高空H 型鋼梁與中空玻璃組合天窗施工技術

孔希紅

(山西一建集團有限公司，山西太原 030012)

1 工程概況

某工程，東西向總長度為116.70 m，南北向總長度65.60 m。地上5層，總建筑面積為19 332.30 m2，建筑總高度22.20 m，框架結構。

中廳上空為大面積采光天窗，長54.1 m，寬22.1 m，面積1 129.3 m2，距一層地面17.000 m。拋棄了常用的焊接球螺栓球連接形式，采用H型鋼和方管作為骨架主要材料。在視覺上骨架均為直線條，且網格相對較大，空間立體效果要比傳統的球型網架美觀很多。軸縱向示意圖見圖2。

2 工程特點與技術難點

1)天窗面積達1 129.31 m2;2)天窗施工高度17.000 m;3)施工工期緊，工序交叉作業繁多;4)場地有限，在下面無法進行H型鋼梁和玻璃的安裝作業。

圖1 圖書藝術樓混凝土大梁布置圖

圖2 軸縱向剖面示意圖

3 現場情況

1)主體結構已施工完畢，中空大廳結構高度已達到17.000 m，中廳下部正在進行回填土施工。一層建筑高度尺寸已不能滿足大型吊裝機械進入場地作業。2)塔吊已經拆除。3)頂層屋面防水找平層已施工完畢。

4 施工平面布置

1)根據現場條件，采用一臺自制的簡易輪式桁車，進行H型鋼梁及玻璃的吊運。2)由于場地限制，鋼梁、方管、玻璃等材料進場后及時吊運至4層頂屋面找平層上分散放置。

5 工藝原理

采用自制簡易桁車進行H型鋼梁的吊裝，利用鋼梁作為Low-E玻璃的支撐架體，在此鋼梁架體上用厚度為10 mm的密封條粘結作為玻璃與鋼梁之間的柔性連接介質。玻璃之間及玻璃與其他材質之間采用優質硅胴耐候密封膠進行密封處理。采用這樣的施工方法保證了本工序快速有效的完成。

6 工藝流程

工藝流程如下:

簡易桁車設計→制作安裝→調試→運行→H型鋼梁安裝→一級次梁安裝→二級次梁安裝→Low-E玻璃鋪裝。

鑒于施工現場情況，施工工序點多面廣，如果采用吊車進行采光頂玻璃的吊裝作業，將不能按期完成整個工程任務并且費用較高。經項目研究決定采用簡易輪式桁車進行安裝作業。

簡易桁車主橫梁采用∠40×4角鋼，連接斜向桿件采用∠30×3角鋼立柱制作同主橫梁，底座采用∠50×5焊接，主橫梁兩端與底座之間采用∠30×3角鋼進行斜向拉結。輪子采用φ100 mm鋼質滑輪。軌道采用角鋼∠50×5固定于混凝土大梁上。主橫梁與立柱之間，立柱與底座之間均采用高強螺栓連接。

簡易桁車經負荷運行效果良好，安全平穩，可以進行安裝作業，見圖3。

圖3 簡易桁車示意圖

6.1 牛腿安裝

將制作好的簡易桁車安裝在結構梁上，在吊鉤下設置安全乘籃，操作人員在安全乘籃內進行鋼牛腿的安裝(操作人員將安全帶懸掛在簡易桁車橫梁上)，鋼制牛腿采用M12×160化學錨栓固定牢固。

6.2 H型鋼梁制安

在屋面上進行H型鋼梁(HN400×200×8×13)的半成品加工，將加工好的鋼梁編號并依次放置在各跨附近易于吊運的位置。

利用簡易桁車將H型鋼梁吊運至指定位置，將吊鉤緩緩落下準確放置在鋼制牛腿上，而后采用乘籃載人將鋼梁與牛腿焊接牢固。而后進行第一，二級次梁的安裝。

本工程主梁為HN400×200×8×13型鋼，次梁為方鋼，分別為一級次梁□180×100×5，二級次梁□80×60×3。安裝位置分別為:一級次梁垂直于H型鋼梁，二級次梁平行于型鋼主梁，見圖4，圖5。

次梁安裝時依據設計好的采光玻璃尺寸在主梁上劃出控制線，以便安裝一級次梁時位置準確到位，在安裝二級次梁時則在一級次梁上依據玻璃尺寸標出控制線，一級次梁安裝與二級次梁安裝上部為同一標高。

圖4 圖書藝術樓主鋼梁布置圖

圖5 圖書藝術樓次鋼梁布置圖

6.3 真空玻璃安裝

真空玻璃安裝采用6(Low-E)+12A+6+0.76PVB+6 mm鋼化夾膠中空玻璃，為了使玻璃安裝時，能夠平穩地放置在次梁上，在次梁上設置15 mm的雙面膠條，這樣玻璃放置時不會與次梁發生剛性碰撞，確保玻璃的安全放置，減少破損，見圖6。

圖6 圖書藝術樓Low-E玻璃布置圖

6.4 密封膠施工

采光玻璃之間及玻璃與主體之間采用中性硅酮耐候密封膠和中性硅酮結構膠施工。

在玻璃之間先行填充φ15 mm塑料棒作為柔性連接，以使玻璃在天氣影響下正常收縮，保證玻璃的正常使用，注射密封膠施工時，所有注膠部位的玻璃和金屬表面要用丙酮擦拭干凈，不能用濕布和清水擦洗，注膠部位表面必須干燥。沿膠縫位置粘貼膠帶紙帶，防止硅膠污染玻璃。在打膠前對玻璃進行臨時可靠的固定，在打膠過程中對臨時固定裝置進行拆除以確保成品的平面度。要安排受過訓練的專業注膠工施工，注膠要勻速、勻厚、不夾氣泡。注膠后用專用工具刮膠，使膠縫呈微凹曲面。注膠工作不能在風雨天進行，注膠也不宜在低于5℃的低溫條件下進行。耐候硅酮嵌縫膠的施工厚度應介于3.5 mm～4.5 mm之間。膠縫的寬度通過設計計算確定，最小寬度為6 mm。封膠必須在產品有效期內使用，施工驗收報告要有產品證明文件和記錄，見圖7，圖8。

圖7 玻璃與主體之間的密封細部處理

圖8 玻璃與玻璃之間的密封細部處理

7 結語

通過本工程的施工，我們總結出要保證整個工程安全保質完成，首先要保證各工序之間的相互協調。

1)合理安排各道工序，采取正確的施工方案。

為保證采光頂屋面的順利進展，同時又不得影響其他工序。我單位采用了自制的簡易無軌輪式桁車作為主要施工機具。利用它在采光屋面的施工中牛腿安裝、鋼梁安裝及玻璃安裝工序中擔當起起重、運輸及安裝任務。同時也保證了其他各工序的正常施工。

2)主、次鋼梁安裝保證一次成功。

最大程度上解決了因工序返工而產生的工期及經濟上的損失，為下一步的工序奠定了良好的基礎。

3)在細部做法上做文章。

眾所周知，質量是企業的命。一個工序的好與壞最直接的表現方式就是觀感。在采光頂玻璃工序施工中，玻璃的安放并不是難點，而玻璃間的密封及玻璃與主體之間的密封與防水處理才是關鍵。

通過上述的策劃、施工，我單位圓滿完成了采光頂的施工，達到了預期效果，總結出一套成功的施工工法。