现浇球形屋面结构施工方法与流程

1.本发明涉及屋面结构施工技术领域，尤其涉及现浇球形屋面结构施工方法。


背景技术：

2.随着经济的不断发展，建筑作为一座城市带给人们的第一印象，已逐渐由单一的结构功能型向主观装饰型发展。一个造型美观的屋顶建筑，不但美化了建筑形象，甚至成为一幢建筑物的主要标志，钢筋砼球形薄壳屋顶具有结构自重轻，可跨越较大空间，装饰效果多样化的特点，其产生的艺术效果，能给人以感染力和美的享受。球形屋面、斜坡屋面等造型优美的异性结构在现代化建筑中越来越多，国内目前采用的施工方法主要采用吊模操作工艺和木桁架的，但是均存在一定的问题。
3.(1)采用吊模操作工艺虽然在经济上比较节约，工期也短，但吊模工艺不能保证设计球壳内表面造型要求，拆模后均发现多处砼凹凸不平，变形较大，且较难处理；
4.(2)采用木桁架制作工艺繁杂，劳动强度大，用工多，工期较长，施工成本高，不利于成本、进度和质量的控制。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中存在现浇球形屋面结构施工不能保证设计球壳内表面造型要求，并且工艺繁杂，劳动强度大的缺点，而提出的现浇球形屋面结构施工方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.现浇球形屋面结构施工方法，包括以下步骤：
8.s1：球体下平台施工：梁内予埋桁架焊接支座和球壳预留插筋；
9.s2：测量放线：在操作层现浇楼面板上弹出球体中心及通过中心点的各道弧形梁投影控制线，球体顶部中心通过此控制点向上引测，球体施工的标高由操作层楼面用长钢卷尺通过内脚手架垂直立杆向上传递；
10.s3：翻样：采用平面放线，立体控制的方法进行结构翻样，利用电子图纸进行平面定点，然后根据现场的1m轴线控制线，确定出梁轴线变化处弯折点的位置，再用水准仪将该点空间位置引测出来；
11.s4：预制曲线钢筋桁架：根据球形尺寸进行放样前内业计算，扣除底模铺贴厚度和次龙骨安装厚度以及球顶顶部预留圆形支架尺寸得出钢筋桁架上弦弧长为3927mm，下弦长为3565mm，高跨比为1/4.8，根据计称结果进行放样，焊接简易曲弦钢筋桁架作为球壳底模经线方向定型支撑主龙骨；
12.s5：搭设支架：在球体下部结构板上搭设1.2m见方的钢管扣件式内脚手井架，脚手架的投影中心与球心控制点重合，脚手架兼作上下爬梯之用，在脚手架的顶部水平钢管上面紧贴球顶内模下面固定一个用于支撑简单钢筋桁架的圆形钢支盘；
13.s6：钢筋桁架安装：在环梁内侧面梁顶部位置埋设支座铁件，将制作好的钢筋桁架
的上下端分别焊接固定在钢支盘和环梁予埋支座上，沿钢筋桁架曲弦画线分档从底向上绑扎环形钢筋次龙骨，利用钢筋弯曲后自然形成的弧形，次龙骨采用φ12钢筋进行绑扎；
14.s7：底模安装：采用了5mm厚层板作为板底膜，对板底膜进行裁割，按照上窄下宽拼装铺贴，确保接缝严密；
15.s8：绑扎钢筋：球体配筋为双层双向上、下层经向钢筋用量分别为82根和78根，在钢筋绑扎至距球顶中心500mm处按间距25mm排布经向钢筋，浇筑球体根部平台板时，在平台板上预留球体经向插筋，插筋按长短交错留置，底模铺好后，即可按插筋位置对应搭接绑扎球体经向钢筋，上下层及相邻钢筋搭接位置互相错开；
16.s9：混凝土浇筑：球体下部2/3弧长约3m长度内采用分层环向浇筑，分层浇筑高度以0.4m为宜，采用插入式振捣棒振捣，球体上部1/3弧长范围内砼采用插入式振捣棒振实，一边振实一边用弧形样板尺在砼表面刮整造型，直到砼浇筑全部完成。
17.优选的，所述s5中，钢支盘安装标高计算必须精确，圆形钢支盘的中心投影与球心控制点重合。
18.优选的，所述s6中，焊接时两榀桁架先后对称安装，并使桁架正投影与定位控制线重合，确保桁架安装上下垂直，桁架之间上、下弦分别另焊钢筋水平及斜拉条固定，桁架就位后拉线通过圆心检查，造型尺寸符合设计要求。
19.优选的，所述s6中，桁架下部1/3范围内次龙骨间距相对较小，桁架上部次龙骨间距可适当放大。
20.优选的，所述s7中，在板底膜上沿经、纬两个方向按照每30-50cm一点钻两个孔用12#铁丝将板底膜牢牢固定在板底钢筋龙骨上。
21.优选的，所述s8中，在绑扎钢筋网片时沿钢筋纵横方向按每0.6m焊一根无保护层的定位筋。
22.优选的，所述s9中，点振间距不超过30cm，振捣时间为每点持续10-20s。
23.优选的，所述s9中，砼设计强度c30级，采用商品混凝土，利用塔吊直接吊运到位，砼坍落度控制在120
±
20mm范围。
24.本发明的有益效果：
25.(1)本发明提出的现浇球形屋面结构施工方法，与传统工艺方式相比，本工艺操作简单，施工速度快，有利于缩短工期，通过项目部的研究，让单个球形屋面结构从支模到混凝土浇筑完成的时间比传统施工方法提前10天，采用该技术进行支模施工，大幅度减少了木材的投入，支模结构稳定，不易产生形变，且拆幕后混凝土白表面圆整，弧线尺寸符合设计要求，表面无需进行后期处理，有利于节约成本；
26.(2)本发明提出的现浇球形屋面结构施工方法，本工艺的应用减轻了劳动强度，施工操作安全性高，为其他类似工程积累了实践经验；
27.(3)本发明提出的现浇球形屋面结构施工方法，减少了周转材料木方、模板等木材的使用，采用钢筋焊接的钢筋桁架可以重复使用，减少施工成本投入，有一定的环保效益。
附图说明
28.图1为本发明提出的现浇球形屋面结构施工方法中支架结构示意图；
29.图2为本发明提出的现浇球形屋面结构施工方法中钢筋桁架结构示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.参照图1-2，现浇球形屋面结构施工方法，包括以下步骤：
32.s1：球体下平台施工：梁内予埋桁架焊接支座和球壳预留插筋；
33.s2：测量放线：在操作层现浇楼面板上弹出球体中心及通过中心点的各道弧形梁投影控制线，球体顶部中心通过此控制点向上引测，球体施工的标高由操作层楼面用长钢卷尺通过内脚手架垂直立杆向上传递；
34.s3：翻样：施工过程中，球形屋面在坡面与坡面、平面与弧面交接位置梁、板的变化最多，工人及技术人员最容易在此出错，采用平面放线，立体控制的方法进行结构翻样，利用电子图纸进行平面定点，然后根据现场的1m轴线控制线，确定出梁轴线变化处弯折点的位置，再用水准仪将该点空间位置引测出来，进而反推其与原来图纸尺寸是否吻合，特殊部位的钢筋制作采用先支模、后下料的方法进行施工；
35.s4：预制曲线钢筋桁架：根据球形尺寸进行放样前内业计算，扣除底模铺贴厚度和次龙骨安装厚度以及球顶顶部预留圆形支架尺寸得出钢筋桁架上弦弧长为3927mm，下弦长为3565mm，高跨比为1/4.8，根据计称结果进行放样，焊接简易曲弦钢筋桁架作为球壳底模经线方向定型支撑主龙骨，由于钢筋在外力约束作用下最易弯曲且按一定规律自然变形达到设计弧形要求，先采用φ18钢筋焊接制作了一榀桁架，经现场试验，其抗变形能力不能满足要求，后采用φ 20钢筋制作，焊接时注意适当起拱，经多样拉压试验，其抗变形能力符合球体造型要求，为减少简易钢筋桁架榀数，将球体根部桁架间距拉大，控制桁架间距不大于1m，按间距1m计算，需要15榀简易桁架；
36.s5：搭设支架：在球体下部结构板上搭设1.2m见方的钢管扣件式内脚手井架，脚手架的投影中心与球心控制点重合，脚手架兼作上下爬梯之用，在脚手架的顶部水平钢管上面紧贴球顶内模下面固定一个用于支撑简单钢筋桁架的圆形钢支盘，钢支盘用来连接桁架和内脚手架并起传力作用，钢支盘半径与桁架榀数相适应；
37.s6：钢筋桁架安装：在环梁内侧面梁顶部位置埋设支座铁件，将制作好的钢筋桁架的上下端分别焊接固定在钢支盘和环梁予埋支座上，沿钢筋桁架曲弦画线分档从底向上绑扎环形钢筋次龙骨，利用钢筋弯曲后自然形成的弧形，次龙骨采用φ12钢筋进行绑扎，本次施工次龙骨钢筋由底向上绑扎间距为 100-200mm，绑扎完后在球体顶部利用塔吊吊重物施工外力试验(相同结构及施工荷载)无变形，能满足球体底模弧面造型要求；
38.s7：底模安装：采用了5mm厚层板作为板底膜，板底膜要求具有一定柔韧性，并且无翘曲变形、干裂脱层现象，铺贴前假设将球体平均分成若干瓣，将其中一瓣展开后得到上窄下宽的梯形，然后将板底膜裁割成类似梯形(注意充分利用板底膜的长边)，按照上窄下宽拼装铺贴，确保接缝严密；
39.s8：绑扎钢筋：球体配筋为双层双向上、下层经向钢筋用量分别为82根和78根，在钢筋绑扎至距球顶中心500mm处按间距25mm排布经向钢筋，浇筑球体根部平台板时，在平台板上预留球体经向插筋，插筋按长短交错留置，底模铺好后，即可按插筋位置对应搭接绑扎球体经向钢筋，上下层及相邻钢筋搭接位置互相错开；
40.s9：混凝土浇筑：球体下部2/3弧长约3m长度内采用分层环向浇筑，分层浇筑高度
以0.4m为宜，采用插入式振捣棒振捣，球体上部1/3弧长范围内砼采用插入式振捣棒振实，一边振实一边用弧形样板尺在砼表面刮整造型，直到砼浇筑全部完成。
41.本发明中，所述s5中，钢支盘安装标高计算必须精确，圆形钢支盘的中心投影与球心控制点重合。
42.本发明中，所述s6中，焊接时两榀桁架先后对称安装，并使桁架正投影与定位控制线重合，确保桁架安装上下垂直，桁架之间上、下弦分别另焊钢筋水平及斜拉条固定，桁架就位后拉线通过圆心检查，造型尺寸符合设计要求。
43.本发明中，所述s6中，桁架下部1/3范围内次龙骨间距相对较小，桁架上部次龙骨间距可适当放大。
44.本发明中，所述s7中，在板底膜上沿经、纬两个方向按照每30-50cm一点钻两个孔用12#铁丝将板底膜牢牢固定在板底钢筋龙骨上。
45.本发明中，所述s8中，在绑扎钢筋网片时沿钢筋纵横方向按每0.6m焊一根无保护层的定位筋。
46.本发明中，所述s9中，点振间距不超过30cm，振捣时间为每点持续10-20s。
47.本发明中，所述s9中，砼设计强度c30级，采用商品混凝土，利用塔吊直接吊运到位，砼坍落度控制在120
±
20mm范围。
48.应用实例：
49.本现浇球形屋面结构施工方法现应用于眉山恒大童世界童话大街(饮食街) 工程，3-1区球形屋面设在标高13.4m的平台上，球体结构顶部标高为15.9m，弧形梁截面尺寸200*500mm，板厚120mm，混凝土等级为c30，施工持续时间为20天。
50.根据现场施工情况，采用本方法施工，现浇混凝土球形屋面结构成型效果好，施工进度明显提高。
51.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
52.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。