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。 北京奧運會"鳥巢"、"水立方"建筑獨特的外形形態(tài)，為我國增添了新的光彩和榮譽，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)計圖紙進行逐段施工。下面給 出詳細施工步驟 1、根據(jù)設(shè)計圖紙在施工現(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連接描繪出來，進而形成具有詳細標(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
料曲線用電鋸進行切割、下料。同時對已下料完成的模板進行編號及定位標(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；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點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，用水準儀將每段平面網(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)志為基準進行復(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。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行事先處理，故采用現(xiàn)場按實樣進行切割、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 分段進行人工彎曲成形。鋼筋綁扎完成后，要用手拉葫蘆進行位置調(diào)整，以保證鋼筋與設(shè)計 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)摻入早強劑，以加快施工進度，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，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+料斗運輸?shù)姆绞?進行澆筑。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質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點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，在實施過程中采用了一條由模擬試操作到實體施工的工藝技術(shù)，即在實體施工 前選用兩筒體按l : 1.25的局部實體模型進行試操作，試操作成功后再進行實體施工。
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，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。
具體實施例方式實施例一 本發(fā)明的優(yōu)選實施例結(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)計圖紙在施工現(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'軸線進行測量定位；所述平面網(wǎng)格定位模板1是根據(jù)設(shè)計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。 實施例二 本實施例與實施例一相同，特別之處在于各施工步驟詳細方法如下 所述步驟1)根據(jù)設(shè)計圖紙在施工現(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'軸線進行測量定位的具體施工步驟如下根據(jù)設(shè)計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)化為具有詳細異型筒體平面外形控制點坐標(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點引測出異型筒體群周邊同一工程項目常規(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，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)識為基準進行復(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形狀進行純?nèi)斯?曲，綁扎、焊接完成后，再用手拉葫蘆進行位置調(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。 實施例三本實施例與實施例一基本相同，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厚夾板進行切割、下料，對已下料完成的模板進行編號及定位 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、用水準儀將每段平面網(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)高控制點實現(xiàn)對高程的復(fù)核。該每隔3. 6m的高程控制點均從同一基準點向上引測。
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)志為基準進行復(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層厚的下料控制線，選擇2m 4m長的 鋼筋，用簡易扳手分段進行人工彎曲成形。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，要用手拉葫蘆進行位置調(diào)整，以保證鋼筋與 設(shè)計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。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+料斗運輸?shù)姆绞竭M行澆筑。
應(yīng)用實例如下 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?？臻g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)計圖紙進行逐段施工，每段施工步驟如下a.根據(jù)設(shè)計圖紙在施工現(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’軸線進行測量定位；所述平面網(wǎng)格定位模板(1)是根據(jù)設(shè)計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)計圖紙在施工現(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'軸線進行測量定位的具體施工步驟如下根據(jù)設(shè)計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)化為具有詳細異型筒體平面外形控制點坐標(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點引測出異型筒體群周邊同一工程項目常規(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，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)識為基準進行復(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)形狀進行純?nèi)斯?曲，綁扎、焊接完成后，再用手拉葫蘆進行位置調(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。
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)計圖紙進行逐段施工，每段施工步驟如下1)根據(jù)設(shè)計圖紙在施工現(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:浙江中成建工集團有限公司