大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法
阅读说明：本技术 大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法 (Construction method of large-span special-shaped curved surface concrete dome structure ) 是由 袁俭 崔爱珍 张学伟 刘成 徐恒春 钟易达 尹维喜 魏双双 于 2021-08-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法,包括：提供适配于穹顶结构的设计造型的底模板,将底模板对应穹顶结构的设计位置支设于墙体的顶部；提供呈环型状且尺寸不同的竖向钢筋网,将若干个竖向钢筋网依次相间隔且嵌套地立设于底模板之上,且相邻的两个竖向钢筋网之间形成有呈环状的浇筑区域；由外向内依次的向呈环状的浇筑区域内浇筑混凝土,从而施工完成穹顶结构。本申请能避免过多的混凝土一次性浇筑而引起混凝土流到底模板底部的问题,只设置底模板便于对混凝土更充分的振捣,确保混凝土的成型质量。(The invention relates to a construction method of a large-span special-shaped curved surface concrete dome structure, which comprises the following steps: providing a bottom template which is adaptive to the design model of the dome structure, and supporting the design position of the bottom template corresponding to the dome structure at the top of the wall body; providing annular vertical reinforcing steel bar meshes with different sizes, and erecting a plurality of vertical reinforcing steel bar meshes on the bottom formwork in a sequentially spaced and nested manner, wherein an annular pouring area is formed between every two adjacent vertical reinforcing steel bar meshes; and pouring concrete into the annular pouring areas from outside to inside in sequence, thereby finishing the construction of the dome structure. This application can avoid too much concrete once only to pour and arouse the concrete to flow the problem of template bottom to the end, only sets up the die block and is convenient for vibrate more abundant to the concrete, ensures the shaping quality of concrete.)
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，特指一种大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法。
背景技术
近年来，西方的欧式风格以及中国的传统建筑形式已成为国内建筑的潮流模式，穹顶造型美观，是中国古典建筑与西式宗教建筑风格的结合，备受人们的青睐。大跨度结构多用于民用建筑中的影剧院、体育馆、展览馆、大会堂、航空港候机大厅及其他大型公共建筑，工业建筑中的大跨度厂房、飞机装配车间和大型仓库等。
现有技术中在浇筑大跨度混凝土穹顶结构时，若是只设置底部模板，由于穹顶结构曲率较大，混凝土在其重力作用下会流动到底部模板的底部，导致混凝土无法在底部模板上平整地铺开及振捣，因此通常会设置上下两块模板，在上模板上设置注浆孔，通过该注浆孔进行注浆和振捣，但是由于穹顶面积较大且曲率较大，仅通过注浆孔的位置振捣，无法有效地排除混凝土中大量的空气，使得混凝土无法密实结合，容易产生蜂窝麻面等较差的成型效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法，以解决现有的施工方法浇筑形成的混凝土穹顶结构存在混凝土无法密实结合，容易产生蜂窝麻面等较差的成型效果的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法，包括如下步骤：
提供适配于穹顶结构的设计造型的底模板，将所述底模板对应所述穹顶结构的设计位置支设于墙体的顶部；
提供呈环型状且尺寸不同的竖向钢筋网，将若干个所述竖向钢筋网依次相间隔且嵌套地立设于所述底模板之上，且相邻的两个所述竖向钢筋网之间形成有呈环状的浇筑区域；以及
由外向内依次的向呈环状的浇筑区域内浇筑混凝土，从而施工完成所述穹顶结构。
本发明将底模板对应穹顶结构的设计位置支设于墙体的顶部，通过立设于底模板之上竖向钢筋网将待浇筑的穹顶结构依次划分为若干个尺寸不同且呈环型状的浇筑区域，每次浇筑一个浇筑区域，由于浇筑区域的宽度较窄，能够大大减小每次混凝土的浇筑量，由于浇筑的范围小且混凝土的自重大大减小，减小混凝土的流动性，而且后一浇筑区域的混凝土是浇筑于前一浇筑区域的混凝土之上，通过后一浇筑区域的混凝土能够挡住前一浇筑区域的混凝土，避免前一浇筑区域的混凝土流至底模板的底部，从而避免过多的混凝土一次性浇筑而引起混凝土流到底模板底部的问题，只设置底模板便于对混凝土更充分的振捣，确保混凝土的成型质量，竖向钢筋网对混凝土的向下流动起到一定的阻隔作用，避免混凝土流到底模板的底部。
本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法的进一步改进在于，由外向内依次的向呈环状的浇筑区域内浇筑混凝土的步骤包括：
将每个浇筑区域按照其厚度方向划分为至少两层施工层；
由外向内依次的于各浇筑区域内施工形成一层施工层；
由外向内依次的于各浇筑区域内施工其余的施工层。
本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法的进一步改进在于，
将每个浇筑区域划分形成若干个施工区段；
在浇筑每个所述浇筑区域时，顺次地浇筑当前浇筑区域的每个所述施工区段。
本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法的进一步改进在于，
将每个浇筑区域划分形成若干个施工区段；
在浇筑每个所述浇筑区域时，对称浇筑当前浇筑区域中的两个所述施工区段，顺次对称地浇筑其余的所述施工区段。
本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法的进一步改进在于，
提供两个泵车，利用两个所述泵车同步地对称浇筑两个施工区段中对应的一个。
本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法的进一步改进在于，
后一浇筑区域的初次浇筑位置与前一浇筑区域的末次浇筑位置相邻。
本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法的进一步改进在于，在前一浇筑区域初凝之前，浇筑下一浇筑区域。
本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法的进一步改进在于，
在完成所述底模板的支设后，提供侧模板，将所述侧模板支设固定于所述底模板远离所述墙体的一侧。
本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法的进一步改进在于，将若干个所述竖向钢筋网由内向外依次相间隔且嵌套地立设于所述底模板之上的步骤包括：
于所述底模板之上绑扎形成下部钢筋网；
将若干个所述竖向钢筋网由内向外依次相间隔且嵌套地立设于所述下部钢筋网之上；
于若干个所述竖向钢筋网之上绑扎形成上部钢筋网。
本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法的进一步改进在于，
提供绑丝，通过所述绑丝将所述竖向钢筋网与所述下部钢筋网、所述竖向钢筋网与所述上部钢筋网绑扎固定。
附图说明
图1为本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法的流程图。
图2为本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法在浇筑完成底层第二施工区段和底层第四施工区段后的状态图。
图3为图2的A-A方向的剖面示意图。
图4为本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法在浇筑完成底层第六施工区段和底层第八施工区段后的状态图。
图5为图4的B-B方向的剖面示意图。
图6为本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法在浇筑完成所有的浇筑区域的底部的施工层后的状态图。
图7为图6的C-C方向的剖面示意图。
图8为本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法在浇筑完成中层第二施工区段和中层第四施工区段后的状态图。
图9为图8的D-D方向的剖面示意图。
图10为本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法在浇筑完成中层第六施工区段和中层第八施工区段后的状态图。
图11为图10的E-E方向的剖面示意图。
图12为本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法在浇筑完成所有的浇筑区域的中部的施工层后的状态图。
图13为图12的F-F方向的剖面示意图。
图14为本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法在浇筑完成顶层第二施工区段和顶层第四施工区段后的状态图。
图15为图14的G-G方向的剖面示意图。
图16为本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法在浇筑完成顶层第六施工区段和顶层第八施工区段后的状态图。
图17为图16的H-H方向的剖面示意图。
图18为本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法在浇筑完成所有的浇筑区域的顶部的施工层后的状态图。
图19为图18的I-I方向的剖面示意图。
图20为本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法中竖向钢筋网、下部钢筋网以及上部钢筋网的结构示意图。
图中：底模板10，开口11，侧模板20，墙体30，连接结构40，竖向钢筋网50，下部钢筋网61，上部钢筋网62，底部的施工层70，底层第一施工区段71，底层第二施工区段72，底层第三施工区段73，底层第四施工区段74，底层第五施工区段75，底层第六施工区段77，底层第七施工区段77，底层第八施工区段78，中部的施工层80，中层第一施工区段81，中层第二施工区段82，中层第三施工区段83，中层第四施工区段84，中层第五施工区段85，第六施工区段86，中层第七施工区段87，中层第八施工区段88，顶部的施工层90，顶层第一施工区段91，顶层第二施工区段92，顶层第三施工区段93，顶层第四施工区段94，顶层第五施工区段95，顶层第六施工区段96，顶层第七施工区段97，顶层第八施工区段98。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法，用于施工大跨度异型曲面混凝土穹顶结构。本发明通过由于浇筑的范围小且混凝土的自重大大减小，减小混凝土的流动性，而且后一浇筑区域的混凝土是浇筑于前一浇筑区域的混凝土之上，通过后一浇筑区域的混凝土能够挡住前一浇筑区域的混凝土，避免前一浇筑区域的混凝土流至底模板的底部，从而避免过多的混凝土一次性浇筑而引起混凝土流到底模板底部的问题，只设置底模板便于对混凝土更充分的振捣，确保混凝土的成型质量，竖向钢筋网对混凝土的向下流动起到一定的阻隔作用，避免混凝土流到底模板的底部。
下面结合附图对本发明大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法进行说明。
参见图1，在本实施例中，一种大跨度异型曲面混凝土穹顶结构的施工方法，包括如下步骤：
S101：提供适配于穹顶结构的设计造型的底模板10，将底模板10对应穹顶结构的设计位置支设于墙体30的顶部。
S102：提供呈环型状且尺寸不同的连接结构40，将若干个连接结构40依次相间隔且嵌套地立设于底模板10之上，且相邻的两个连接结构40之间形成有呈环状的浇筑区域。
S103：由外向内依次的向呈环状的浇筑区域内浇筑混凝土，从而施工完成穹顶结构。
在本实施例中施工方法将底模板10对应穹顶结构的设计位置支设于墙体30的顶部，通过立设于底模板10之上连接结构40将待浇筑的穹顶结构依次划分为若干个尺寸不同且呈环型状的浇筑区域，每次浇筑一个浇筑区域，由于浇筑区域的宽度较窄，能够大大减小每次混凝土的浇筑量，由于浇筑的范围小且混凝土的自重大大减小，减小混凝土的流动性，而且后一浇筑区域的混凝土是浇筑于前一浇筑区域的混凝土之上，通过后一浇筑区域的混凝土能够挡住前一浇筑区域的混凝土，避免前一浇筑区域的混凝土流至底模板10的底部，从而避免过多的混凝土一次性浇筑而引起混凝土流到底模板10底部的问题，只设置底模板10便于对混凝土更充分的振捣，确保混凝土的成型质量，连接结构40对混凝土的向下流动起到一定的阻隔作用，避免混凝土流到底模板10的底部。
参见图3、图5、图7、图9、图11、图13、图15、图17以及图19，在一种具体实施例中，由外向内依次的向呈环状的浇筑区域内浇筑混凝土的步骤包括：
将每个浇筑区域按照其厚度方向划分为至少两层施工层；
由外向内依次的于各浇筑区域内施工形成一层施工层；
由外向内依次的于各浇筑区域内施工其余的施工层。
通过将每个浇筑区域划分为至少两层施工层，以进一步的减少每次混凝土的浇筑量，进一步地减小混凝土的自重，大大减小混凝土的流动性。
较佳地，施工层为三层且每层施工层的厚度相等。
参见图2、图4、图6、图7、图10、图12、图14、图16以及图18，在本实施例中，将每个浇筑区域按照其长度方向划分为若干个施工区段；由外向内依次的于各浇筑区域内施工形成一层施工层；由外向内依次的于各浇筑区域内施工其余的施工层，在浇筑每个浇筑区域时，顺次地浇筑当前浇筑区域的每个施工区段。
进一步的，由外向内依次的于各浇筑区域内施工形成一层施工层；由外向内依次的于各浇筑区域内施工其余的施工层，在浇筑每个浇筑区域时，对称浇筑当前浇筑区域中的两个施工区段，顺次对称地浇筑其余的施工区段。
在另一种较佳实施例中，将每个浇筑区域按照其长度方向划分为若干个施工区段；由外向内依次的向呈环状的浇筑区域内浇筑混凝土，其中在浇筑每个浇筑区域时，顺次地浇筑当前浇筑区域的每个施工区段。
穹顶结构的底模板10属于超高支模，虽然底模板10有支撑固定，但是由于底模板10面积较大，在浇筑大量混凝土时，仍然存在底模板10倾斜的问题，对称地浇筑两个施工区段，确保底模板10的受力均衡，避免底模板10因受力不均而产生变形或倾斜进而影响穹顶结构的成型质量。
更进一步的，提供两个泵车，利用两个泵车同步地对称浇筑两个施工区段中对应的一个。
在本实施例中，后一浇筑区域的初次浇筑位置与前一浇筑区域的末次浇筑位置相邻，以确保前后浇筑的两段施工区段有效地结合连为一体，从而使得相邻两个浇筑区域有效地连为一体。
进一步的，在前一浇筑区域初凝之前，浇筑下一浇筑区域，确保各个的浇筑区域有效地连为一体。较佳地，在下一层的施工层初凝之前，浇筑上一层的施工层，确保各个施工层有效地连为一体，从而确保穹顶结构的整体性。
在本实施例中，在完成底模板10的支设后，提供侧模板20，将侧模板20支设固定于底模板10远离墙体30的一侧。
参见图3和图20，进一步的，将若干个竖向钢筋网50由内向外依次相间隔且嵌套地立设于底模板10之上的步骤包括：
于底模板10之上绑扎形成下部钢筋网61。
将若干个竖向钢筋网50由内向外依次相间隔且嵌套地立设于下部钢筋网61之上。
于若干个竖向钢筋网50之上绑扎形成上部钢筋网62。
参见图20，更进一步的，提供绑丝，通过绑丝将竖向钢筋网50与下部钢筋网61、竖向钢筋网50与上部钢筋网62绑扎固定。
较佳地，以顺时针或者逆时针的方向浇筑每个浇筑区域。
在一种具体实施例中，在施工完成所有的浇筑区域的每个施工层的浇筑后之后，还包括如下步骤：
在底模板10之上于最内侧的浇筑区域内浇筑形成的内侧混凝土结构的内侧浇筑形成环梁，环梁的形状与开口11处的形状一致，环梁顶面的高度高于内侧混凝土结构顶面的高度。在环梁处安装封住开口11的玻璃采光顶。
结合图2至图19，在本实施例中，待浇筑的穹顶结构呈向上凸起的曲面状，以其中心点为轴对称，施工层分为3层：底部的施工层70、中部的施工层80以及顶部的施工层90，以过底模板10的中心的水平线和竖直线作为分割线将每个施工层划分为两对施工区段，所有的底部的施工层70包括：相互对称的底层第一施工区段71和底层第三施工区段73、相互对称的底层第二施工区段72和底层第四施工区段74、相互对称的底层第五施工区段75和底层第七施工区段77，以及相互对称的底层第六施工区段76和底层第八施工区段78等；所有的中部的施工层80包括：相互对称的中层第一施工区段81和中层第三施工区段83、相互对称的中层第二施工区段82和中层第四施工区段84、相互对称的中层第五施工区段85和中层第七施工区段87，以及相互对称的中层第六施工区段86和中层第八施工区段88等；所有的顶部的施工层90包括：相互对称的顶层第一施工区段91和顶层第三施工区段93、相互对称的顶层第二施工区段92和顶层第四施工区段94、相互对称的顶层第五施工区段95和顶层第七施工区段97，以及相互对称的顶层第六施工区段96和顶层第八施工区段98等。
先施工墙体30、于墙体30靠近顶端的位置施工墙体30和待浇筑的穹顶结构之间的连接结构40，于连接结构40处支设底模板10，沿着底模板10的开口11处设置侧模板20，于底模板10之上绑扎形成下部钢筋网61，于下部钢筋网61之上间隔地立设若干个竖向钢筋网50，于若干个竖向钢筋网50之上绑扎形成上部钢筋网62。
按照顺时针方向利用两个泵车依次逐对地浇筑底层第一施工区段71和底层第三施工区段73、底层第二施工区段72和底层第四施工区段74，在底层第二施工区段72和底层第四施工区段74的混凝土初凝之前，按照顺时针方向利用两个泵车依次逐对地浇筑底层第五施工区段75和底层第七施工区段77、底层第六施工区段76和底层第八施工区段78，直至将所有的浇筑区域的底部的施工层70的都浇筑完成。
在底部的施工层70的混凝土初凝之前，按照顺时针方向利用两个泵车依次逐对地浇筑中层第一施工区段81和中层第三施工区段83、中层第二施工区段82和中层第四施工区段84，在中层第二施工区段82和中层第四施工区段84的混凝土初凝之前，按照顺时针方向利用两个泵车依次逐对地浇筑中层第五施工区段85和中层第七施工区段87、中层第六施工区段86和中层第八施工区段88，直至将所有的浇筑区域的顶部的施工层90的都浇筑完成。
在中部的施工层80的混凝土初凝之前，按照顺时针方向利用两个泵车依次逐对地浇筑顶层第一施工区段91和顶层第三施工区段93、顶层第二施工区段92和顶层第四施工区段94，在顶层第二施工区段92和顶层第四施工区段94的混凝土初凝之前，按照顺时针方向利用两个泵车依次逐对地浇筑顶层第五施工区段95和顶层第七施工区段97、顶层第六施工区段96和顶层第八施工区段98，直至将所有的浇筑区域的顶部的施工层90的都浇筑完成。
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
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