專利名稱:空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)施工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種工業(yè)與民用建筑的空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)的
施工工藝。
背景技術(shù):
在近代的城市建設(shè)中,造型獨(dú)特的建筑越來越被廣泛應(yīng)用,給城市景觀帶來活力。 北京奧運(yùn)會"鳥巢"、"水立方"建筑獨(dú)特的外形形態(tài),為我國增添了新的光彩和榮譽(yù),也標(biāo)志 著我國建筑水平的不斷提高。本專利申請的載體——上海證大喜瑪拉雅藝術(shù)中心,是我國 又一個外觀造型別具匠心的建筑實(shí)例,其建筑造型采用空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體 群結(jié)構(gòu),充分體現(xiàn)了類似樹根叢生的建筑形象。 空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu),建筑造型獨(dú)特,形態(tài)奇異,這種建筑結(jié) 構(gòu)在國內(nèi)外尚未見類似工程的報(bào)道,其結(jié)構(gòu)施工難度大,質(zhì)量要求高。該結(jié)構(gòu)群的實(shí)現(xiàn)充分 體現(xiàn)了上海證大喜瑪拉雅藝術(shù)中心的藝術(shù)效果,它以新穎的藝術(shù)空間給人們以美的享受。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對所需解決的技術(shù)問題,提供一種空間多變曲面鋼筋混凝土 異型筒體群結(jié)構(gòu)施工工藝 為達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種空間多變曲面鋼筋混凝土異型 筒體群結(jié)構(gòu)施工工藝,其特征是從下至上分段,依據(jù)每段的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行逐段施工。下面給 出詳細(xì)施工步驟 1、根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谑┕がF(xiàn)場對整個異型筒體群水平面的數(shù)字軸、字母軸控制軸線 以及由數(shù)字軸、字母軸控制軸線偏移后得到的各異型筒體的平面網(wǎng)格定位模板的定位X'、 Y'軸線進(jìn)行測量定位 根據(jù)異型筒體結(jié)構(gòu)定位軸線圖,將經(jīng)過每個異型筒體中心的正交數(shù)字軸、字母軸 軸線作為平面網(wǎng)格定位模板的定位X'、Y'軸線;沒有軸線經(jīng)過或緊挨軸線的異型筒體將數(shù) 字軸、字母軸控制軸線偏移后,使其正交于異型筒體中心做為的各異型筒體的平面網(wǎng)格定 位模板的定位X' 、 Y'軸線;當(dāng)單座異型筒體的面積超過10m2增設(shè)2條正交輔助軸線,以方 便異型筒體定位以及增加定位精度。采用30m鋼巻尺和J2經(jīng)緯儀將數(shù)字軸、字母軸控制軸 線、異型筒體平面網(wǎng)格定位模板的定位X'、Y'軸線和正交輔助軸線測量定位至施工現(xiàn)場。
2 、平面網(wǎng)格定位模板的制作 2. 1根據(jù)設(shè)計(jì)提供的異型筒體平面定位曲線圖,襯以100 X 100mm的方格網(wǎng),借助
網(wǎng)格以直線段把同一水平剖面的外形定位控制點(diǎn)連接描繪出來,進(jìn)而形成具有詳細(xì)標(biāo)注的
平面網(wǎng)格定位模板曲線,扣除模板厚度后形成平面網(wǎng)格定位模板下料曲線。 2.2在操作平臺上拼鋪18mm厚夾板,所鋪的夾板邊線至少超出相應(yīng)異型筒體的模
板下料曲線O. 9m,用墨線彈出100X100mm的方格網(wǎng)。根據(jù)異型筒體的平面網(wǎng)格定位模板下
料曲線用電鋸進(jìn)行切割、下料。同時對已下料完成的模板進(jìn)行編號及定位標(biāo)識。
3、異型筒體外模支撐鋼管排架的搭設(shè) 3. 1外模支撐鋼管排架的作用為工人扎筋、支模提供操作平臺及安全防護(hù);作為 異型筒體模板的支承架體,承擔(dān)模板自重、混凝土澆筑時的側(cè)壓力及施工荷載;同時要求架 體自身有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性,能夠抵抗傾斜異型筒體的水平力和彎矩,保證異 型筒體結(jié)構(gòu)截面尺寸及平面定位正確。 3. 2外模支撐鋼管排架在異型筒體群建筑標(biāo)高±0. 00以下部分按照每層異型筒 體的最大外邊投影線離開300mm開始沿異型筒體周邊布置一圈。架體寬為3根立桿的寬度, 立桿橫距900mm ;沿環(huán)向縱距1500mm。隨著異型筒體立面向外發(fā)散則沿徑向增加立桿;當(dāng)異 型筒體立面向內(nèi)收斂時,則沿徑向增加懸挑立桿,使最內(nèi)側(cè)立桿離開異型筒體外邊線距離 保持在300mnT900mm,以滿足模板搭設(shè)要求。異型筒體群建筑標(biāo)高±0. 000以上部分采用間 距為900X900mm的鋼管排架在地下室頂板上按滿堂法搭設(shè),遇異型筒體時以其首層板面 標(biāo)高切片線離開300mm為界線,將此異型筒體區(qū)域內(nèi)的立桿及水平橫桿撤除。隨著異型筒 體立面向外發(fā)散或向內(nèi)收斂,再向外側(cè)增加立桿或向內(nèi)側(cè)增加懸挑立桿,使最內(nèi)側(cè)立桿離 開異型筒體外邊線距離保持在300mnT900mm,以滿足模板搭設(shè)要求。橫桿步距按1. 8m進(jìn)行 搭設(shè)。 4、平面網(wǎng)格定位模板的安裝 在外模支撐鋼管排架上安放95X95mm方木,用扣件通過鋼管橫桿將方木與支撐
鋼管排架固定牢固。根據(jù)平面網(wǎng)格定位模板上的定位X'、Y'軸線和平面網(wǎng)格定位模板的編
號,將平面網(wǎng)格定位模板拼裝、固定在現(xiàn)場相應(yīng)的外模支撐鋼管排架的方木上。 5、各異型筒體平面網(wǎng)格定位模板的高程引測定位及定位X'、Y'軸復(fù)核 5. 1高程引測由地面高程基準(zhǔn)點(diǎn)引測出異型筒體群周邊同一工程常規(guī)建筑各樓
層建筑面標(biāo)高+1.00m的控制線作為異型筒體標(biāo)高的引測線,在常規(guī)建筑相應(yīng)樓面上設(shè)高
程測站,以異型筒體標(biāo)高的引測線為基準(zhǔn),用水準(zhǔn)儀將每段平面網(wǎng)格定位模板的標(biāo)高引測
到支撐鋼管排架上。 5. 2各異型筒體平面網(wǎng)格定位模板的定位X' 、 Y'軸校核異型筒體平面網(wǎng)格定位 模板每拼裝900mm高(3段),用線錘將平面網(wǎng)格定位模板定位X'、Y'軸線與地面控制軸線 對中,對異型體進(jìn)行軸線復(fù)核。當(dāng)異型筒體施工高度增加時,每隔3. 6m將樓面上的控制軸 線傳遞到模板的支撐鋼管排架上,作出 顯標(biāo)志并定時復(fù)核其準(zhǔn)確性;3. 6m以上的異型筒 體平面網(wǎng)格定位模板軸線復(fù)核以此每3. 6m處的標(biāo)志為基準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)核。
6、異型筒體外模施工 6. 1將長290mm,截面尺寸50X50mm方木固定在18mm厚100 X 100mm方木板i央上 制成倒T形配件,其中方木的一個側(cè)邊與方木板的一邊齊平。將倒T形配件連續(xù)水平固定 在平面網(wǎng)格定位模板上,100X 100X 18mm方木塊用作上下2塊異型筒體曲面外模板接縫處 的固定支點(diǎn)。長L = 290mm,間距300mm的50 X 50mm方木條,作為異型筒體曲面外模板的背 楞。 6. 2立面模板用高300mm、寬10(T350mm、厚9mm的不等邊四邊形夾板連續(xù)固定在平 面網(wǎng)格定位模板上,以n個上下平行的不等邊四邊形通過平面網(wǎng)格定位模板擬合成連續(xù)的 空間異型多變曲面。 6.3在兩個異型筒體之間借助連接體進(jìn)行兩兩合籠處,筒體壁曲面坡度小于1 : 1時,沿立面高度按150mm間隔進(jìn)行水平切面分解,以提高曲面小斜率變化的符合度。此處的
外模面板難以在電腦中進(jìn)行事先處理,故采用現(xiàn)場按實(shí)樣進(jìn)行切割、下料。 7、異型筒體鋼筋施工 7. 1豎向、水平鋼筋的彎曲加工根據(jù)外模形狀進(jìn)行,采用純?nèi)斯澢K戒摻钜?般長度為2m 4m長,采用綁扎搭接。豎向鋼筋一般長度為1. 8 2. 4m,采用電渣壓力焊接。水 平鋼筋根據(jù)每300mm的異型筒體平面切割線,在鋼筋操作間地面上用墨線彈出扣除鋼筋保 護(hù)層后的下料控制線,然后按平面線形曲率大小選擇長度為2m 4m長的鋼筋,用簡易扳手 分段進(jìn)行人工彎曲成形。鋼筋綁扎完成后,要用手拉葫蘆進(jìn)行位置調(diào)整,以保證鋼筋與設(shè)計(jì) 異型筒體的形狀一致。 7. 2由于部分異型筒體中有周邊常規(guī)建筑的結(jié)構(gòu)梁板需施工,故在梁板與筒體交 接處采用預(yù)埋筒壁主筋、最后搭接焊的方式解決。異型筒預(yù)留筋接頭位置按設(shè)計(jì)及規(guī)范要 求相互錯開,當(dāng)異型筒體施工時再將筒壁主筋與預(yù)留筋用搭接焊連接,焊縫長度L > 10d。
8 、異型筒體內(nèi)模支撐鋼管排架的搭設(shè) 8. 1內(nèi)模支撐鋼管排架的作用視異型筒體結(jié)構(gòu)布置不同分二種情況一種是內(nèi)部 無樓層或樓梯的,則僅作為操作平臺及安全防護(hù)隔離用;另一種是內(nèi)部有樓層或樓梯的,則 兼作樓層或樓梯模板支撐架。 8.2筒體內(nèi)無樓層或樓梯時,內(nèi)模支撐鋼管排架采用鋼管滿堂架搭設(shè) (1000X1000mm),操作層鋪設(shè)18mm厚成板;當(dāng)筒體內(nèi)有樓梯及樓板時,內(nèi)模支撐鋼管 排架搭設(shè)需滿足樓板或樓梯模板支設(shè)的要求,具體布置方式為離筒體內(nèi)邊300mm起按 900X900mm搭設(shè)。橫桿步距均為1. 8m。
9、異型筒體內(nèi)模施工 9. 1用電鉆在平面網(wǎng)格定位模板上鉆孔,間距300mm,將自制的帶直角彎頭的小8 鋼筋的短頭插入平面網(wǎng)格定位模板內(nèi)鉤住平面網(wǎng)格定位模板,然后根據(jù)外模位置和筒體墻 厚在帶有直角彎頭小8鋼筋拉鉤上做好記號,將帶有直角彎頭小8鋼筋拉鉤在壁厚標(biāo)記處 彎起鉤住內(nèi)模骨架,完成內(nèi)模定位。 9.2異型筒體豎向(曲面)內(nèi)模板采用兩層鋼板網(wǎng)(鋼板網(wǎng)規(guī)格一網(wǎng)眼對角尺寸 12X30mm、質(zhì)量0. 88kg/m",固定在鋼筋網(wǎng)片上,鋼板網(wǎng)表面粉刷20mm厚l : 2. 5水泥砂槳
用作內(nèi)模。若氣溫較低時,砂漿內(nèi)摻入早強(qiáng)劑,以加快施工進(jìn)度,摻量為水泥用量的3%。
10、異型筒體混凝土施工 10. 1混凝土按每900mm高澆筑一次,每段混凝土澆筑時對稱、環(huán)繞異型體筒壁一 次澆筑、不留豎向施工縫。 10. 2地下室異型筒體內(nèi)混凝土采用塔吊加料斗的方式進(jìn)行澆搗。 10. 3為防止后澆的異型筒體混凝土與周邊常規(guī)建筑樓板混凝土之間出現(xiàn)空隙,最
后一次澆筑的300mm混凝土采用微膨脹混凝土,膨脹劑摻量8X 10%。同時澆筑完成的異
型筒體與周邊常規(guī)建筑的梁、板相接處采取注漿法將環(huán)氧樹脂注入使其密實(shí),確保此處不
出現(xiàn)收縮裂縫。 10. 4異型筒體的地上部分用連接體將各異型筒連成一體,連接體應(yīng)盡量少留豎向 施工縫。砼在汽車泵夠的著的地方采用汽車泵泵送,其余區(qū)域采用塔吊+料斗運(yùn)輸?shù)姆绞?進(jìn)行澆筑。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較,具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)考慮了空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)在垂直方向上空間形態(tài)的多變性和不確定 性,采用"以微分的平面,積分組成空間曲面"的思路來解決筒體結(jié)構(gòu)內(nèi)外曲面模板的成型 難題;空間上采用"化整為零,集零為整"的思路,以300mm為一節(jié),進(jìn)行分節(jié)施工,將空間多 變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)的施工變?yōu)閚個一般結(jié)構(gòu)的施工。由于本發(fā)明施工對象 的特殊性,在實(shí)施過程中采用了一條由模擬試操作到實(shí)體施工的工藝技術(shù),即在實(shí)體施工 前選用兩筒體按l : 1.25的局部實(shí)體模型進(jìn)行試操作,試操作成功后再進(jìn)行實(shí)體施工。
本發(fā)明針對空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)這一類特殊結(jié)構(gòu)提出了切 實(shí)可行的施工方法,而且從施工材料到施工工具均為通用的,極易推廣。其研究成功使人類 在城市中享受多變的曲面空間成為現(xiàn)實(shí),是讓城市更美好、讓生活更美好的又一體現(xiàn)。
圖1是本發(fā)明一個示例的單座空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體的結(jié)構(gòu)標(biāo)高 10. 8m平面圖; 圖2是圖1中空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)剖面圖;
圖3是圖1中地下三層單座異型筒體外模搭設(shè)剖面圖;
圖4是異型筒體方格網(wǎng)法定位模板下料的某一剖面曲線圖;
圖5是圖3中A處局部放大圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖詳述如下如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5
所示,本空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)施工工藝,從下至上分段、逐段施工,每 段施工步驟如下 a.根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谑┕がF(xiàn)場對整個異型筒體群水平面的數(shù)字軸、字母軸控制軸 線以及由數(shù)字軸、字母軸控制軸線偏移后得到的各異型筒體的平面網(wǎng)格定位模板1的定位 X'、 Y'軸線進(jìn)行測量定位;所述平面網(wǎng)格定位模板1是根據(jù)設(shè)計(jì)方提供的用于確定每段 異型筒體水平剖面形狀的定位曲線圖,制作用于確定異型筒體水平剖面不規(guī)則外邊線的模 板; b.平面網(wǎng)格定位模板1的制作; c.異型筒體外模支撐鋼管排架12的搭設(shè); d.平面網(wǎng)格定位模板1的安裝; e.各異型筒體平面網(wǎng)格定位模板的高程引測定位及定位X'、Y'軸線復(fù)核; f.異型筒體外模施工; g.異型筒體鋼筋施工; h.異型筒體內(nèi)模支撐鋼管排架的搭設(shè); i.異型筒體內(nèi)模施工; j.異型筒體混凝土施工。 實(shí)施例二 本實(shí)施例與實(shí)施例一相同,特別之處在于各施工步驟詳細(xì)方法如下 所述步驟1)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谑┕がF(xiàn)場對整個異型筒體群水平面的數(shù)字軸、字母軸控制軸 線以及由數(shù)字軸、字母軸控制軸線偏移后得到的各異型筒體的平面網(wǎng)格定位模板1的定位X' 、Y'軸線進(jìn)行測量定位的具體施工步驟如下根據(jù)設(shè)計(jì)方提供的異型筒體數(shù)字軸、字母軸 控制軸線圖,將正交于每座異型筒體中心的數(shù)字軸、字母軸控制軸線作為各異型筒體平面 網(wǎng)格定位模板1的定位X'、Y'軸線;如沒有軸線經(jīng)過異型筒體,則將數(shù)字軸、字母軸控制軸 線偏移后,使其正交于異型筒體中心作為異型筒體平面網(wǎng)格定位模板1的定位X'、Y'軸線;
當(dāng)單座異型筒體的面積超過10m2時,增加2條正交輔助軸線,以提高定位精度;利用30m鋼 巻尺和J2經(jīng)緯儀在施工現(xiàn)場對數(shù)字軸、字母軸控制軸線、異型筒體平面網(wǎng)格定位模板1的 定位X' 、 Y'軸線和正交輔助軸線進(jìn)行測量定位。 所述步驟b平面網(wǎng)格定位模板1的制作的具體施工步驟如下根據(jù)設(shè)計(jì)方提供 的異型筒體平面定位曲線圖,襯以平面網(wǎng)格定位模板1的定位X'、 Y'軸線和100X100mm 的方格網(wǎng),將異型筒體平面定位曲線圖轉(zhuǎn)化為具有詳細(xì)異型筒體平面外形控制點(diǎn)坐標(biāo)的 平面網(wǎng)格定位模板1的下料曲線圖;根據(jù)平面網(wǎng)格定位模板1的下料曲線圖,將彈線劃有 100X 100mm方格網(wǎng)和平面網(wǎng)格定位模板1的定位X' 、Y'軸線的18mm厚九夾板拼鋪成放樣 平臺,再用電鋸將上述放樣平臺切割成平面網(wǎng)格定位模板1 ,并進(jìn)行編號。
所述步驟c異型筒體外模支撐鋼管排架12的搭設(shè)的具體施工步驟如下外模支撐 鋼管排架12由立桿12-1和橫桿12-2構(gòu)成;在異型筒體群建筑標(biāo)高±0. 00以下,以每座異 型筒體的最大外邊投影線離開300mm,沿異型筒體外邊曲線的法向搭設(shè)3排立桿12_1,沿異 型筒體周邊布置一圈,立桿12-1的環(huán)向間距為1500mm,徑向間距為900mm ;橫桿12-2的步 距為1. 8m ;在異型筒體群建筑標(biāo)高±0. 00以上,采用立桿間距為900X900mm的鋼管排架 12在地下室頂板上滿堂搭設(shè);外模支撐鋼管排架12隨著異型筒體立面發(fā)散或收斂,相應(yīng)向 外側(cè)增加立桿12-1或向內(nèi)側(cè)增加懸挑的立桿12-1,使最內(nèi)側(cè)立桿離開異型筒體外邊線距 離保持在300mnT900mm,橫桿12_2的步距為1. 8m。 所述步驟d平面網(wǎng)格定位模板1的安裝的具體施工步驟如下在外模支撐鋼管排 架12上安放95X95mm方木ll,用扣件通過鋼管橫桿10將方木11與外模支撐鋼管排架12 固定牢固;根據(jù)平面網(wǎng)格定位模板1上的定位X'、Y'軸線和平面網(wǎng)格定位模板1的編號,將 平面網(wǎng)格定位模板1拼裝、固定在現(xiàn)場相應(yīng)外模支撐鋼管排架12的方木11上。
所述的步驟e各異型筒體平面網(wǎng)格定位模板的高程引測定位及定位X' 、Y'軸復(fù)核 的具體施工步驟如下由地面高程基準(zhǔn)點(diǎn)引測出異型筒體群周邊同一工程項(xiàng)目常規(guī)建筑各 樓層建筑面標(biāo)高+1.00m的控制線,作為異型筒體標(biāo)高的引測線,在常規(guī)建筑各樓層設(shè)高程 測站,以異型筒體標(biāo)高的引測線為基準(zhǔn),將每段平面網(wǎng)格定位模板的標(biāo)高引測到外模支撐 鋼管排架12上;每安裝3個300mm—段的平面網(wǎng)格定位模板l,將彈線劃在平面網(wǎng)格定位模 板上1的定位X' 、Y'軸線與地面上相應(yīng)的平面網(wǎng)格定位模板1的定位X' 、Y'軸線進(jìn)行對中 復(fù)核;當(dāng)平面網(wǎng)格定位模板安裝高度超過3. 6m,每隔3. 6m將地面上的數(shù)字軸、字母軸控制 軸線、異型筒體平面網(wǎng)格定位模板1的定位X'、 Y'軸線和正交輔助軸線引測至外模支撐鋼 管排架12上,3. 6m以上的異型筒體平面網(wǎng)格定位模板1的定位X' 、 Y'軸線復(fù)核以每3. 6m 外模支撐鋼管排架12上的軸線標(biāo)識為基準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)核。 所述步驟f異型筒體外模施工的具體施工步驟如下將長290mm,截面尺寸 50X50mm方木7固定在18mm厚100 X 100mm方木板塊8上制成倒T形配件,其中50X50mm 方木7的一個側(cè)邊與方木板8的一邊齊平。將倒T形配件的方木板8沿曲線面連續(xù)水平固 定在平面網(wǎng)格定位模板1上,采用9mm厚七夾板制成n個高300mm,寬100 350mm的不等邊四邊形板塊16,連續(xù)固定在倒T形配件上,以擬合成連續(xù)的空間異型多變曲面,作為異型筒 體的外模2;在兩個異型筒體之間借助連接體進(jìn)行兩兩合攏處,筒體壁曲面坡度小于1 : 1 時,沿立面水平切面間隔變?yōu)?50mm進(jìn)行外模板制作。 所述步驟g異型筒體鋼筋施工的具體施工步驟如下根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙所示水平向鋼 筋14選擇2 4m長,豎向鋼筋13選擇1. 8 2. 4m長,根據(jù)異型筒體外模2形狀進(jìn)行純?nèi)斯?曲,綁扎、焊接完成后,再用手拉葫蘆進(jìn)行位置調(diào)整。 所述步驟h異型筒體內(nèi)模支撐鋼管排架的搭設(shè)的具體施工步驟如下內(nèi)模支撐鋼 管排架搭設(shè)形式根據(jù)異型筒體內(nèi)部構(gòu)造而定;筒體內(nèi)部無樓梯或樓板時,則支模內(nèi)排架以 1000 X 1000mm形式滿堂搭設(shè);若有樓梯或樓板時,以離筒體內(nèi)邊300mm起按900 X 900mm搭 設(shè),橫桿步距為1.8m。 所述步驟i異型筒體內(nèi)模施工的具體施工步驟如下利用有直角彎頭的①8鋼 筋6,短頭固定在平面網(wǎng)格定位模板1上,根據(jù)異型筒體外模2位置和筒體墻厚標(biāo)出內(nèi)模相 應(yīng)位置并彎起,采用兩層網(wǎng)眼對角尺寸12X30mm,質(zhì)量0. 88kg/m2的鋼板網(wǎng)3粉刷20mm厚 1 : 2.5水泥砂漿5作為異型筒體內(nèi)模,外綁010@100鋼筋網(wǎng)片4與有直角彎頭的①8鋼 筋6固定形成整體。 所述步驟j異型筒體混凝土施工的具體施工步驟如下混凝土以每3個300mm為 一段澆筑一次,澆筑時沿異型筒體沿定位X'、 Y'對稱、環(huán)繞異型體筒壁一次性澆筑完成、不 留豎向施工縫;每座異型筒體最后一次澆筑的300mm混凝土采用微膨脹混凝土,膨脹劑摻 量8% 10% ;澆筑完成的異型筒體與周邊常規(guī)建筑的梁、板相接處采取注漿法將環(huán)氧樹脂 注入使其密實(shí)。 實(shí)施例三本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同,特別之處是所述各步驟如下
①由于異型筒體(梁)都是曲面形式,無法在AutoCAD中確定該結(jié)構(gòu)在某個特定 高度的平面布局定位,故首次借用了 CATIA和AutoCAD 二次開發(fā)等高技術(shù)含量的應(yīng)用軟件。 利用CATIA建立的3D幾何模型,生成整體結(jié)構(gòu)的平面、立面、剖面切片,輸出成DWG格式的 異型筒體結(jié)構(gòu)軸線定位圖。根據(jù)異型筒體結(jié)構(gòu)定位軸線圖,將經(jīng)過每個異型筒體中心的正 交數(shù)字軸、字母軸軸線作為平面網(wǎng)格定位模板的定位X'、 Y'軸線;沒有軸線經(jīng)過或緊挨軸 線的異型筒體將數(shù)字軸、字母軸控制軸線偏移后正交于異型筒體中心做為的各異型筒體的 平面網(wǎng)格定位模板的定位X'、Y'軸線,當(dāng)單座異型筒體的面積超過10m4曾設(shè)2條正交輔助 軸線,以方便異型筒體定位以及增加定位精度。在施工現(xiàn)場彈出各數(shù)字軸,字母軸控制軸 線,借助30m鋼巻尺和J2經(jīng)緯儀施測當(dāng)前層的異型筒體控制軸網(wǎng),從而定出每個異型筒體 的位置。 ②通過AutoCAD 二次開發(fā),批處理上面生成的各平面圖,每300mm輸出每個異型筒 體(梁)水平剖面詳細(xì)標(biāo)注的平面網(wǎng)格定位模板的定位曲線圖。根據(jù)定位曲線圖,在現(xiàn)場 操作平臺的百格網(wǎng)(縱橫向間距100X100mm)上將其轉(zhuǎn)化為扣除模板厚度的定位模板下料 曲線。由于每一節(jié)異型筒體的形狀各不相同,模板為一次性消耗,用量巨大,采用造價低廉、 便于切割下料的夾板作為定位模板。在操作平臺上根據(jù)異型筒體的平面網(wǎng)格定位模板下料 曲線采用電鋸將滿鋪的18mm厚夾板進(jìn)行切割、下料,對已下料完成的模板進(jìn)行編號及定位 標(biāo)識。 ③外模支撐鋼管排架在異型筒體群建筑標(biāo)高±0. 00以下部分按照每段異型筒體的最大外邊投影線離開300mm開始沿異型筒體周邊布置一圈。架體寬為3根立桿的寬度, 立桿橫距900mm ;沿環(huán)向縱距1500mm。隨著異型筒體立面向外發(fā)散則沿徑向增加立桿;當(dāng)異 型筒體立面向內(nèi)收斂時,則沿徑向增加懸挑立桿,使最內(nèi)側(cè)立桿離開異型筒體外邊線距離 保持在300mnT900mm,以滿足模板搭設(shè)要求。異型筒體群建筑標(biāo)高±0. 000以上采用間距為 900 X 900mm的支撐鋼管排架在地下室頂板上按滿堂法搭設(shè),遇異型筒體時以其首層板面標(biāo) 高切片線離開300mm為界線,將此異型筒體區(qū)域內(nèi)的立桿及水平橫桿撤除。隨著異型筒體 立面向外發(fā)散或向內(nèi)收斂,再向外側(cè)增加立桿或向內(nèi)側(cè)增加懸挑立桿,使最內(nèi)側(cè)立桿離開 異型筒體外邊線距離保持在300mnT900mm,以滿足模板搭設(shè)要求。橫桿步距按1. 8m進(jìn)行搭 設(shè)。 ④在外模支撐鋼管排架上安放95X95mm方木,用扣件將方木與支撐鋼管排架固 定牢固。根據(jù)平面網(wǎng)格定位模板上的定位X'、 Y'軸線和平面網(wǎng)格定位模板的編號,將平面 網(wǎng)格定位模板拼裝、固定在現(xiàn)場相應(yīng)的外模支撐鋼管排架的方木上。 ⑤高程引測高程按同一工程項(xiàng)目周邊常規(guī)建筑每層結(jié)構(gòu)面標(biāo)高+300mm開始起 算,以同一工程項(xiàng)目周邊常規(guī)建筑各樓層測設(shè)建筑面標(biāo)高+1. 00m的控制線,作為異型筒體 標(biāo)高的引測線。以+1.00m的控制線為基準(zhǔn)、用水準(zhǔn)儀將每段平面網(wǎng)格定位模板的高程引測 到異型筒體的鋼管排架上。異型筒體每層設(shè)有樓板時,其高程復(fù)核利用測量相應(yīng)樓板面的 標(biāo)高來實(shí)現(xiàn)。異型筒體群建筑標(biāo)高±0. 00以上樓層大量缺失時采用每隔3. 6m在鋼管排架 上設(shè)標(biāo)高控制點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對高程的復(fù)核。該每隔3. 6m的高程控制點(diǎn)均從同一基準(zhǔn)點(diǎn)向上引測。
各異型筒體平面網(wǎng)格定位模板的定位X'、Y'軸校核異型筒體平面網(wǎng)格定位模板 每拼裝900mm高(3段),用線錘將平面網(wǎng)格定位模板定位X' 、Y'軸線與地面控制軸線對中, 對異型體進(jìn)行軸線復(fù)核。當(dāng)異型筒體施工高度增加時,每隔3. 6m將樓面上的控制軸線傳遞 到模板的支撐鋼管排架上,作出明顯標(biāo)志并定時復(fù)核其準(zhǔn)確性;3. 6m以上的異型筒體平面 網(wǎng)格定位模板軸線復(fù)核以此每3. 6m處的標(biāo)志為基準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)核。 ⑥異型筒體(梁)外模施工采用"微分"的平面,"積分"組成空間曲面。將n塊高 300mm、寬100 350mm的9mm厚不等邊四邊形七夾板用汽釘固定在平面網(wǎng)格定位模板的倒T 形配件上,局部修整后擬合成連續(xù)的空間異型多變曲面。在兩個異型筒體之間借助連接體 進(jìn)行兩兩合籠處,筒體壁曲面坡度小于1 : 1時,沿立面高度按150mm間隔進(jìn)行水平切面分 解,以提高曲面小斜率變化的符合度。 ⑦水平鋼筋采用分段綁扎拼接成型,根據(jù)每300mm的異型筒體平面定位曲線,在 鋼筋操作間地面上用墨線彈出其外邊線扣除鋼筋保護(hù)層厚的下料控制線,選擇2m 4m長的 鋼筋,用簡易扳手分段進(jìn)行人工彎曲成形。豎向鋼筋一般長度為1. 8 2. 4m,根據(jù)外模進(jìn)行彎 曲成形,采用電渣壓力焊接。鋼筋綁扎完成后,要用手拉葫蘆進(jìn)行位置調(diào)整,以保證鋼筋與 設(shè)計(jì)異型筒體的形狀一致。 ⑧筒體內(nèi)無樓梯或樓板時,內(nèi)模支撐鋼管排架采用鋼管滿堂架搭設(shè) (1000X1000mm),操作層鋪設(shè)18mm厚成板;當(dāng)筒體內(nèi)有樓梯或樓板時,內(nèi)模支撐鋼管排架 搭設(shè)需滿足樓板或樓梯模板支設(shè)的要求,具體布置方式為離內(nèi)邊300mm起按900 X 900mm搭 設(shè)。橫桿步距均為1.8m。 ⑨內(nèi)模的位置控制根據(jù)外模位置和筒體壁厚在固定在平面網(wǎng)格定位模板上的帶 有直角彎鉤的①8鋼筋拉鉤上做上記號,然后用手拉葫蘆調(diào)整鋼筋位置,敷設(shè)兩層鋼板網(wǎng)
11片作為內(nèi)模面板,外綁①10鋼筋網(wǎng)片作為內(nèi)模骨架,再將帶有直角彎鉤的①8鋼筋拉鉤在
壁厚標(biāo)記處彎起鉤住內(nèi)模骨架,固定后形成整體,鋼板網(wǎng)表面粉刷20mm厚1 : 1. 25水泥砂
漿作內(nèi)模。若氣溫較低時,砂漿內(nèi)摻入早強(qiáng)劑,摻量為水泥用量的3%。 ⑩混凝土按每900mm高澆筑一次,每段混凝土澆筑時對稱、環(huán)繞異型體筒壁一次
澆筑、不留豎向施工縫。 地下室異型筒體內(nèi)混凝土采用塔吊加料斗的方式進(jìn)行澆搗。即由塔吊將料斗中的 混凝土從中間B區(qū)預(yù)留區(qū)域吊運(yùn)至操作層堆放,做到隨澆隨吊。每層異型筒體2/3高度以下 區(qū)段,由人工從操作層樓地面用泥桶向筒體壁內(nèi)灌混凝土,混凝土工站在鋼管操作架上振 搗混凝土 ;2/3高度以上區(qū)段在筒體內(nèi)模板上口設(shè)置高500mm、寬500mm漏斗型澆注口 (此 時筒體內(nèi)側(cè)為空),混凝土工站在該層樓板上振搗混凝土。 最后一次澆筑的300mm混凝土采用微膨脹混凝土,膨脹劑摻量8X 10%。澆筑完 成的異型筒體與周邊常規(guī)建筑的梁、板相接處采取注漿法將環(huán)氧樹脂注入使其密實(shí)。異型 筒體的地上部分用連接體將各異型筒連成一體,連接體應(yīng)盡量少留豎向施工縫。砼在汽車 泵夠的著的地方采用汽車泵泵送,其余區(qū)域采用塔吊+料斗運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)行澆筑。
應(yīng)用實(shí)例如下 上海證大喜瑪拉雅藝術(shù)中心,工程位于上海市浦東新區(qū)芳甸路、梅花路口 ,總建筑 面積約16萬平方米,地下室3層,地上由辦公樓、當(dāng)代藝術(shù)中心、五星級酒店三部分組成。其 中,辦公樓8層,屋面結(jié)構(gòu)標(biāo)高61. 5米;五星級酒店17層,屋面結(jié)構(gòu)標(biāo)高96. 3米;當(dāng)代藝術(shù) 中心屋頂標(biāo)高31.5米,局部標(biāo)高37. l米。其中當(dāng)代藝術(shù)中心建筑主體為混凝土結(jié)構(gòu),呈樹 根形狀。豎向構(gòu)件由29個異型筒體組成,利用標(biāo)高5. 4米、10. 8米兩夾層及標(biāo)高16. 2米整 層樓面布置藝術(shù)展示館和2000座多功能廳(兼影院),觀眾廳拱形屋面頂標(biāo)高為37. 1米。
藝術(shù)中心23個、酒店和辦公樓各3個共29個異型筒體在外觀上呈流線型變化,且 各不相同,在高度上沒有標(biāo)準(zhǔn)層,不同于常規(guī)建筑多為桿系結(jié)構(gòu)。異型筒依靠相互間的樓板 形成板-剪力墻結(jié)構(gòu)體系,由異型筒承擔(dān)所有荷重和側(cè)向作用。異型筒主要通過樓板聯(lián)系, 形成整體結(jié)構(gòu)剛度,同時部分異型筒相互交匯,加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的整體性并成為樓面結(jié)構(gòu)的主 要支承構(gòu)件。樓面主要采用無梁樓板結(jié)構(gòu),樓板厚度250 600mm。空間曲面異型筒體結(jié)構(gòu)壁 厚有220、400、500、600mm四種。
權(quán)利要求
一種空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)施工工藝,其特征是從下至上分段,依據(jù)每段的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行逐段施工,每段施工步驟如下a.根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谑┕がF(xiàn)場對整個異型筒體群水平面的數(shù)字軸、字母軸控制軸線以及由數(shù)字軸、字母軸控制軸線偏移后得到的各異型筒體的平面網(wǎng)格定位模板(1)的定位X’、Y’軸線進(jìn)行測量定位;所述平面網(wǎng)格定位模板(1)是根據(jù)設(shè)計(jì)方提供的用于確定每段異型筒體水平剖面形狀的定位曲線圖,制作用于確定異型筒體水平剖面不規(guī)則外邊線的模板;b.平面網(wǎng)格定位模板(1)的制作;c.異型筒體外模支撐鋼管排架(12)的搭設(shè);d.平面網(wǎng)格定位模板(1)的安裝;e.各異型筒體平面網(wǎng)格定位模板的高程引測定位及定位X’、Y’軸線復(fù)核;f.異型筒體外模施工;g.異型筒體鋼筋施工;h.異型筒體內(nèi)模支撐鋼管排架的搭設(shè);i.異型筒體內(nèi)模施工;j.異型筒體混凝土施工。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)施工工藝,其特 征是所述步驟a根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谑┕がF(xiàn)場對整個異型筒體群水平面的數(shù)字軸、字母軸控制 軸線以及由數(shù)字軸、字母軸控制軸線偏移后得到的各異型筒體的平面網(wǎng)格定位模板(1)的 定位X'、 Y'軸線進(jìn)行測量定位的具體施工步驟如下根據(jù)設(shè)計(jì)方提供的異型筒體數(shù)字軸、 字母軸控制軸線圖,將正交于每座異型筒體中心的數(shù)字軸、字母軸控制軸線作為各異型筒 體平面網(wǎng)格定位模板(1)的定位X'、Y'軸線;如沒有軸線經(jīng)過異型筒體,則將數(shù)字軸、字母 軸控制軸線偏移后,使其正交于異型筒體中心作為異型筒體平面網(wǎng)格定位模板(1)的定位 X'、Y'軸線;當(dāng)單座異型筒體的面積超過10m2時,增加2條正交輔助軸線,以提高定位精度; 利用30m鋼巻尺和J2經(jīng)緯儀在施工現(xiàn)場對數(shù)字軸、字母軸控制軸線、異型筒體平面網(wǎng)格定 位模板(1)的定位X'、Y'軸線和正交輔助軸線進(jìn)行測量定位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)施工工藝,其特 征是所述步驟b平面網(wǎng)格定位模板(1)的制作的具體施工步驟如下根據(jù)設(shè)計(jì)方提供的異 型筒體平面定位曲線圖,襯以平面網(wǎng)格定位模板(1)的定位X'、 Y'軸線和100X100mm的 方格網(wǎng),將異型筒體平面定位曲線圖轉(zhuǎn)化為具有詳細(xì)異型筒體平面外形控制點(diǎn)坐標(biāo)的平面 網(wǎng)格定位模板(1)的下料曲線圖;根據(jù)平面網(wǎng)格定位模板(1)的下料曲線圖,將彈線劃有 100X100mm方格網(wǎng)和平面網(wǎng)格定位模板(1)的定位X'、Y'軸線的18mm厚九夾板拼鋪成放 樣平臺,再用電鋸將上述放樣平臺切割成平面網(wǎng)格定位模板(l),并進(jìn)行編號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)施工工藝,其特征 是所述步驟c異型筒體外模支撐鋼管排架(12)的搭設(shè)的具體施工步驟如下外模支撐鋼管 排架(12)由立桿(12-1)和橫桿(12-2)構(gòu)成;在異型筒體群建筑標(biāo)高±0. 00以下,以每座 異型筒體的最大外邊投影線離開300mm,沿異型筒體外邊曲線的法向搭設(shè)3排立桿(12-1), 沿異型筒體周邊布置一圈,立桿(12-1)的環(huán)向間距為1500mm,徑向間距為900mm;橫桿 (12-2)的步距為1. 8m ;在異型筒體群建筑標(biāo)高±0. 00以上,采用立桿間距為900X900mm的鋼管排架(12)在地下室頂板上滿堂搭設(shè);外模支撐鋼管排架(12)隨著異型筒體立面發(fā) 散或收斂,相應(yīng)向外側(cè)增加立桿(12-1)或向內(nèi)側(cè)增加懸挑的立桿(12-1),使最內(nèi)側(cè)立桿離 開異型筒體外邊線距離保持在300mnT900mm,橫桿(12-2)的步距為1. 8m。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)施工工藝,其特 征是所述步驟d平面網(wǎng)格定位模板(1)的安裝的具體施工步驟如下在外模支撐鋼管排架 (12)上安放95X95mm方木(11),用扣件通過鋼管橫桿(10)將方木(11)與外模支撐鋼管 排架(12)固定牢固;根據(jù)平面網(wǎng)格定位模板(1)上的定位X'、 Y'軸線和平面網(wǎng)格定位模 板(1)的編號,將平面網(wǎng)格定位模板(1)拼裝、固定在現(xiàn)場相應(yīng)外模支撐鋼管排架(12)的 方木(11)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)施工工藝,其特征 是所述步驟e各異型筒體平面網(wǎng)格定位模板的高程引測定位及定位X' 、Y'軸復(fù)核的具體施 工步驟如下由地面高程基準(zhǔn)點(diǎn)引測出異型筒體群周邊同一工程項(xiàng)目常規(guī)建筑各樓層建筑 面標(biāo)高+1. OOm的控制線,作為異型筒體標(biāo)高的引測線,在常規(guī)建筑各樓層設(shè)高程測站,以 異型筒體標(biāo)高的引測線為基準(zhǔn),將每段平面網(wǎng)格定位模板的標(biāo)高引測到外模支撐鋼管排架 (12)上;每安裝3個300mm—段的平面網(wǎng)格定位模板(1),將彈線劃在平面網(wǎng)格定位模板上 (1)的定位X'、Y'軸線與地面上相應(yīng)的平面網(wǎng)格定位模板(1)的定位X'、Y'軸線進(jìn)行對中 復(fù)核;當(dāng)平面網(wǎng)格定位模板安裝高度超過3. 6m,每隔3. 6m將地面上的數(shù)字軸、字母軸控制 軸線、異型筒體平面網(wǎng)格定位模板(1)的定位X'、 Y'軸線和正交輔助軸線引測至外模支撐 鋼管排架(12)上,3.6m以上的異型筒體平面網(wǎng)格定位模板(1)的定位X'、Y'軸線復(fù)核以 每3.6m外模支撐鋼管排架(12)上的軸線標(biāo)識為基準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)核。
7. 根 據(jù)權(quán)利要求1所述的空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)施工工藝,其特征 是所述步驟f異型筒體外模施工的具體施工步驟如下將長290mm,截面尺寸50X50mm方 木(7)固定在18mm厚100X100mm方木板塊(8)上制成倒T形配件,其中50X50mm方木 (7)的一個側(cè)邊與方木板(8)的一邊齊平。將倒T形配件的方木板(8)沿曲線面連續(xù)水平 固定在平面網(wǎng)格定位模板(1)上,采用9mm厚七夾板制成n個高300mm,寬100 350mm的不 等邊四邊形板塊(16),連續(xù)固定在倒T形配件上,以擬合成連續(xù)的空間異型多變曲面,作為 異型筒體的外模(2);在兩個異型筒體之間借助連接體進(jìn)行兩兩合攏處,筒體壁曲面坡度 小于1 : 1時,沿立面水平切面間隔變?yōu)?50mm進(jìn)行外模板制作。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)施工工藝,其特征 是所述步驟g異型筒體鋼筋施工的具體施工步驟如下根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙所示水平向鋼筋(14) 選擇2 4m長,豎向鋼筋(13)選擇1.8 2. 4m長,根據(jù)異型筒體外模(2)形狀進(jìn)行純?nèi)斯?曲,綁扎、焊接完成后,再用手拉葫蘆進(jìn)行位置調(diào)整。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)施工工藝,其特 征是所述步驟h異型筒體內(nèi)模支撐鋼管排架的搭設(shè)的具體施工步驟如下內(nèi)模支撐鋼管 排架搭設(shè)形式根據(jù)異型筒體內(nèi)部構(gòu)造而定;筒體內(nèi)部無樓梯或樓板時,則支模內(nèi)排架以 1000X1000mm形式滿堂搭設(shè);若有樓梯或樓板時,以離筒體內(nèi)邊300mm起按900 X 900mm搭 設(shè),橫桿步距為1.8m。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)施工工藝,其特 征是所述步驟i異型筒體內(nèi)模施工的具體施工步驟如下利用有直角彎頭的①8鋼筋(6),短頭固定在平面網(wǎng)格定位模板(1)上,根據(jù)異型筒體外模(2)位置和筒體墻厚標(biāo)出內(nèi)模相 應(yīng)位置并彎起,采用兩層網(wǎng)眼對角尺寸12X30mm,質(zhì)量0.88kg/m2的鋼板網(wǎng)(3)粉刷20mm 厚l : 2.5水泥砂漿(5)作為異型筒體內(nèi)模,外綁010@100鋼筋網(wǎng)片(4)與有直角彎頭的 ①8鋼筋(6)固定形成整體。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)施工工藝,其特 征是所述步驟j異型筒體混凝土施工的具體施工步驟如下混凝土以每3個300mm為一段 澆筑一次,澆筑時沿異型筒體沿定位X'、 Y'對稱、環(huán)繞異型體筒壁一次性澆筑完成、不留豎 向施工縫;每座異型筒體最后一次澆筑的300mm混凝土采用微膨脹混凝土,膨脹劑摻量8% 10% ;澆筑完成的異型筒體與周邊常規(guī)建筑的梁、板相接處采取注漿法將環(huán)氧樹脂注入使 其密實(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空間多變曲面鋼筋混凝土異型筒體群結(jié)構(gòu)施工工藝。它是從下至上分段,依據(jù)每段的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行逐段施工,每段施工步驟如下1)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谑┕がF(xiàn)場對整個異型筒體群水平面的數(shù)字軸、字母軸控制軸線以及由數(shù)字軸、字母軸控制軸線偏移后得到的各異型筒體的平面網(wǎng)格定位模板的定位X’、Y’軸線進(jìn)行測量定位;2)平面網(wǎng)格定位模板的制作;3)異型筒體外模支撐鋼管排架的搭設(shè);4)平面網(wǎng)格定位模板的安裝;5)各異型筒體平面網(wǎng)格定位模板的高程引測定位及定位X’、Y’軸線復(fù)核;6)異型筒體外模施工;7)異型筒體鋼筋施工;8)異型筒體內(nèi)模支撐鋼管排架搭設(shè);9)異型筒體內(nèi)模施工;10)異型筒體混凝土施工。本施工工藝采用“化整為零、集零為整”的方式,逐段逐個對異型筒體群施工,從施工材料至施工工具均為通用的,易于施工。
文檔編號E04G21/02GK101761134SQ200910247878
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者劉有才, 張文健, 張榮燦, 沈超, 莫觀琦, 陳國剛 申請人:浙江中成建工集團(tuán)有限公司