組合扭殼屋蓋施工技術(shù)

組合扭殼屋蓋施工技術(shù)對(duì)空間大跨度組合扭殼屋蓋結(jié)構(gòu)的施工過程從屋蓋的空間定位、內(nèi)架的搭設(shè)、鋼筋的安放與綁扎、混凝土的澆筑、預(yù)應(yīng)力筋的張拉及內(nèi)架的拆除等方面進(jìn)行詳細(xì)闡述，通過采用空間三維坐標(biāo)控制技術(shù)、合理的支撐體系設(shè)計(jì)、對(duì)鋼筋綁扎及預(yù)應(yīng)力筋的精確定位、混凝土澆筑區(qū)域的合理劃分及確定拆模順序等，為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖、滿足功能要求及保障施工期的安全奠定良好的基礎(chǔ)。廣州大學(xué)城**大學(xué)體育館建筑面積12783m2，為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，地上及地下各一層看臺(tái)，中間為比賽用籃球場(chǎng)；建筑高度32．05m，可容納5000個(gè)觀眾席。其平面水平投影呈平行四邊形，每邊中部稍向外傾斜，長邊為97．5m，短邊為67．7m。其屋蓋采用預(yù)應(yīng)力混凝土大斜柱和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土雙曲拋物面組合扭殼相結(jié)合的新型結(jié)構(gòu)體系，每塊扭殼水平投影均為平行四邊形。四根大斜柱頂在屋頂中央處與大橫梁連接，每根大斜柱組成人字架。柱腳采用預(yù)應(yīng)力混凝土拉桿，以承受水平推力。兩組大斜柱將屋蓋劃分為4片扭殼，四塊扭殼通過頂部的拔風(fēng)構(gòu)件連接。8根大斜柱底部由縱橫兩向鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力拉桿連接。大斜柱截面600mm×1200mm～600mm×1800mm。邊梁最大梁寬600mm，最大梁高2300mm。雙曲拋物面扭殼屋面、大斜柱、預(yù)應(yīng)力拉桿三者組成整個(gè)結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系如圖1～3所示。1殼體結(jié)構(gòu)形式．1．1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)殼體落地點(diǎn)及周邊支柱采用靜壓預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁基礎(chǔ)。預(yù)應(yīng)力管樁直徑400～500mm，強(qiáng)度等級(jí)為C80，樁端進(jìn)入全風(fēng)化或強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖2na以上，樁長18～35m。殼板厚度為130mm，在距離邊緣構(gòu)件3m范圍內(nèi)的殼板厚度漸變至200mm。殼板配筋為，雙層雙向，距離邊緣構(gòu)件3m范圍內(nèi)另加鋼筋。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線)在殼板內(nèi)雙向均勻布置，水平投影間距為600mm，線形為直線，預(yù)應(yīng)力筋位于厚130mm殼的中面。預(yù)應(yīng)力筋和普通鋼筋的水平投影線均與扭殼水平投影四邊形的相應(yīng)邊平行。屋蓋混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45，四片扭殼及其邊緣桿件混凝土分別澆筑。1．2力學(xué)特點(diǎn)殼面結(jié)構(gòu)中，主要考慮殼面內(nèi)只存在薄膜力，而不考慮彎矩。最大拉應(yīng)力在兩個(gè)翹角區(qū)域，而兩低點(diǎn)角是最大壓力區(qū)，其余區(qū)域依位置不同，其主應(yīng)力分別是拉應(yīng)力或壓應(yīng)力。在殼體板內(nèi)施加預(yù)壓應(yīng)力，使其受拉區(qū)增加的壓應(yīng)力超過板內(nèi)的最大拉應(yīng)力，而受壓區(qū)新增的壓應(yīng)力與原有壓應(yīng)力迭加后又不超過混凝土產(chǎn)生非線性徐變的壓應(yīng)力。鑒于以上特點(diǎn)，在縱橫兩個(gè)方向均勻布置預(yù)應(yīng)力筋。2組合扭殼結(jié)構(gòu)體系施工2．1總體施工流程為保障屋面殼體施工安全、降低施工成本、縮短工期，采取以下施工流程：地下室底板施工(包括鋼筋綁扎、塑料波紋管安裝、混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù))→組合扭殼屋面及斜柱滿堂腳手架放線與支設(shè)、模板加工制作與安裝(同時(shí)穿插地下拉桿預(yù)應(yīng)力筋張拉與灌漿)→斜柱鋼筋的綁扎→澆筑第一段斜柱混凝土至屋面大梁處，并及時(shí)養(yǎng)護(hù)→屋面扭殼底筋綁扎、鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力筋、扭殼面筋的綁扎→澆筑屋面及第二段斜柱混凝土至拔風(fēng)構(gòu)件大梁處并及時(shí)養(yǎng)護(hù)→待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的90％進(jìn)行屋面扭殼無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋張拉→張拉完間隔21d后，施工拔風(fēng)構(gòu)件→拆除整個(gè)扭殼屋面滿堂腳手架及模板體系→屋面涂料裝飾施工。2．2腳手架及殼面支撐2．2．1雙曲拋物面組合扭殼的空間測(cè)量定位施工定位放線按照設(shè)計(jì)提供的水平投影的平行四邊形及坐標(biāo)、標(biāo)高點(diǎn)以及四邊形水平投影面上格網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)和標(biāo)高，在地面上用空間三維坐標(biāo)控制技術(shù)進(jìn)行定位放線測(cè)量。首先利用水準(zhǔn)儀在地面上進(jìn)行格網(wǎng)點(diǎn)的定位，用來控制梁支撐的搭設(shè)，再利用全站儀控制形成雙曲拋物面的底模標(biāo)高，最后在曲面上定位放線并進(jìn)行檢查復(fù)核。直至達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范規(guī)定的誤差范圍內(nèi)，才能進(jìn)行下道工序的施工。雙曲拋物面網(wǎng)格水平投影間距為600mm，網(wǎng)格如圖4所示。空間三維坐標(biāo)控制技術(shù)要控制體育館屋面，測(cè)量控制點(diǎn)有一定的高度和穩(wěn)定性，控制測(cè)量點(diǎn)可以建立在施工區(qū)外現(xiàn)有的教學(xué)樓屋頂面上2至3個(gè)點(diǎn)。組成空間坐標(biāo)三維控制樁點(diǎn)。這些點(diǎn)在地面觀測(cè)時(shí)，與地面點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行等精度觀測(cè)，能有效控制體育館雙曲屋面組合扭殼的測(cè)量定位放線，從而定出扭殼屋面腳手架及殼面支撐的位置。歪2?。?吉．族2恐腳手架及扭殼茶屋蓋模板體系嘆的搭設(shè)及腳手架支模高藏度納6紫～脖27斗m訪，殼體結(jié)構(gòu)不搞但高度高、面份積大，而且殼胃面上各點(diǎn)高度單都有變化，體歌形復(fù)雜，澆筑朝時(shí)各部分承受逼的重量不均，宿除會(huì)對(duì)支撐產(chǎn)謝生豎向壓力外假，還可能對(duì)支閃撐有斜向推力析，因此在制定壤支撐方案時(shí)，輕除了要保證支紐撐的豎向承載拐力，更應(yīng)特別夏重視支撐的整布體穩(wěn)定性問題掛，以保證在澆每混凝土期間遇牌上大風(fēng)時(shí)的整肝體安全。腰在屋蓋結(jié)構(gòu)內(nèi)充按平行殼體平棒行四邊形邊長嬸彈出控制方格騎網(wǎng)，網(wǎng)格間距申為丹1赤．妥2魚m顫。所有支撐均苦采用匯ф浪48×讀3悄．匪5糕鋼管腳手架支依撐體系，支撐夠采用滿堂架形芬式，支架頂部健配專填用蹈U航形可調(diào)托撐。墻腳手架的縱距貢、橫距均翁為采1躁．儀2m兆，立桿伏從潑1返．使8m目高度起開始搭亭第一道水平系照桿，以后所有抗縱橫系桿每弟隔未1之．者2m進(jìn)搭設(shè)一道，在災(zāi)柱腳也全部加紙縱橫水平桿連羞接?？v橫方向饒均設(shè)置剪刀撐著，間距均病為雕3學(xué)．顛6m衛(wèi)，從四周剪力遷墻斜娃起蒸4飯5高。直到殼底搭改設(shè)。在四周大析斜梁下，鋼支棄柱加密為每根閑梁圈下歡4息排支學(xué)柱尿(莊間隔府500mm級(jí))蝴。模板采用悲1830m襲m呆×葬915m法m隙×溜l語8mm度木膠合板，龍德骨采用諸50m應(yīng)m帽×侍100棋mm裝杉木。內(nèi)楞采素用既2m畏長杉木，間距偏350mm港。啞殼面結(jié)構(gòu)中，忠模板的放樣與鵝拼裝難度大，碎工藝復(fù)雜。架麗體搭設(shè)前先在秋地面上進(jìn)行網(wǎng)彼格點(diǎn)的定位，跨以水平投影平顆行于擱、案y雀軸的基準(zhǔn)線來花劃分網(wǎng)格，確蔥定網(wǎng)格步距時(shí)張，既要考慮到僚模板的模數(shù)，乎又要考慮到雙過曲拋物面翹曲模的特點(diǎn)。立桿射以毫1?。o(jì)2m碗間距立于網(wǎng)格吸點(diǎn)上，根據(jù)計(jì)頁算出的點(diǎn)的空挨間坐標(biāo)搭設(shè)單行根立桿的高度猜，利用空間三雀維坐標(biāo)控制技各術(shù)進(jìn)行曲面上羨的定位放線并驅(qū)檢查復(fù)核。在乘方木網(wǎng)格系統(tǒng)略的基礎(chǔ)上，沿隸控制墨線鋪設(shè)橫方木?？紤]到糧方木本身表面屢平整度較粗糙柔，且必須為模愧板的最后定型變留有余地，以覽方木表面所測(cè)護(hù)得到的高程控誰制為負(fù)偏差。單在水準(zhǔn)儀的監(jiān)駕控下，將膠合毀板鋪設(shè)在整個(gè)國殼面上，經(jīng)過涼多次全殼面網(wǎng)鼠絡(luò)點(diǎn)標(biāo)高測(cè)量噸校正，滿足雙策曲拋物面要求賊?？冈诖钤O(shè)支撐期無間，由于四周喘剪力墻、混凝籠土斜梁已施工部至殼體下，故壩所有水平撐、窄剪刀撐均要求跑頂?shù)竭吘墭?gòu)件也，使可能產(chǎn)生喘的水平推力傳針遞到邊緣構(gòu)件啟上。通過計(jì)算純分析，腳手架字體系滿足強(qiáng)度摘、剛度及穩(wěn)定米性要求。腳手左架支撐體系如鞠圖譯5庫所示。楚根據(jù)給出的控某制方格網(wǎng)上每腐點(diǎn)的標(biāo)高來控削制支撐頂部的奶搭設(shè)高度，同之時(shí)，頂架的端墻頭使用可調(diào)支尺座，便于每根敲支柱高度的調(diào)垃整，為下一步故支模創(chuàng)造有利階條件。經(jīng)驗(yàn)算隔，鋼管支架的尺強(qiáng)度、穩(wěn)定性忘、變形均能滿源足有關(guān)規(guī)范要只求，其中，鋼硬管的壓縮變形擺小棋于單1行／錢100念0鮮。攝2偽．批3老殼體底面模板謎制作安裝腿本工程的支模進(jìn)工藝采取傳統(tǒng)晌的全面釘裝模肌板的方法。由渠于殼面上各點(diǎn)薄高度不同，釘府模后會(huì)使模板聲產(chǎn)生扭曲，故炊選用扭曲性能巴較好的炎1830m懇m儲(chǔ)×萄915m意m扁×殲l廚8mm擊木膠合板做底施模。踩在釘模后，由逃指定的檢測(cè)單股位對(duì)模板的高加度進(jìn)行檢測(cè)。餓檢測(cè)方法是將繞建筑標(biāo)浴高投引到四周鐵剪力墻、斜梁免等邊緣構(gòu)件上抓。然后在殼面迫上架設(shè)高精度杏水準(zhǔn)儀，根據(jù)徒邊緣構(gòu)件上固資定的標(biāo)高點(diǎn)對(duì)悅殼底模板進(jìn)行烘定點(diǎn)和抽點(diǎn)的附檢測(cè)。根據(jù)設(shè)伍計(jì)要求，底?；陌惭b的標(biāo)高偏柱差不得超過山±川10mm解，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表悟明施工控制良圈好。絲2界．濃4噸鋼筋定位與綁唯扎跡殼底模板安裝告、驗(yàn)收完畢后饅，即進(jìn)行殼體恒鋼騎筋販(晃包括預(yù)應(yīng)力務(wù)筋矛)撈綁扎。在殼面依板中，鋼筋為科雙層雙向斤ф怨10斥Ⅲ肯級(jí)鋼和無粘結(jié)衰預(yù)應(yīng)力筋達(dá)均為雙向布置示。鋪設(shè)順序：江底層雙向鋼筋掩雙向預(yù)應(yīng)力筋模面層雙向鋼筋拒。雙向預(yù)應(yīng)力君筋鋪設(shè)時(shí)，底六層筋上表面位肢于板的中截面肝。在預(yù)應(yīng)力筋黨下，每估隔燒1撤．艷2?！e1習(xí)．蹦5m朝安放一個(gè)定位視馬凳，用鐵絲淘拉牢。殼體底無面鋼筋采取混饒凝土保護(hù)層塑活料墊圈，距離挺面層鋼筋另30mm杠上焊接鋼筋條董帶，作為殼體負(fù)厚度的控制措酬施。預(yù)應(yīng)力筋邁綁扎必須滿足刪順直和標(biāo)高的萬要求，經(jīng)過現(xiàn)聞場(chǎng)檢測(cè)滿足施株工質(zhì)量要求。確無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力較鋼絞線張拉端突采用凹入式作弓法，連體式夾明片錨具；固定撿端埋在混凝土叉內(nèi)，預(yù)緊的連益體錨具為擠壓盒錨具。搏2逆．盟5辣殼體混凝土施欲工盆2濾．參5棉．缺1靠殼體施工段劃坡分圖殼體若一次連批續(xù)澆筑，由于愚殼體面積撕大腫(喚殼面展開面積碌3265m綿2顯)俗，單塊殼體面欲積分別為誓945m凳2掠和液687m運(yùn)2胡，難以保證施翅工時(shí)不出現(xiàn)冷斬縫，加上殼體叢特殊的曲面形食狀和受力特點(diǎn)乏，一次連續(xù)澆暮筑完成對(duì)混凝廈土質(zhì)量控制不數(shù)利，同時(shí)考慮再到支撐體系變模形的影響，為班防止出現(xiàn)過大違變形，在距扭華殼頂黃15m語處設(shè)置施工縫勤，上部后澆混饞凝土，施工縫異用鋼絲網(wǎng)分隔焰。每片殼板再調(diào)劃分亡為及4昆塊澆筑混凝土泉，縱橫向跨中謀處各設(shè)一條膨肉脹泄帶條(郵圖翅6梅)挺。由二組操作揭人員分別從對(duì)秀角二個(gè)低板逐釀步向上澆筑，眉然后再轉(zhuǎn)向相柜鄰的高塊，最畝后澆筑膨脹帶駱混凝土。整個(gè)反扭殼屋面按覺照囑I郊、鎮(zhèn)Ⅲ物、將Ⅱ航、辟Ⅳ魔順序?qū)ΨQ澆伏筑濁(彼圖興7凝)崖。蜂2繞．叢5嚴(yán)．巾2思各段混凝土施茫工揮預(yù)應(yīng)力混凝土黃雙曲拋物面組安合扭殼屬于大懲跨度空間結(jié)構(gòu)趟。其殼面厚度辭薄獄(另130柱~繞200mm居)山，曲率變化大淚，外形準(zhǔn)確與男否對(duì)結(jié)構(gòu)受力寧性能影響大，適因此，對(duì)混凝鈔土的均勻性、虎密實(shí)性和整體柿性都嚴(yán)格要求辜。氣考慮到扭殼屋忙面傾斜角度較洗大，必須配制載坍落度小、初搬凝時(shí)間較長、芝低收縮怪的貧C4膝5致高性能混凝土要。經(jīng)試驗(yàn)，初餅?zāi)龝r(shí)間控制物在千5否h繞左右，采用連哪續(xù)澆筑，保證殿不出現(xiàn)施工冷零縫，必要時(shí)，濤也可在混凝土呼強(qiáng)度達(dá)鳴到刺C1筍5為后將無粘結(jié)預(yù)排應(yīng)力筋提前張?zhí)摾?飄5混％設(shè)計(jì)值，以紡防止混凝土早戚期開裂?；治菝婧鬂膊糠痔げ捎迷O(shè)置在現(xiàn)頂場(chǎng)的兩臺(tái)臂長朱為號(hào)50m罰的塔吊運(yùn)送混痛凝土，其余部損分采用泵送混信凝土來完成整頑個(gè)扭殼屋面的辜混凝土澆筑施敏工。澆筑時(shí)按勵(lì)照由低到高的瘦原則施工，即者安排兩組工人閉分別從標(biāo)高較惡低的兩角起對(duì)肢稱施工，刻按錢l搶m智寬的帶狀澆筑如，從兩邊同時(shí)雙向中間殼頂靠被攏匯合?；炷x土施工帶約垂設(shè)直于兩邊斜梁屈，當(dāng)兩邊混凝悲土在中間匯合捆后，再一同向鄭上推進(jìn)到殼頂籠，背用衣30奶h沫連續(xù)澆筑完。抓2袍．優(yōu)5揭．型3職混凝土養(yǎng)護(hù)迫由于殼面散熱熟面大，而混凝模土厚度不大，花水化熱過高引膠起裂縫的可能企性小，混凝土潔產(chǎn)生裂縫主要腸是混凝土的收呆縮，因此著重粒加強(qiáng)對(duì)混凝土饒配合比的控制患和澆筑后的養(yǎng)蛇護(hù)工作。在新桌澆混凝土初凝抓后立即進(jìn)行養(yǎng)左護(hù)，采取前期灣蓋濕麻袋，后精期淋水的方法寇。濕麻袋覆蓋熊時(shí)間不少交于史10蒜d鉆，淋水養(yǎng)護(hù)時(shí)吃間則傘為吵28撇d賄。在施工縫面州上蓋雙層濕麻慎袋，養(yǎng)護(hù)時(shí)鮮間諒28頂d撒。硬3載殼體的預(yù)應(yīng)力秤筋施工侄混凝土強(qiáng)度達(dá)撈到設(shè)計(jì)強(qiáng)度距的觸9菊0顆％以上且混凝宣土齡期不小旦于徑10柜d譜時(shí)，方可進(jìn)行仰預(yù)應(yīng)力筋的張宜拉，預(yù)應(yīng)力鋼稻筋張拉采用單稱端張拉，張拉斬控制應(yīng)力露mm顧2垃,灣，張拉力接為淡183k忠N鄙。鋼束張拉采牽用張拉力、伸誤長量雙控。張精拉前計(jì)算出理青論伸長量，預(yù)蓮應(yīng)力鋼筋張拉朗步驟：意錨固，每級(jí)量命出具體伸長值蜂。哲殼體內(nèi)除上下搬兩層普通鋼筋之外，在兩層筋斯中間設(shè)一層縱俗橫雙向的無粘判結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。絨預(yù)應(yīng)力筋水平城投影間距籠500mm侍?？v橫方向上犧各魔9l歷根摩,頂為慎ф喇s咳l棚5誓的使186迎0遵級(jí)高強(qiáng)低松弛期鋼絞線，按設(shè)變計(jì)要求，在殼女體混凝土達(dá)姻到亦10榮0尺％強(qiáng)度后才能膝進(jìn)行張拉。孤直線無粘結(jié)預(yù)敬應(yīng)力筋采用一爽端張拉方式，疤張拉設(shè)備采障用巨YDC240習(xí)Q維前卡式千斤頂治。張拉由邊梁扛的中間開始，弄向兩邊進(jìn)行，輛采取在一端張奶拉，在另一端續(xù)補(bǔ)張拉的方式候。張拉力庭為腸190k倡N亡，超張賣拉烈3琴％。張拉時(shí)，趕加壓繼到僚2委．刃5MP漁a柴若干斤頂?shù)奈粩乐貌徽_則先承停止張拉，待振調(diào)整位置后接躲著張拉。當(dāng)千革斤頂行程滿足米不了張拉所需投伸長值時(shí)，中茂途可停止張拉擠，作臨時(shí)錨固定，倒回千斤頂睬行程再進(jìn)行張葛拉。達(dá)到張拉銜力后持荷，待例伸長值穩(wěn)定后輝方可用千斤頂似頂死夾片。阻無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力帖筋張拉順序，湯應(yīng)遵循對(duì)稱張槍拉原則。采用承兩臺(tái)前卡式千晌斤頂同時(shí)分別筑在縱向和橫向色從中部向兩側(cè)景推進(jìn)。預(yù)應(yīng)力墓筋錨固并切割貫完畢后，應(yīng)機(jī)在氧3抖d鋼內(nèi)封錨。無粘烘結(jié)筋端頭和錨峽具夾片應(yīng)涂防壤腐蝕油脂，并匹套上塑料帽，塞然后著用頁C4睡5痛微膨脹細(xì)石混蠟?zāi)撂顚?shí)。桃屋面扭殼無粘皺結(jié)預(yù)應(yīng)力筋共賠計(jì)漠49您4六根，張拉伸長翁值實(shí)際偏差全款部小于允許偏辱差笑±框6峽％，其中實(shí)際師偏差將在劇±述3紫％以內(nèi)的糕占淚9耍6辮．領(lǐng)2渡％，達(dá)到優(yōu)等羊水平。4模板拆除基架體拆除順序慘為：先松弛各遇區(qū)域中部的鋼棟頂托，各區(qū)均襪由中間向四邊多逐層松弛，直濁至所有頂托全皆部松弛后，再擾進(jìn)行大面拆除等。經(jīng)過有限元鉛計(jì)算分析，彈在汪2誤~占2?。I5m跪見方范圍內(nèi)拆叨除架管屋面結(jié)槍構(gòu)受力最為合稱理，因此拆模令從殼體中點(diǎn)開幻始，以均勻、昌同步逐步向四傲周擴(kuò)散的方式貞，調(diào)低支撐上觀部的可調(diào)頂托舍，使支