹顶、铝合金装饰构架两部分。具体的施工技术方案如下。

2.1 玻璃穹顶施工

玻璃穹顶安装工程分为多个分项工程，每个分项工程又可分为多个安装工序，具体如下。

2.1.1 玻璃采光顶的安装

玻璃采光顶安装的步骤为：测量放线→补充钢结构焊接→焊接檩托→T型铝连接件的安装→采光顶主龙骨的安装→采光顶次龙骨的安装→密封胶垫的安装→玻璃面板的安装→打胶密封。玻璃采光顶的外形结构如2图所示。

从宏观角度看，分为以下2步。

第一步，测量放线。在安装采光顶前，要测量主体钢结构，校对施工现场是否与设计图纸相符合，公差为±5 mm。如果存在与设计不符的部位，则应及时向业主和设计院汇报，尽早采取解决措施，避免影响施工进度。

第二步，焊接槽型钢件。该步骤又可以细分为以下8步：①根据施工图纸测量槽型钢件的位置，保证公差在±3 mm以内，并在主钢结构上作标记。②将槽型钢件焊接于主钢结构上的标记处，要求焊接平整、焊缝均匀。③安装T型铝转接件。将T螺栓的螺栓头滑入槽型钢件的槽口，将槽型钢件与T型铝转接件连接，中间垫上绝缘胶垫，拧紧螺栓，并保留一定的调整间隙，等待调整。④安装铝合金主龙骨。将T型铝连接件滑入主龙骨背后的槽口内，将铝插芯插入主龙骨的插芯，拧上不锈钢自攻钉定位；将组装好的主龙骨一端的插芯插入已安装好的主龙骨空腔内，并将另一端上的T型铝连接件与槽型钢件上已安装好的T型铝连接件透过螺栓连接；连接主龙骨中间加强点上的T型铝连接件，并通过T型铝件上的齿口竖向调整，通过槽型钢件上的横向槽口横向调整；调整完毕后紧固螺栓；安装主龙骨间的防水硅胶片。⑤安装铝合金次龙骨。在次龙骨上主、次龙骨的交接部位抹上耐候密封胶，并将次龙骨装进主龙骨上的槽口内，调整定位后，拧紧不锈钢自攻钉。⑥安装密封胶垫。⑦安装玻璃板块。通过轨道运输车将楼层间的玻璃板块运输至指定部位，将玻璃板块水平放置于对应的位置，调整玻璃板块间的距离，使之满足设计图纸的要求；调整合格后，采用不锈钢螺栓将压块固定铝龙骨上，并固定牢固。⑧密封胶施工。将玻璃板块间隙内的杂物清理干净，除去灰尘、油污，填塞泡沫条，密封打胶。

2.1.2 不锈钢天沟和收口附件的安装

2.1.2.1 安装顺序

天沟安装的顺序为：天沟托架安装→不锈钢天沟板的对接、焊接→开落水孔。

2.1.2.2 安装方法

天沟的安装方法具体分为以下3步：①天沟支架。天沟支架采用型钢焊接。先放线，检查合格后，开始焊接。在焊接过程中，要采取减小变形的措施，先对称点焊，检查各构件的位置和天沟尺寸合格后再焊接，不合格的要校正角度；点焊要牢固，焊条直径为4 mm，焊条型号为E4303；焊接时电流要适当，焊缝成形后不能出现气孔或裂纹，也不能出现咬边或焊瘤；焊缝尺寸应达到设计要求，焊波均匀，焊缝成型美观。②不锈钢天沟板的对接、焊接。在不锈钢天沟板对接前，应将切割口打磨干净；对接时，应注意对接缝的间隙不能超过1 mm，先每隔10 cm点焊，确认满足要求后方可焊接；焊条型号根据母材确定，但统一采用2.5 mm的直径；焊缝一遍成形，待冷却后将药皮除去。本工程为曲线天沟，为了加快天沟的安装速度，可将各节天沟在地面上独立制作，并在地面上预拼装，再吊至安装位置，这样不仅可以提高天沟的对接质量，还可大大提高工作效率。③开落水孔。安装好一段天沟后，要在设计好的落水孔位置中部钻几个孔，避免天沟存水，进而对施工造成影响。天沟对应部位的板安装好后，必须及时开通落水孔。正式落水孔用空心钻开孔。

2.1.3 电动排烟天窗系统

2.1.3.1 天窗的安装步骤

天窗的安装步骤为：测量放线→天窗龙骨→布线→安装窗框→安装窗扇→安装驱动器→安装感应器→安装中央控制箱。

2.1.3.2 天窗的安装方法

天窗的安装方法具体分为以下8步：①测量放线。按照设计尺寸确定天窗的位置，通过测量，检查轴线和其他相关联的建筑物的位置是否正确，并调整测量误差，确定放样天窗的安装位置，以满足设计要求。②安装龙骨。天窗龙骨采用镀锌型钢，通过螺栓与屋面檩条连接，天窗龙骨的尺寸必须跟天窗窗框相符合。③布线。天窗线路分为雨水感应、烟雾感应和驱动控制三部分。应按照线路图布线，并统一连接至中央控制室。④安装窗框。将加工好的窗框运输到现场，将窗框与龙骨定位，并用螺栓固定。中空位置填上玻璃保温棉后，安装泛水板，最后打上密封胶。⑤安装窗扇。在窗框的相应位置钻孔攻丝，安装窗铰和窗扇。窗扇转动必须灵活，且与窗框紧密结合。⑥安装驱动器。将驱动器的固定座用螺钉固定在天窗龙骨上，推杆一端与窗扇固定，反复开闭窗扇，确认窗扇与驱动器动作、行程配合无误后，紧固螺钉，并将控制线路与驱动器连接。⑦安装感应器。在吊顶工程完成后，在控制线路留出线头处安装烟感，在屋面面层安装完成后，安装雨水感应器。⑧安装中央控制箱。将控制线路与中央控制箱连接，进行相关测试后，与消防控制中心线路连接。

2.2 材料运输

本工程造型底部较大，上部较小，穹顶位于建筑的相对中心位置，穹顶中心与建筑外围地面的最小距离超过50 m，且穹顶最高高度达到35 m，在穹顶部位施工时，塔吊可能已被拆除，采用传统的吊车无法直接将幕墙材料运至施工部位。因此，如何组织幕墙材料的运输是本工程的重点之一。

第一步，将幕墙材料通过车辆运输至1-12轴、1-13轴与1-A、1-B轴相交处的一层内庭院。

第二步，在内庭院设置龙门吊，将幕墙材料运至1-11轴、1-12轴与1-A、1-B轴相交处的7.4 m标高区域。

第三步，利用平板运输小车，将幕墙材料分别运至3个玻璃穹顶的大厅楼面。

第四步，在穹顶顶部架设八杆吊，将大厅楼面上的幕墙材料吊运至幕墙施工部位。幕墙材料运输路线：组装厂→卡车→内庭院→龙门吊→7.4 m标高平台→平板小车→大厅楼面→扒杆吊→安装部位。

采光顶漏水是常见的质量事故与缺陷，因此采光顶玻璃之间的缝隙以及与排水天沟的交接部位打胶要密封严实，特别是排水天沟与立面幕墙的衔接部位要密封到位。

2.3 铝合金构架施工方案

本工程玻璃穹顶外部设计有铝合金装饰构架，铝合金装饰构架长25 m，高2.15 m，采用直径为300 mm、200 mm、150 mm和100 mm的铝合金圆管组合而成。综合考虑建筑效果和本工程的具体特征后，将主装饰构架分为3段，每段长8 m，采用整体加工、焊接和喷涂，其余杆件采用现场组装。具体施工分为以下5步：①在玻璃穹顶面板安装完成前预留洞口，并将铝合金装饰构件吊运至穹顶顶部；②安装直径为150 mm的径向铝合金装饰构件；③安装最下面一段的铝合金主装饰构架，安装横向直径为100 mm的铝合金装饰杆；④安装最中间段的铝合金主装饰构架，安装横向直径为100 mm的铝合金装饰杆；⑤安装最上面一段的铝合金主装饰构架，安装横向直径为100 mm的铝合金装饰杆。

〔编辑：张思楠〕