亚克力玻璃安装专项方案

项目
亚克力玻璃安装专项方案
目录
1. 亚克力玻璃综述 (1)
1.1. 亚克力玻璃的定义及性能 (1)
1.2. 巨型亚克力玻璃技术特点、难点分析 (2)
1.2.1. 巨型亚克力玻璃技术特点 (2)
1.2.2. 巨型亚克力玻璃施工难点 (2)
2. 技术方案选择 (2)
2.1. 巨型亚克力玻璃的运输与吊装方案 (2)
2.1.1. 垂直运输方案 (2)
2.1.2. 水平运输方案 (2)
3. 巨型亚克力玻璃运输 (3)
3.1. 亚克力玻璃垂直运输 (3)
3.1.1. 工艺原理 (3)
3.1.2. 落地卸料平台搭设要求 (3)
3.1.3. 实施效果及功能检测 (4)
3.2. 亚克力玻璃水平运输 (4)
3.2.1. 运输小车设计原理及构造 (4)
3.2.2. 巨型亚克力玻璃的就位 (7)
3.2.3. 实施效果及功能检测 (8)
3.3. 亚克力玻璃吊装 (8)
3.4. 工艺原理 (8)
3.5. 起重吊点布设 (9)
3.5.1. 起吊装置改进 (9)
3.5.2. 吊装就位 (10)
3.5.3. 实施效果及功能检测 (10)
4. 亚克力玻璃本体浇筑聚合法粘结技术研究 (10)
4.1. PMMA聚合原理 (10)
4.1.1. 工艺原理 (11)
4.1.2. 工艺流程及操作要点 (11)
5. 亚克力玻璃与垭口之间防水处理 (13)
5.1. 工艺原理 (13)
5.2. 工艺流程及操作要点 (13)
5.2.1. 工艺流程 (13)
5.2.2. 操作要点 (13)
6. 质量与成本控制保证 (14)
1.亚克力玻璃综述
1.1. 亚克力玻璃的定义及性能
1.1.1.1. 亚克力玻璃的定义
亚克力玻璃是聚甲基丙稀酸甲酯（PMMA）的均聚物或共聚物，由甲基丙烯酸甲酯单体（MMA）聚合而成，是一种有机玻璃。

1.1.1.
2. 亚克力玻璃的性能
亚克力玻璃的性能主要体现在：透光性高达93%，有“塑胶水晶”之美誉；耐老化性强；比重不到普通玻璃的一半，抗碎裂能力却高出几倍；具有良好的绝缘性和机械强度；对酸、碱、盐有较强的耐腐蚀性能；可进行粘接、锯、刨、钻、刻、磨、丝网印刷、喷砂等手工和机械加工，加热后可弯曲压模成各种亚克力制品。

1.1.1.3. 亚克力玻璃设计概况
本工程观赏水体中采用亚克力玻璃的水体有：企鹅展示池、白鲸展示池、鲨鱼展示池、珊瑚展示池、摄影水槽、主表演池，这些观赏水体亚克力玻璃的设计水压不同，玻璃自身的形状、大小和厚度也不相同。

1.1.1.4. 预留亚克力玻璃安装垭口类型
本工程观赏水池众多，水池施工时需在池壁结构上预留垭口，镶嵌亚克力玻璃。

由于玻璃的类型多、尺寸各异，因此垭口的形状和尺寸也比较多。

本工程垭口的截面形式有L形和U形两种，若考虑垭口长度方向的变化规律，又可细分为L形直线垭口、U形直线垭口、L形弧线垭口、U形弧线垭口四类。

L形垭口如图1.1.1.4-1所示，U形垭口如图1.1.1.4-2所示。

图1.1.1.4-1 L形垭口图1.1.1.4-2 U形垭口
1.2. 巨型亚克力玻璃技术特点、难点分析
1.2.1.巨型亚克力玻璃技术特点
1 亚克力玻璃的形态各异。

企鹅展示池、白鲸展示池、鲨鱼展示池、摄影水槽、珊瑚展示池的玻璃为矩形，主表演池的玻璃为弧形，摄影水槽的玻璃为半球体。

2 亚克力玻璃的尺寸变化大。

以矩形亚克力玻璃为例，玻璃的宽度从3.31～17.05m变化，高度从1.415～3.81m变化，厚度从0.105～0.27m变化。

3 单块玻璃重量大。

亚克力玻璃中最大单块玻璃重达2吨。

4 玻璃运输时的产品保护要求高。

由于亚克力玻璃为观赏玻璃，因此,玻璃运输时表面不能有任何划痕，运输时对产品保护的要求高。

1.2.2.巨型亚克力玻璃施工难点
巨型亚克力玻璃施工中的难点主要体现在以下三个方面：
1 亚克力玻璃运输困难。

大部分动物展示池位于二层，亚克力玻璃单块面积大，重量重，垂直方向运输时需要运至二层或三层，水平方向运输时需要跨越垭口障碍。

2 亚克力玻璃之间的拼接难度极高
3 亚克力玻璃与垭口之间的不透水连接处理困难。

由于亚克力玻璃与结构预留垭口为两种不同性质的材料，其不透水连接本身就存在一定困难，再加上亚克力玻璃可能在水压力作用下产生变形，这就要求亚克力玻璃与垭口的连接既要能产生一定的变形，又要有良好的密封性能，因此，连接难度极大。

2.技术方案选择
2.1. 巨型亚克力玻璃的运输与吊装方案
2.1.1.垂直运输方案
巨型亚克力玻璃采用塔吊结合运输小车进行垂直运输。

二层利用出口或入口的结构平台作为卸料平台，三层单独搭设室外移动式钢管脚手架落地卸料平台。

2.1.2.水平运输方案
亚克力玻璃种类繁多，玻璃形状有矩形、圆形、半圆形三种。

巨型亚克力玻璃水平运输采用自行设计的多功能运输小车，该小车在采用较少人力的情况下可以顺利翻越垭口障碍，并可以使亚克力玻璃正确就位。

2.1.2.1. 吊装方案
巨型亚克力玻璃吊装就位采用起吊就位快速的改进型手拉葫芦。

结构顶板能够承载巨型亚克力玻璃重量时，直接在结构顶板上钻孔固定钩头膨胀螺栓作为起重吊点；若不能够承载亚克力玻璃重量时，利用安装跨两端的框架梁固定工字钢梁作为起重承载结构。

2.1.2.2. 巨型亚克力玻璃的拼接方案
为了更好地进行亚克力玻璃的拼接工作，共研究了四种拼接方案，四种方案的原理和特点如表2.1.2所示。

表2.1.2 亚克力玻璃拼接方案一览表
通过对四种拼接方案进行比较，并考虑到本工程大部分亚克力玻璃厚度大于100mm，最厚达270mm，因此，最终优选本体浇注聚合法拼接巨型亚克力玻璃。

2.1.2.
3. 巨型亚克力玻璃与垭口之间防水处理方案
亚克力玻璃与垭口连接处缝隙采用明矾膨胀剂水泥填灌和504胶注封双道防水技术处理，确保连接处不发生渗漏。

3.巨型亚克力玻璃运输
3.1. 亚克力玻璃垂直运输
3.1.1.工艺原理
先在地面将巨型亚克力玻璃搁置在多功能运输小车上，再通过塔吊将运输小车和巨型亚克力玻璃一道吊运到楼层卸料平台上，最后通过运输小车将巨型亚克力玻璃水平运输至室内。

3.1.2.落地卸料平台搭设要求
1 落地卸料平台采用扣件式钢管脚手架搭设，保证卸料平台钢管架的整体
稳定性和刚度。

2 卸料平台面用多层板铺平，与三层楼面相平，周边比巨型亚克力玻璃宽出1m 左右，以方便在卸料平台上卸钩作业和巨型亚克力玻璃平稳运输。

3 落地卸料平台达设成独立、可移动式，用塔吊吊运至巨型亚克力玻璃安装部位的室外就近位置设置，以减小亚克力玻璃的室内水平运输距离。

4 落地卸料平台应与结构拉结，其设置位置的地基必须平整夯实。

3.1.3. 实施效果及功能检测
采用塔吊结合运输小车进行巨型亚克力玻璃的垂直运输，巨型亚克力玻璃的尺寸不受限制，明显提高了垂直运输的效率。

3.2. 亚克力玻璃水平运输
3.2.1. 运输小车设计原理及构造
根据现场实际情况确定拱形亚克力玻璃的运输路径，通过对玻璃安装预留垭口的尺寸、位置及亚克力玻璃的宽度、长度等综合考虑，用工字钢、钢板加工一个运输架，同时根据垭口宽确定8个车轮就位孔的位置，其中1#～8#车轮就位处均为上下左右对称，，就位处的就位孔直径均为20mm ，具体见图3.2.1-1。

图3.2.1-1加工定制的运输架示意图
再根据垭口下部障碍、净高及玻璃高度等综合考虑，利用工字钢、角钢、钢板等一系列材料，设计一个多功能运输架的支撑小车，该支撑小车可围绕转轴进行360°进行旋转，具体示意图见图3.2.1-2。

将该运输支撑小车与运输架用螺栓进行连接，并将拱形亚克力玻璃放置于运输车上，其中H=垭口障碍高度+小型千斤顶高度。

具体见图3.2.1-3。

A-A剖面图
B-B剖面图
工字钢
D=20mm小孔
A A
B B
5#车轮就位处
2#车轮就位处
4#车轮就位处
6#车轮就位处
a
b X
1#车轮就位处8#车轮就位处
7#车轮就位处
Y
c
d
Ⅰ#
Ⅲ#
Ⅱ#
3#车轮就位处
图3.2.1-2加工定制的运输架示意图
图3.2.1-3巨型玻璃运输车示意图
（2）亚克力玻璃运输车的运输原理
步骤一：通过移动脚手做支撑将大型玻璃吊运于运输车车架上，并使运输车
的一段靠近至安装玻璃的预留垭口梁处，具体如下图：
玻璃安装预留垭口梁
钢筋砼楼板
步骤二：在安装玻璃预留的下部垭口梁与运输车架间通过小型千斤顶垫置，并将5#、6#车轮就位处的车轮拆卸，具体如下图：
玻璃安装预留垭口梁
钢筋砼楼板
步骤三：将5#、6#拆卸的小车车轮安装于1#、2#车轮就位处，并将2#、3#车轮就就位处车轮拆卸后装于7#、8#车轮就位处，并向前运输至垭口梁后，垫置小型千斤顶，具体如下图：
玻璃安装预留垭口梁
钢筋砼楼板
步骤四：同样将1#、2#车轮拆卸后安装于3#、4#车轮就位处，此时多功能运输车已经跨越了矩形垭口这道障碍，具体如下图：
玻璃安装预留垭口梁
钢筋砼楼板
通过以上步骤4个步骤就能跨越一道障碍，若有多道障碍，就按照步骤一至步骤四重复循环就能完成障碍的跨越，从而完成玻璃的运输，亚克力玻璃需运输至垭口的水体一侧。

3.2.2.巨型亚克力玻璃的就位
（2）亚克力玻璃运输车的运输原理
步骤一：通过移动脚手做支撑将大型玻璃吊运于运输车车架上，并使运输车的一段靠近至安装玻璃的预留垭口梁处，具体如下图：
玻璃安装预留垭口梁
钢筋砼楼板
步骤二：在安装玻璃预留的下部垭口梁与运输车架间通过小型千斤顶垫置，
并将5#、6#车轮就位处的车轮拆卸，具体如下图：
玻璃安装预留垭口梁
钢筋砼楼板
步骤三：将5#、6#拆卸的小车车轮安装于1#、2#车轮就位处，并将2#、3#
车轮就就位处车轮拆卸后装于7#、8#车轮就位处，并向前运输至垭口梁后，垫
置小型千斤顶，具体如下图：
玻璃安装预留垭口梁
钢筋砼楼板
步骤四：同样将1#、2#车轮拆卸后安装于3#、4#车轮就位处，此时多功能
运输车已经跨越了矩形垭口这道障碍，具体如下图：
玻璃安装预留垭口梁
钢筋砼楼板
通过以上步骤4个步骤就能跨越一道障碍，若有多道障碍，就按照步骤一至
步骤四重复循环就能完成障碍的跨越，从而完成玻璃的运输，亚克力玻璃需运输
至垭口的水体一侧。

3.2.3.实施效果及功能检测
采用多功能运输小车进行巨型亚克力玻璃的水平运输，可以顺利跨越多道垭口障碍，减少了对亚克力玻璃二次搬运等工序，降低了运输的成本。

3.3. 亚克力玻璃吊装
3.4. 工艺原理
在安装巨型亚克力玻璃上方的结构顶板上安装钩头膨胀螺栓，或在两端框架梁上安装工字钢梁作为起重吊点，悬挂起重手拉葫芦，起吊巨型亚克力玻璃，使其安装就位在结构预留垭口上。

将手拉葫芦的有极起重链改成无极起重链，增设
卡链装置，将挂钩与无极起重链连接成一体，直接、快速将巨型亚克力玻璃起吊就位。

3.5. 起重吊点布设
1 结构顶板上安装钩头膨胀螺栓
巨型亚克力玻璃单块重量不大于1000kg时，直接在其安装位置上方的结构顶板上靠水体一侧设置2个起重吊点，每个吊点安装一根不小于M16的钩头膨胀螺栓。

用冲击电钻在结构顶板上钻孔，锚入钩头膨胀螺栓并拧紧。

起重吊装前，先悬挂重物做拉拔试验，确保钩头螺栓在起重过程中能够牢固承载。

2 框架梁上安装工字钢梁
巨型亚克力玻璃单块重量大于1000kg时，在其安装位置上方的两端框架梁两侧钻孔安装“U”铁件，每侧至少4颗M12膨胀螺栓固定。

承重钢梁用高度不小于160mm的工字钢，工字钢梁的上翼缘板与“U”铁件的水平钢板用4颗M12螺栓相连。

3.5.1.起吊装置改进
对吊装巨型亚克力玻璃采用的手拉葫芦进行了改进，具体如下：
原装置：手拉葫芦有两组链条，即起重链和手动链，起重链为有极链，手动链为无级链。

每次起重前需空载状态下反复拉动手动链，使起重链上的挂钩移到合适的位置后才能对其进行安装，起重亚克力玻璃，倒链工作很不方便，浪费大量时间。

改进后装置：将手拉葫芦的有极起重链改成无极起重链，无极链上不带挂钩，委托链条厂家加工，将单独的挂钩一小段链条与卡链装置相连接，使用时可根据亚克力玻璃的具体位置，将卡链装置卡在无极起重链的合适位置上，就可以直接起吊，这样可以省去回链、收链工作。

起吊装置改进如图3.5.1-1所示。

图3.5.1-1起吊装置的改进方案示意图
改进后起吊装置的结构原理：起吊装置的卡链部分是由一段圆钢加工成的单独零件，在卡链装置的下端开设一个装链槽，通过销轴把挂钩的连接链安装在卡链装置的下端。

在卡链装置的中上端开设卡链槽，卡链槽用来卡挂无极起重链。

起吊装置的卡链方法见图3.5.1-2。

起吊装置的卡链结构见图3.5.1-3。

图3.5.1-2起吊装置的卡链方法图3.5.1-3起吊装置的卡链结构
3.5.2.吊装就位
1 将改进后的手拉葫芦悬挂在钩头螺栓上或工字钢梁的下翼缘板上，向上升起手拉葫芦的挂钩，将巨型亚克力玻璃起吊离开运输小车后，将运输小车撤走。

2 圆弧形巨型亚克力玻璃用尼龙带缠绕捆绑起吊，平板巨型亚克力玻璃用吸盘吸附在玻璃上起吊。

3 预留垭口先用不同厚度的亚克力玻璃垫块垫平，再将巨型亚克力玻璃调整移动到合适的位置后，缓缓降下手拉葫芦的挂钩，使亚克力玻璃准确安装就位在垭口上。

3.5.3.实施效果及功能检测
采用设置卡链装置的手拉葫芦，省去了手拉葫芦空载情况下的倒链工作，节省了手拉葫芦在进行巨型亚克力玻璃就位时的操作时间。

4.亚克力玻璃本体浇筑聚合法粘结技术研究
4.1. PMMA聚合原理
由于PMMA单体分子结构中含有双键，当受到外界能量(光、热、引发剂等)激发，使其双键打开，产生活化中心（也称游离基或自由基），由活化分子与未活化的单体分子作用，进行聚合反应，生成具有活化能力的新分子，再进一步与
未经活化的单体作用，进行聚合， 这样一步一步地进行至大分子活化能力消失为止。

4.1.1. 工艺原理
把两块亚克力玻璃之间的拼接缝加工成“V ” 字形坡口，沿坡口用3mm 厚的聚氯乙烯板或其他硬质材料、玻璃纸等糊成不漏浆的盛浆模框。

在拼接缝两侧安装对拉调节加固件，将配置好的浆液真空脱泡后缓慢注入拼接缝的盛浆模框内，在20～35℃条件下聚合至固化后，再用烘箱进行热处理，最后对拼接缝进行打磨抛光处理。

4.1.2. 工艺流程及操作要点 4.1.2.1. 工艺流程
制作拼接缝模框→配置拼接浆液→安装对拉调节加固件→浇注浆液→热处理。

4.1.2.2. 操作要点 1 拼接缝的模框制作
把亚克力玻璃拼接缝断面粗略加工成15～20°的坡口并处理干净，两块试样拼成30～40°的“V ” 字形坡口，尖端离开约1mm 宽；在“V ”字形缺口尖端细缝和两端缺口糊上玻璃纸；在“V ”字形坡口的开口面用3mm 厚的聚氯乙烯板或其他硬质材料、玻璃纸等糊成不漏浆的盛浆模型，并使模框内的浆液只和玻璃纸及欲拼接的亚克力玻璃接触，拼接缝的模框制作见图4.1.2.2-1。

图4.1.2.2-1 拼接缝的模框制作图
2 拼接浆液的配置
将PMMA 单体、有机过氧化物引发剂、促进剂等按一定配比加入带搅拌机的预聚反应器中，用常规的预聚合制浆法制得粘度为10～20s/50～60℃的浆液备用。

3 安装对拉调节加固件
玻璃
PVC 垫
“V ”形盛浆模
亚克力
用铰刀将两块小型亚克力玻璃块中间各穿一个孔，将对拉调节杆安装于亚克力玻璃的孔中，在孔与对拉调节杆、小型亚克力玻璃块与亚克力玻璃间填充拼接浆液，调节对拉调节杆，使拼接浆液在20～35℃条件下聚合至固化，如图4.1.2.2-2所示。

4 浇注
将配置好的浆液真空脱泡后缓慢注入拼接缝的盛浆模框内，以浆液不外溢为度，然后在浆液表面覆盖一层宽度和模框宽度一致的玻璃纸，排除浆液表面与玻璃纸之间的空气气泡，放置在20～35℃条件下聚合至固化，如图4.1.2.2-3所示。

图4.1.2.2-2 安装对拉调节加固件 图4.1.2.2-3 本体浇筑聚合法拼接
5 热处理
拼接缝固化后（以插不进刀为准），剥去制模材料，用酒精擦洗掉试样表面的赃物。

对施工环境进行全封闭处理，减少热处理过程中的散热，如图4.1.2.2-4所示。

然后通过烘箱进行热处理，烘箱温度控制在100～110℃，维持时间为1～2小时，如图4.1.2.2-5所示。

6 拼接缝的加工处理
图4.1.2.2-4
热处理环境全封图4.1.2.2-5 烘箱进行热处理
热处理完成后抛去拼接凸起的余量，最后进行打磨抛光处理。

4.1.2.3.注意事项
1 玻璃安装时，作业环境应保持干燥。

2 玻璃密封胶体的厚度偏差控制在±5mm内。

3 玻璃拼接时，应增加备用电源，防止停电对拼接温度产生影响。

4 定时检查温控设备，保持工作温度恒定。

5 玻璃垭口处密封胶体固化完成后，应进行闭水试验。

6 观赏水体注水前，应对亚克力玻璃进行全面清理消毒，防止玻璃表面残留物对水体产生污染。

5.亚克力玻璃与垭口之间防水处理
5.1. 工艺原理
亚克力玻璃与垭口连接时，在亚克力玻璃下方垫置不同厚度的亚克力垫块，确保玻璃处于同一水平面内，然后在玻璃与垭口之间的缝隙处用明矾膨胀剂水泥填灌，最后用504胶在玻璃与垭口处进行注封，保证防水效果。

5.2. 工艺流程及操作要点
5.2.1.工艺流程
垭口处用环氧树脂玻璃钢进行防水处理→垫置亚克力玻璃垫块→用504结构胶将亚克力玻璃垫块与垭口粘牢→亚克力玻璃定位并固定→明矾石膨胀水泥填灌→504结构胶注封→结构胶表面处理。

5.2.2.操作要点
1 垭口处用环氧树脂玻璃钢进行防水处理。

2 垫置亚克力玻璃垫块
在亚克力玻璃调运前对垭口处标高进行测量，根据测量结果垫置不同厚度的亚克力垫块，确保整个亚克力玻璃处于同一标高。

3 用504结构胶将亚克力玻璃垫块与垭口粘牢
在亚克力玻璃垫块下均匀涂一层504胶，将垫块与垭口粘牢，粘接过程中应注意每块亚克力垫块上涂的504结构胶厚度应保持一致。

4 亚克力玻璃定位并固定
将亚克力玻璃按设计图纸要求进行精确定位，定位后将亚克力玻璃固定。

5 明矾石膨胀水泥填灌
亚克力玻璃与垭口之间的空隙内用明矾石膨胀水泥填灌密实，将垭口内外侧防腐口处明矾石膨胀水泥抹平。

6 504结构胶注封
明矾石膨胀水泥硬化后进行基层清理，清理完毕后在亚克力玻璃与垭口结构的防腐口处用504结构胶注封。

7 结构胶表面处理
将封口结构胶表面处理平整、光洁，将粘附在亚克力玻璃表及垭口顶面的结构胶清除干净，使结构胶宽窄一致。

企鹅展示池亚克力玻璃与垭口连接处做法见图5.2-1。

图5.2-1 企鹅展示池亚克力玻璃与垭口连接处做法
6. 质量与成本控制保证
1 采用塔吊结合运输小车进行亚克力玻璃的垂直运输，明显提高了垂直运输的效率；采用设置卡链装置的手拉葫芦，省去了手拉葫芦空载情况下的倒链工作，节省了手拉葫芦在进行亚克力玻璃就位时的操作时间。

2 采用多功能运输车进行巨型亚克力玻璃的水平运输，可以顺利跨越多道垭口障碍，减少了对亚克力玻璃二次搬运等工序，降低了运输的成本。

A-A剖面图 1:5B-B剖面图 1:5
正立面图 1:80
3 亚克力玻璃按照规定的施工工艺，采用本体浇筑聚合法施工，水池注水后拼接接头不明显，拼缝没有渗水现象，能够取得良好的视觉效果。

4 亚克力玻璃与垭口之间采用明矾石膨胀水泥填灌，504结构胶注封双道防水处理技术，水池注水后拼接接头没有出现渗水现象，防水效果良好。

5、按照以上工艺施工的亚克力玻璃与垭口之间的双道防水处理技术，观察注水后拼接接头是否有渗水现象，若没有出现渗水现象，防水效果良好；若有，必须进行整改直到不出现渗水现象为止。