CN110778116A - 复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法，包括施工承台；提供与束筒结构曲面相适配的多个劲性钢骨柱，将其均布于承台上且两两对称安装；于承台上搭设柱模架；于柱模架上支设柱内模，对应设于劲性钢骨柱内侧；于劲性钢骨柱内绑扎柱钢筋形成钢筋网，于钢筋网中穿设一导绳，并在导绳上滑设一振捣棒，将振捣棒置于劲性钢骨柱的底部处；于劲性钢骨柱和钢筋网的外侧铺设柱外模及柱侧模，利用柱外模、柱侧模以及柱内模围合成待浇筑的柱空间；于柱空间内浇筑形成混凝土劲性柱，振捣棒振捣浇筑的混凝土并向上拉动振捣棒沿导绳从浇筑的混凝土的底部移动至顶部，浇筑后将振捣棒抽出；于混凝土劲性柱上施工屋盖结构连接多个混凝土劲性柱。

Description

复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，尤指一种复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法。
背景技术
复杂曲面巨形混凝土束筒结构具有以下特点：束筒结构曲率大小不一，测量定位精度要求高。束筒结构包括劲性钢骨柱，呈倾斜角度，倾斜角度大，束筒结构的上部为折线形屋盖结构，其不等高的折点多，顶部高度和楼板根部坡度都比较大，结构施工难度大。
当束筒结构为纵向曲面时，劲性钢骨柱倾斜安装，柱节点处钢筋密集交叉，现有大多是采用快插慢拔的***式振捣方法进行振捣，但是柱节点处的钢筋排布较密，振捣棒无法穿过密实的钢筋网，可能会导致局部漏振的问题，另外拔出时容易碰撞到钢筋网，对构件的强度造成影响。混凝土振捣施工困难。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法，解决现有技术中采用快插慢拔的***式振捣方法进行振捣，但是柱节点处的钢筋排布较密，振捣棒无法穿过密实的钢筋网，可能会导致局部漏振的问题，另外拔出时容易碰撞到钢筋网，对构件的强度造成影响。混凝土振捣施工困难的问题。
实现上述目的的技术方案是：
本发明提供一种复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法，包括如下施工步骤：
在待施工位置施工环形的承台；
提供与待形成的混凝土束筒结构的曲面相适配的多个劲性钢骨柱，将所述劲性钢骨柱均布于所述承台之上，且所述劲性钢骨柱两两对称安装；
于所述承台之上搭设对应位于所述劲性钢骨柱内侧的柱模架；
于所述柱模架之上支设柱内模，且所述柱内模的曲率适配于所述待形成的混凝土束筒结构的曲率，所述柱内模对应的设于所述劲性钢骨柱的内侧；
于所述劲性钢骨柱内绑扎柱钢筋形成钢筋网，于所述钢筋网中穿设一导绳，并在所述导绳上滑设一振捣棒，将所述振捣棒置于所述劲性钢骨柱的底部处；
于所述劲性钢骨柱和所述钢筋网的外侧铺设柱外模及柱侧模，利用所述柱外模、所述柱侧模以及所述柱内模围合对应的劲性钢骨柱并形成待浇筑的柱空间；
于所述待浇筑的柱空间内浇筑混凝土以形成混凝土劲性柱，在混凝土浇筑过程中通过所述振捣棒振捣浇筑的混凝土并向上拉动所述振捣棒，使得所述振捣棒沿所述导绳从浇筑的混凝土的底部移动至顶部，在混凝土浇筑完成后将所述振捣棒沿所述导绳抽出；以及
于多个混凝土劲性柱之上施工屋盖结构，通过屋盖结构将多个混凝土劲性柱连接在一起。
本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法的进一步改进在于，所述振捣棒与所述混凝土的顶面同步上升。
本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法的进一步改进在于，安装所述导绳时，还包括：
提供固定件，于所述钢筋网底部固定安装所述固定件，将所述导绳的一端固定连接于所述固定件，将所述导绳的另一端对应连接于所述钢筋网的顶部。
本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法的进一步改进在于，所述固定件为弯钩，所述弯钩的一端绑扎固定于所述钢筋网，所述弯钩的另一端勾住所述导绳。
本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法的进一步改进在于，安装所述振捣棒于所述导绳时，还包括：
于所述振捣棒的侧部安装环形件，将所述环形件套设于所述导绳上，使得所述振捣棒可沿所述导绳上下移动。
本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法的进一步改进在于，所述环形件沿所述振捣棒的长度方向间隔设置，且所述环形件设置于所述振捣棒的同一侧。
本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法的进一步改进在于，所述环形件为螺母，所述螺母通过扎带绑扎固定于所述振捣棒。
本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法的进一步改进在于，安装劲性钢骨柱，包括：
将劲性钢骨柱分成多个钢骨柱段；
将一所述钢骨柱段定位固定于所述承台；以及
从下向上依次逐层安装对应层的所述钢骨柱段，直到将多个钢骨柱段拼装连接形成劲性钢骨柱。
本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法的进一步改进在于，在下一次浇筑混凝土前，先浇筑水泥浆形成供连接先后两次浇筑混凝土的接缝。
本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法的进一步改进在于，在浇筑混凝土的过程中还包括在混凝土内部铺设贯通式冷凝降温管以降低所述混凝土内部的温度。
本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的有益效果：
本发明通过在钢筋网中设置导绳，进而将振捣棒滑设于导绳，浇筑混凝土过程中向上拉动振捣棒，振捣棒沿导绳从浇筑的混凝土的底部移动至顶部，从而沿着预先设计的振捣路径对混凝土进行振捣，解决了现有技术中采用快插慢拔的***式振捣方法进行振捣，但是柱节点处的钢筋排布较密，振捣棒无法穿过密实的钢筋网，可能会导致局部漏振的问题，另外拔出时容易碰撞到钢筋网，对构件的强度造成影响。混凝土振捣施工困难的问题。
附图说明
图1为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的多个劲性钢骨柱的示意图。
图2为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的平面分布图。
图3为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的劲性钢骨柱和柱模架的纵剖图。
图4为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的屋盖骨架和屋盖模架的纵剖图。
图5为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构底部的槽口的纵剖图。
图6为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的屋盖示意图。
图7为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的振捣棒布置的示意图。
图8为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的振捣棒施工的局部剖视图。
图9为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的振捣棒和导绳部分的连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
参阅图1，显示了本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的多个劲性钢骨柱的示意图。图2为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的平面分布图。图3为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的劲性钢骨柱和柱模架的纵剖图。图4为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的屋盖骨架和屋盖模架的纵剖图。图5为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构底部的槽口的纵剖图。图6为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的屋盖示意图。结合图1至图6所示，本发明一种复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法，包括如下施工步骤：
在待施工位置施工环形的承台60；
提供与待形成的混凝土束筒结构的曲面相适配的多个劲性钢骨柱10，将劲性钢骨柱10均布于承台60之上，且劲性钢骨柱10两两对称安装；
于承台60之上搭设对应位于劲性钢骨柱10内侧的柱模架40；
于柱模架40之上支设柱内模，且柱内模的曲率适配于待形成的混凝土束筒结构的曲率，柱内模对应的设于劲性钢骨柱10的内侧；
参阅图7为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的振捣棒布置的示意图。图8为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的振捣棒施工的局部剖视图。图9为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的振捣棒和导绳部分的连接结构示意图。结合图7至图9所示，
于劲性钢骨柱10内绑扎柱钢筋形成钢筋网11，于钢筋网11中穿设一导绳12，并在导绳12上滑设一振捣棒121，将振捣棒121置于劲性钢骨柱11的底部处；
于劲性钢骨柱10和钢筋网的外侧铺设柱外模及柱侧模，利用柱外模、柱侧模以及柱内模围合对应的劲性钢骨柱10并形成待浇筑的柱空间；
于待浇筑的柱空间内浇筑混凝土以形成混凝土劲性柱，在混凝土浇筑过程中通过振捣棒121振捣浇筑的混凝土并向上拉动振捣棒121，使得振捣棒121沿导绳从浇筑的混凝土的底部移动至顶部，在混凝土浇筑完成后将振捣棒121沿导绳12抽出；以及
于多个混凝土劲性柱之上施工屋盖结构，通过屋盖结构将多个混凝土劲性柱连接在一起。
进一步地，施工屋盖结构，包括：
提供与待形成的屋盖结构的曲面相适配的屋盖骨架20，将屋盖骨架20盖设连接于多个劲性钢骨柱10的顶部；
在承台60上的劲性钢骨柱10围合成的空间内搭设屋盖模架50；
于屋盖模架50之上支设屋盖底模，且屋盖底模的曲率适配于待形成的屋盖结构的曲率；
于屋盖骨架20的外侧铺设屋盖顶模及屋盖侧模，利用屋盖顶模、屋盖侧模以及屋盖底模围合对应的屋盖骨架20并形成待浇筑的屋盖空间；
于待浇筑的屋盖空间内分段对称浇筑混凝土，形成屋盖结构。
作为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法的一较佳实施方式，结合图7至图9所示，振捣棒121与混凝土的顶面同步上升，浇筑混凝土时，将注浆管通入钢筋网11的底部，使得混凝土由下自上慢慢充满柱模板中围成的空间，在混凝土浇筑的同时，向上移动振捣棒121，使得振捣棒121随着混凝土浇筑的高度注浆向上移动，能够避免浇筑完毕后再拔出振捣棒121，减少混凝土中的空隙。
较佳地，可根据待形成的异形混凝土构件13的图纸，在钢筋网11中设置多个振捣棒121，以满足振捣要求。
作为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法的一较佳实施方式，结合图7至图9所示，安装导绳12时，还包括：
提供固定件111，于钢筋网11底部标有标记的位置固定安装固定件111，将导绳12的一端固定连接于固定件111，将导绳12的另一端对应连接于钢筋网11的顶部，使得导绳12沿标记设置。
较佳地，该施工场地上搭建有供支撑固定钢筋网11和模板的支架，导绳12远离固定件111的端部可固定于支架对应的位置，以便后续取出振捣棒121。
具体的，该固定件111为弯钩，该弯钩的一端绑扎固定于钢筋网11，该弯钩的另一端勾住导绳12。
进一步的，安装振捣棒121于导绳12时，还包括：
于振捣棒121的侧部安装环形件，将环形件套设于导绳12上，使得振捣棒121可沿导绳12上下移动。
具体的，该环形件沿振捣棒121的长度方向间隔设置，且该环形件设置于振捣棒121的同一侧。
较佳地，该环形件为螺母，该螺母通过扎带绑扎固定于振捣棒121。
又佳地，浇筑混凝土前，还包括：
支设模板，并于模板的顶部间隔开设排气孔，以使得混凝土中的空气可从排气孔中排出。
进一步的，浇筑混凝土时，还包括：
提供振捣器，利用振捣器振动，也可以加以人工敲击模板，从而对浇筑的混凝土进行辅助振捣，使得靠近模板位置的混凝土也受到振动并密实。
作为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法的一较佳实施方式，安装劲性钢骨柱10，包括：
将劲性钢骨柱分成多个钢骨柱段；
将一钢骨柱段10定位固定于承台60；以及
从下向上依次逐层安装对应层的钢骨柱段，直到将多个钢骨柱段拼装连接形成劲性钢骨柱70。
作为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法的一较佳实施方式，在下一次浇筑混凝土前，先浇筑水泥浆形成供连接先后两次浇筑混凝土的接缝。
作为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法的一较佳实施方式，在浇筑混凝土的过程中还包括在混凝土内部铺设贯通式冷凝降温管以降低混凝土内部的温度。
优选的，折线形屋盖采用三维定位技术进行测量放线，并通过平面坐标与高差进行复核，待通过底模安装完成后，利用三维扫描技术与原屋盖模型进行对比分析，最终误差控制在2mm以内。
优选的，浇筑承台60包括：在束筒结构的下部浇筑承台，其长8500mm，宽1600mm，高3890mm，属于超长超高大体积混凝土承台。优选的，在混凝土承台的浇筑过程中，采用分段浇筑，先浇筑至基础层高，再浇筑设计标高。优选的，为防止后期开裂，在混凝土承台的内部增加了6道C14钢筋网片，上下每隔50cm配有16#槽钢，整体采用三角撑斜顶。
进一步地，本发明还包括：在侧面模板上留置楔形的槽口71作为混凝土入料口，方便浇筑施工。
本发明通过将多个钢骨柱段拼装连接形成劲性钢骨柱10，分段分层高空散装，可解决现有技术中的束筒结构内劲性钢骨柱倾斜角度较大，如果采用常规加大临时支撑的方法固定安装，将对楼板质量及工期不利的问题。
在本实施例中，钢骨柱段为“人字形”结构，钢骨柱段全部采用塔吊两点吊装方式吊装，在翼缘板板厚方向增加两道连接板进行固定安装，安装时拉设缆风绳进行校正固定，待下层混凝土浇筑完成后，再依次安装上层的钢骨柱段，以此保证最终拼装的劲性钢骨柱10的稳定性。
进一步地，将多个钢骨柱段拼装连接包括：采取对称同步焊接工艺焊接相邻两个钢骨柱段，焊接前对焊接区域进行先预热，焊接后进行保温，在焊缝加设息弧、引弧板，并使用红外测温仪、温度湿度计、焊缝检测尺对焊接环境和焊接质量进行实时监控。
进一步地，搭设柱模架40包括：
提供多个撑杆41和可调托撑42，将撑杆41支设于承台60且顶部通过可调托撑42承托柱模板；以及
提供剪刀撑43和安全网，将剪刀撑43拉结连接位于同一排的多个撑杆，以加强多个撑杆的连接和稳定性。将安全网连接位于同一排的多个撑杆，以进行防护。
柱模架40为满堂支架，其搭设根据现场束筒结构芯筒墙每层结构高度逐层向上搭设，增强结构的稳定性，以防止浇筑时不均匀荷载引起的较大变形和模板倾覆。
进一步地，搭设屋盖模架50包括：
提供多个撑杆51和可调托撑，将撑杆51支设于承台60且顶部通过可调托撑承托屋盖模板；以及
提供剪刀撑52和安全网，将剪刀撑52拉结连接位于同一排的多个撑杆，以加强多个撑杆的连接和稳定性。将安全网连接位于同一排的多个撑杆，以进行防护。
在本实施例中，根据折线形屋盖特点，为保证屋盖支模整体成型，所有底模要一次性支设完成，屋盖模架体系分塔身区域外架和折线形屋盖区域内架两部分，塔身区域外架直接从8层楼板向上搭设落地式脚手架。
更优的，内架采用型钢悬挑脚手架，16#工字钢作为基础，锚固段锚固在9层楼板上。在锚固段与楼板连接处，采用直接18mm螺栓连接固定。并在每段悬挑工字钢端头设置直径16mm的拉环，与混凝土结构预埋拉环之间采用保险钢丝绳拉结牢固。
进一步地，在浇筑混凝土之前还包括提供钢筋骨架，通过BIM建模指导绑扎钢筋骨架。具体地，在内劲性钢骨柱复杂节点处，通过BIM建模分析节点处的截面尺寸，合理排布纵向主筋，预留钢筋穿孔标高，确保内劲性钢骨柱钢筋穿洞精准。
进一步地，分多次浇筑混凝土包括：在下一次浇筑混凝土前，先浇筑水泥浆形成供连接先后两次浇筑混凝土的接缝，保证接缝的质量。
优选的，混凝土浇筑过程中每次不超过4米，以首层束筒结构为例，其高度为6米，分两次浇筑，第一次浇筑高度为3米，第二次浇筑至首层楼板平。
根据折线形屋盖特点，为了确保其支模架受力均衡，折线形屋盖采用分段对称浇筑混凝土的施工。
进一步地，还包括通过测量网络控制法进行施工现场放线时预留下沉变形量。具体地，束筒结构浇注混凝土过程中，设有专业测量人员对斜柱顶端下沉和模板变形情况进行实时观察，并在测量放线控制时预留下沉变形量，保证束筒结构成形时满足设计要求。
作为本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法的一较佳实施方式，还包括在混凝土内部铺设贯通式冷凝降温管以降低混凝土内部的温度，能够防止大体积束筒结构混凝土施工时里表温差过大。
优选的，因屋盖无操作面，无法在作业面进行钢筋调整，需提前进行钢筋折弯。
柱模板和屋盖模板采用18mm厚木胶合板为面板，每200mm设置50mm×100mm木枋龙骨。
优选的，为了抵抗束筒结构混凝土的侧压力，采用双钢管柱箍，并增加双向M14对拉螺杆。
进一步地，还包括在混凝土终凝前，在柱模板和屋盖模板上挂土工布后进行洒水养护，待混凝土强度达到设计强度时拆除柱模板和屋盖模板，在混凝土表面涂刷养护液，并采用薄膜覆盖养护，养护时间至少14h。
本发明复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法的有益效果为：
本发明通过在钢筋网中设置导绳，进而将振捣棒滑设于导绳，浇筑混凝土过程中向上拉动振捣棒，振捣棒沿导绳从浇筑的混凝土的底部移动至顶部，从而沿着预先设计的振捣路径对混凝土进行振捣，解决了现有技术中采用快插慢拔的***式振捣方法进行振捣，但是柱节点处的钢筋排布较密，振捣棒无法穿过密实的钢筋网，可能会导致局部漏振的问题，另外拔出时容易碰撞到钢筋网，对构件的强度造成影响。混凝土振捣施工困难的问题。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法，其特征在于，包括如下施工步骤：
在待施工位置施工环形的承台；
提供与待形成的混凝土束筒结构的曲面相适配的多个劲性钢骨柱，将所述劲性钢骨柱均布于所述承台之上，且所述劲性钢骨柱两两对称安装；
于所述承台之上搭设对应位于所述劲性钢骨柱内侧的柱模架；
于所述柱模架之上支设柱内模，且所述柱内模的曲率适配于所述待形成的混凝土束筒结构的曲率，所述柱内模对应的设于所述劲性钢骨柱的内侧；
于所述劲性钢骨柱内绑扎柱钢筋形成钢筋网，于所述钢筋网中穿设一导绳，并在所述导绳上滑设一振捣棒，将所述振捣棒置于所述劲性钢骨柱的底部处；
于所述劲性钢骨柱和所述钢筋网的外侧铺设柱外模及柱侧模，利用所述柱外模、所述柱侧模以及所述柱内模围合对应的劲性钢骨柱并形成待浇筑的柱空间；
于所述待浇筑的柱空间内浇筑混凝土以形成混凝土劲性柱，在混凝土浇筑过程中通过所述振捣棒振捣浇筑的混凝土并向上拉动所述振捣棒，使得所述振捣棒沿所述导绳从浇筑的混凝土的底部移动至顶部，在混凝土浇筑完成后将所述振捣棒沿所述导绳抽出；以及
于多个混凝土劲性柱之上施工屋盖结构，通过屋盖结构将多个混凝土劲性柱连接在一起。
2.如权利要求1所述的复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法，其特征在于，
所述振捣棒与所述混凝土的顶面同步上升。
3.如权利要求1所述的复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法，其特征在于，安装所述导绳时，还包括：
提供固定件，于所述钢筋网底部固定安装所述固定件，将所述导绳的一端固定连接于所述固定件，将所述导绳的另一端对应连接于所述钢筋网的顶部。
4.如权利要求3所述的复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法，其特征在于，所述固定件为弯钩，所述弯钩的一端绑扎固定于所述钢筋网，所述弯钩的另一端勾住所述导绳。
5.如权利要求1所述的复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法，其特征在于，安装所述振捣棒于所述导绳时，还包括：
于所述振捣棒的侧部安装环形件，将所述环形件套设于所述导绳上，使得所述振捣棒可沿所述导绳上下移动。
6.如权利要求5所述的复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法，其特征在于，所述环形件沿所述振捣棒的长度方向间隔设置，且所述环形件设置于所述振捣棒的同一侧。
7.如权利要求5所述的复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法，其特征在于，所述环形件为螺母，所述螺母通过扎带绑扎固定于所述振捣棒。
8.如权利要求1所述的复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法，其特征在于，安装劲性钢骨柱，包括：
将劲性钢骨柱分成多个钢骨柱段；
将一所述钢骨柱段定位固定于所述承台；以及
从下向上依次逐层安装对应层的所述钢骨柱段，直到将多个钢骨柱段拼装连接形成劲性钢骨柱。
9.如权利要求1所述的复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法，其特征在于，在下一次浇筑混凝土前，先浇筑水泥浆形成供连接先后两次浇筑混凝土的接缝。
10.如权利要求1所述的复杂曲面巨形混凝土束筒结构的施工方法，其特征在于，在浇筑混凝土的过程中还包括在混凝土内部铺设贯通式冷凝降温管以降低所述混凝土内部的温度。
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