一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法与流程

1.本发明涉及土建施工领域，具体涉及一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法。


背景技术：

2.与平面或缓坡混凝土结构不同，坡度较大的现浇钢筋混凝土斜面板、壳及斜墙等结构构件施工时必须采用双侧模板体系。在相对下方的模板下部需要采用施工水平构件一般的竖向支撑，还需要在双侧模板之间采用施工竖向构件一般的对拉螺杆等水平侧向力平衡体系。然而两套支撑体系同时采用，易导致施工空间紧张，需重点注意施工工艺顺序。
3.当斜面板、壳及斜墙厚度较大时，首先构件自重增加，需要加强竖向支撑体系承载力；但更重要的在于，较厚构件的钢筋往往层数较多，数量较密，如果按照常规顺序，待底部支撑、底模及所有钢筋全部施工完成后再穿对拉螺杆，过多过密的钢筋会导致最终对拉螺杆几乎无法穿插，施工难度非常大。
4.然而，对于厚度较大的曲面混凝土现浇板、壳及曲面墙等构件(后续统一称为曲面混凝土厚壳)，尤其是曲率较大的自由曲面混凝土厚壳，其相对于平面构件，钢筋不仅层数多数量密，而且钢筋排布方向往往跟随曲面走向，进一步加剧了对拉螺杆的穿插难度；此外，曲面混凝土常采用定制加工曲面模板，这类定制模板种类比较多，但是一般均不可根据现场对拉螺杆位置随处开洞，需提前开好各类洞口，然而，从预先开设的洞口穿对拉螺杆难度更高。因此，对于这类自由曲面现浇混凝土厚壳结构，目前现有的模板支撑、对拉螺杆体系及施工工艺均无法满足施工要求，实际无明确可行的施工方法，存在技术壁垒。
5.现有技术(cn110424640a)公开了一种斜屋面混凝土结构的施工方法，其包括如下步骤：s1、搭建斜屋面支撑系统；s2、在所述斜屋面支撑系统的斜面上支设底模板；s3、在所述底模板背离所述斜屋面支撑系统的一侧绑扎钢筋笼；s4、在斜屋面与下层建筑结构连接的接茬处进行凿毛处理；s5、在所述钢筋笼背离所述底模板的一侧支设外模板，并对所述外模板进行加固；s6、进行混凝土浇筑；s7、待所述混凝土凝固后，拆除所述外模板和所述底模板。此方法采用双模板结构，保证混凝土浇筑后，浇筑形成的斜屋面板平整度较好，不存在蜂窝麻面现象，而且与接茬处连接良好，但没有解决对拉螺杆体系施工难度大的问题。


技术实现要素：

6.为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法，可解决自由曲面混凝土厚壳双侧模板对拉螺杆无法施工问题，保证模板支撑体系具有足够的水平侧向承载力，满足施工需求。
7.为达到上述目的，本发明的技术解决方案如下:
8.一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法，方法包括以下步骤：
9.步骤一，施工自由曲面混凝土厚壳底部模板下方的支撑体系，铺设并固定底部模板；
10.步骤二，铺设混凝土厚壳底层钢筋，在底部模板上预先开设对拉螺杆孔洞，将下部第一段对拉螺杆穿过对拉螺杆孔洞与底部模板固定连接；
11.步骤三，继续铺设混凝土厚壳的下一层钢筋，根据下一层钢筋的高度，在下部第一段对拉螺杆上连接下一段对拉螺杆；
12.步骤四，重复步骤三直至对拉螺杆的顶部到达混凝土厚壳的上表面钢筋层，将对拉螺杆与上表面钢筋层连接，并将对拉螺杆顶部超过上表面钢筋层的多余段割除；
13.步骤五，在混凝土厚壳的上表面曲面模板上，根据对拉螺杆布置间距开设上表面对拉螺杆孔；
14.步骤六，将上表面曲面模板首次覆盖在混凝土厚壳钢筋上并进行定位；
15.步骤七，定位完成后，在混凝土厚壳上表面钢筋上，通过上表面对拉螺杆孔标记孔洞位置；
16.步骤八，所有孔洞位置均标记完成后，移除上表面曲面模板；
17.步骤九，在上表面钢筋的标记处，焊接上部第一段对拉螺杆；
18.步骤十，再次将上表面曲面模板覆盖于混凝土厚壳钢筋上，并进行定位；
19.步骤十一，通过上表面对拉螺杆孔，在上部第一段对拉螺杆上继续连接上部第二段对拉螺杆；
20.步骤十二，封堵上表面对拉螺杆孔，并将上部对拉螺杆与上表面曲面模板固定，完成自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系施工。
21.作为优选的技术方案，在步骤二中，底部模板为定制自由曲面模板，第一段对拉螺杆通过山型卡和钢管与底部模板固定连接。
22.作为优选的技术方案，在步骤三中，根据各层钢筋间距及对拉螺杆长度，在施工下部第一段对拉螺杆前，在混凝土厚壳中铺设中层钢筋，铺设钢筋时避开对拉螺杆孔洞。
23.作为优选的技术方案，在步骤七中，采用油漆刷涂的方式标记孔洞位置。
24.作为优选的技术方案，在步骤九中，在上部第一段对拉螺杆顶部预先布置止水螺帽，在步骤十一中，上部第二段对拉螺杆与上部第一段对拉螺杆通过止水螺帽连接。
25.作为优选的技术方案，当混凝土厚壳的曲面曲率较小时，在步骤九中，上部第一段对拉螺杆顶部伸出混凝土表面，省去步骤十一。
26.作为优选的技术方案，对拉螺杆采用螺栓式螺杆。
27.与现有技术相比，本发明的一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法的有益效果为：
28.(1)利用结构钢筋层作为分段式对拉螺杆传力转换层，解决了整根对拉螺杆无法一次性穿过自由曲面混凝土厚壳中层数多、分布密集且方向不一致的钢筋层问题；
29.(2)转换层下部采用分段式对拉螺杆体系，对拉螺杆逐层施工大大提高了各钢筋层施工的便利性；否则一次性施工过长的对拉螺杆会对中部钢筋层施工产生很大障碍；
30.(3)转换层上部的分段式对拉螺杆体系可解决曲面曲率较大时，曲面定制模板无法穿过一次性施工过长的对拉螺杆的问题；
31.(4)定制模板上对拉螺杆孔洞可任意开设；降低模具深化设计难度；降低曲面模板生产加工过程对拉螺杆孔洞定位及开设的精度要求；解决了对拉螺杆孔洞封堵问题；避免了施工现场二次开孔或扩孔情况；对于需要重复使用的定制模板，进一步减少了现场开洞
等情况对定制模板的破坏，从而保证了模板周转次数，节约了自由曲面混凝土结构的施工成本。
附图说明
32.图1是本发明的一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法的操作流程图；
33.图2为本发明的一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法中的步骤二的示意图；
34.图3为本发明的一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法中的步骤三的示意图；
35.图4为本发明的一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法中的步骤四的示意图；
36.图5为本发明的一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法中的步骤六的示意图；
37.图6为本发明的一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法中的步骤八的示意图；
38.图7为本发明的一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法中的步骤十的示意图。
39.图中：1.支撑体系；2.底部模板；3.混凝土厚壳底层钢筋；4.底模对拉螺杆孔洞；5.下部第一段对拉螺杆；6.山型卡；7.钢管；8.混凝土厚壳中间两层钢筋；9.下部第二段对拉螺杆；10.混凝土厚壳顶部两层钢筋；11.下部最后一段对拉螺杆；12.上表面曲面模板；13.上表面对拉螺杆孔洞；14.孔洞位置标记；15.上部第一段对拉螺杆；16.止水螺帽；17.上部第二段对拉螺杆。
具体实施方式
40.下面结合具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的描述：
41.一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法，本实施例中，某自由曲面混凝土厚壳结构，厚度为800mm厚，包含6层双向排布钢筋。如图1所示，用本发明对拉螺杆体系的施工方法包括以下步骤：
42.步骤一，如图2所示，施工自由曲面混凝土厚壳底部模板2下方的支撑体系1，铺设并固定底部模板2，底部模板2为定制自由曲面模板；
43.步骤二，如图3所示，铺设混凝土厚壳底层钢筋3，在底部模板2上预先开设底模对拉螺杆孔洞4，根据各层钢筋间距及对拉螺杆长度，在施工下部第一段对拉螺杆前，铺设铺设混凝土厚壳中间两层钢筋8，铺设钢筋时避开对拉螺杆孔洞。将下部第一段对拉螺杆5穿过底模对拉螺杆孔洞4，并用山型卡6和钢管7将下部第一段对拉螺杆5与底部模板2固定连接，本实施例中所有对拉螺杆之间均通过螺纹连接；
44.步骤三，如图3所示，继续铺设混凝土厚壳的下一层钢筋，根据下一层钢筋的高度，在下部第一段对拉螺杆5上连接下部第二段对拉螺杆；
45.步骤四，如图4所示，重复步骤三，继续铺设混凝土厚壳顶部两层钢筋10，在下部第
二段对拉螺杆9上连接下部第三段对拉螺杆11，本实施例中，下部第三段对拉螺杆11即为下部最后一段对拉螺杆。将下部第三段对拉螺杆11顶部超过混凝土厚壳顶部两层钢筋10的多余段割除，或将下部第三段对拉螺杆11顶部弯折，再将下部第三段对拉螺杆11与混凝土厚壳顶部两层钢筋10焊接固定；
46.步骤五，在混凝土厚壳的上表面曲面模板12上，根据对拉螺杆布置间距开设上表面对拉螺杆孔13；
47.步骤六，如图5所示，将上表面曲面模板12首次覆盖在混凝土厚壳顶部两层钢筋10上，并根据精度要求进行定位；本实施例中上表面曲面模板12同样为定制自由曲面模板；
48.步骤七，定位完成后，在混凝土厚壳顶部两层钢筋10上，通过上表面曲面模板12上预先开设的上表面对拉螺杆孔13，采用油漆标记孔洞位置14；
49.步骤八，如图6所示，所有孔洞位置14均标记完成后，移除上表面曲面模板12；
50.步骤九，在混凝土厚壳顶部两层钢筋10的标记上孔洞位置14处，焊接上部第一段对拉螺杆15，在上部第一段对拉螺杆15顶部预先布置止水螺帽16；
51.步骤十，如图7所示，再次将上表面曲面模板12覆盖于混凝土厚壳顶部两层钢筋10上，并进行定位；
52.步骤十一，通过上表面对拉螺杆孔13，通过止水螺帽16在上部第一段对拉螺杆15上继续连接上部第二段对拉螺杆17；
53.当混凝土厚壳的曲面曲率较小时，上部第一段对拉螺杆15顶部直接伸出混凝土表面，直接将上表面曲面模板12覆盖到混凝土厚壳顶部两层钢筋10上，此时可省去步骤十一，上部对拉螺杆无须再使用分段式。
54.步骤十二，封堵上表面对拉螺杆孔13，并将上部第二段对拉螺杆17与上表面曲面模板12固定，完成自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系施工。
55.本实施例只是对本发明的进一步解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性的修改，但是只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一，施工自由曲面混凝土厚壳底部模板下方的支撑体系，铺设并固定底部模板；步骤二，铺设混凝土厚壳底层钢筋，在所述底部模板上预先开设对拉螺杆孔洞，将下部第一段对拉螺杆穿过对拉螺杆孔洞与所述底部模板固定连接；步骤三，继续铺设混凝土厚壳的下一层钢筋，根据下一层钢筋的高度，在所述下部第一段对拉螺杆上连接下一段对拉螺杆；步骤四，重复步骤三直至对拉螺杆的顶部到达所述混凝土厚壳的上表面钢筋层，将对拉螺杆与所述上表面钢筋层连接，并将对拉螺杆顶部超过上表面钢筋层的多余段割除；步骤五，在所述混凝土厚壳的上表面曲面模板上，根据对拉螺杆布置间距开设上表面对拉螺杆孔；步骤六，将所述上表面曲面模板首次覆盖在混凝土厚壳钢筋上并进行定位；步骤七，定位完成后，在混凝土厚壳上表面钢筋上，通过上表面对拉螺杆孔标记孔洞位置；步骤八，所有孔洞位置均标记完成后，移除所述上表面曲面模板；步骤九，在所述上表面钢筋的标记处，焊接上部第一段对拉螺杆；步骤十，再次将所述上表面曲面模板覆盖于所述混凝土厚壳钢筋上，并进行定位；步骤十一，通过上表面对拉螺杆孔，在所述上部第一段对拉螺杆上继续连接上部第二段对拉螺杆；步骤十二，封堵上表面对拉螺杆孔，并将上部对拉螺杆与所述上表面曲面模板固定，完成自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系施工。2.根据权利要求1所述的一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述底部模板为定制自由曲面模板，第一段对拉螺杆通过山型卡和钢管与所述底部模板固定连接。3.根据权利要求1所述的一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法，在所述步骤三中，根据各层钢筋间距及对拉螺杆长度，在施工下部第一段对拉螺杆前，在所述混凝土厚壳中铺设中层钢筋，铺设钢筋时避开对拉螺杆孔洞。4.根据权利要求1所述的一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法，其特征在于，在所述步骤七中，采用油漆刷涂的方式标记孔洞位置。5.根据权利要求1所述的一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法，其特征在于，在所述步骤九中，在上部第一段对拉螺杆顶部预先布置止水螺帽，在所述步骤十一中，上部第二段对拉螺杆与上部第一段对拉螺杆通过所述止水螺帽连接。6.根据权利要求1所述的一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法，其特征在于，当所述混凝土厚壳的曲面曲率较小时，在所述步骤九中，上部第一段对拉螺杆顶部伸出混凝土表面，省去步骤十一。7.根据权利要求1所述的一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法，其特征在于，所述对拉螺杆采用螺栓式螺杆。

技术总结
本发明涉及一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法，包括底模施工；铺设底层钢筋；在底模上钻对拉螺杆孔洞；穿下部第一段对拉螺杆；铺设下一层钢筋，连接下一段对拉螺杆；重复上一步直至对拉螺杆顶部到达厚壳上表面钢筋层然后将两者连接；覆盖并精确定位上表面模板，标记上表面模板对拉螺杆孔洞位置；移除上表面曲面模板；焊接上部第一段对拉螺杆；再次覆盖并精确定位上表面模板；连接上部第二段对拉螺杆；封堵上表面对拉螺杆洞并加固。本发明的一种自由曲面混凝土厚壳对拉螺杆体系的施工方法，可解决自由曲面混凝土厚壳双侧模板对拉螺杆无法施工问题，保证模板支撑体系具有足够的水平侧向承载力，满足施工需求。满足施工需求。满足施工需求。


技术研发人员：赵宇超 蔡杰 冯佳 张铭 汪小林 刘天安 殷凯 吴文君
受保护的技术使用者：上海建工四建集团有限公司
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/8/13