一种圆顶薄壳建筑物的建造方法与流程

本发明属于建筑技术领域，涉及一种圆顶薄壳建筑物，具体是一种圆顶薄壳建筑物的建造方法。

背景技术：

钢筋混凝土圆顶薄壳建筑物，由球壳面和支座环构成，由于施工建造费用昂贵而受到限制。

为了降低昂贵的费用，现有技术采用局部施工法，填土建筑法，硬质模板和气压模板法。

硬质模板法，采用球壳内满架，支撑顶部弧形钢木模板，外部脚手架上人工涂抹混凝土在模板上，存在着工期长，成本高的缺陷。

气压模板法，气膜和部分设备比较昂贵，建造步骤仍旧比较复杂。气膜工厂预制，一种气膜只能运用一种曲率和形状的房型；需要设置众多定位点，短钢筋人工接连布筋，工作量大；气膜铺设固定很麻烦，布设的钢筋容易扎破气膜；从施工到完工需要一直充气，气压难以控制，耗费能源；在密闭的空间作业，喷涂聚氨脂、水泥需佩戴防毒面具和劳保设施，条件恶劣；大部分喷注需要仰喷，喷射反弹浪费严重；喷涂厚度不易控制，混凝土容易脱离塌陷；气模受外界气压、温度和风力影响，气膜容易位移，造成混凝土塌陷和裂缝等质量问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种圆顶薄壳建筑物的建造方法，能够较好地解决现有技术存在的机械化程度不高，施工连续性差，模板等设施不能通用，喷注过程不易控制，施工作业条件差，效率低的技术问题。

本发明所采取的技术方案是：一种圆顶薄壳建筑物的建造方法，包括支座环和球壳面的施工方法，其中：

支座环施工方法，在拟施工地面浇筑混凝土桩基础，在混凝土桩基础上设置中心轴立柱，在中心轴立柱的顶部设置上下二个固定位置的旋转轴套，在中心轴立柱的中下部设置二个以上可调上下位置的旋转轴套，在最下部的旋转轴套上连接一支水平施工杆，在水平施工杆的伸出端连接混凝土浇注工件，水平施工杆用加强系杆与上方的旋转轴套加固连接，浇注工件在环形钢筋骨架上环绕浇柱，建成支座环基础，环形钢筋骨架预露出与球壳面经线钢筋搭接的钢筋头。

球壳面施工方法，球状钢筋笼的制作，与中心轴立柱顶部的上、下固定旋转轴套分别连接外置弦弧形导轨梁和内置弦弧形导轨梁，两副导轨梁的下部分别设置在平板车上，导轨梁的导轨上设置有滑块，通过步进电机控制上下移动，在外置弦形形导轨梁的滑块上设有横向导轨，横向导轨上的浇柱工件通过步进电机控制左右移动，内置弦弧形导轨梁的弧面约束经线钢筋的弧度和位置，设在该导轨滑块上的调筋器对经线钢筋进行曲率和位置的调筋，外置弦弧形导轨梁上的滑块进行纬线钢筋的输送，并同经线钢筋形成交叉，用扎丝进行交叉点固定，通过内外两个弦弧形导轨梁向同一方向旋转和滑块的运动施工配合，制成球状钢筋笼；球壳模板的制作，球壳模板骨架通过调节件形成与钢筋笼内圆相同曲率的弧面，面板用弹性板敷设在骨架弧面上，球壳模板骨架通过支撑架连接在中心轴立柱中下部的一个旋转轴套上，构成可调曲率弧面的移动球壳模板；球壳的混凝土绕注，设置在外置弦弧形导轨梁横向导轨滑块上的混凝土喷注工件，上下移动或左右移动，将混凝土俯视地喷注到球壳模板上，当浇注完前副球壳模板后，外置弦弧形导轨梁在平板车的驱动下，带动混凝土浇注工件移动，浇注后副球壳模板，直至与最后副球壳模板接触，浇注完球壳；球壳面修饰，调换浇注工件的作业头，向支座环、球壳面修饰涂料；拆卸下施工过程所用设施，即完成圆顶薄壳建筑物的建造。

在上述支座环和球壳面的施工方法中，

还在所述中心轴立柱的柱体上设置有高度调节件，以适应不同高度的球壳；

还在所述水平施工杆的杆体上设置长度调节件，以适应不同曲率半径的支座环。

还在所述外置弦弧形导轨梁的弹性的导轨的中部设置有经向弧度调节件，以适应球壳模板外面的弧长弧度。

还在所述内置弦弧形导轨梁的弹性的导轨的中部设置有经向弧度调节件，以适应球壳模板内面的弧长弧度。

还在所述球状钢筋笼内部加挂一层防护网，以避免混凝土浇注中脱落和塌陷。

所述球壳模板，采用至少一组包括赤道带球壳模板块、温带球壳模板块和极带球壳模板块，以适应球壳模板在经线方向上的相应位置。

所述每组球壳模板，相继脱模后，内置弦弧形导轨梁在平板车的驱动下，在球状钢筋笼内部，带动球壳模板围绕中心轴立柱，轮番转动移位，外置弦弧形导轨梁在平板车的驱动下，在球状钢筋笼外部，带动浇注工件围绕中心轴立柱跟进移位。

本发明采用上述技术方案和措施，所提出的这种圆顶薄壳建筑物的建造方法，与现有技术相比，具有以下主要优点和显著效果：

1、由于设置中心轴立柱，旋转施工，使支座环基础曲率半径和球壳顶曲率更规整，施工过程容易电脑掌控。

2、由于设立中心轴立柱，其余设施围绕中心轴旋转施工，提高了机械化程度和施工连续性。

3、由于施工用设施通用性提高，能适用于任一跨度和曲率的圆顶薄壳建筑物，特别是球壳模板采用可调曲率弧面的移动球壳模板，极大降低了昂贵费用。

4、由于混凝土喷注工件能够上下或左右移动，喷涂过程改仰喷为俯喷，减少了回弹浪费，提高了喷涂效果，改善了作业条件。

5、由于建造用施工构件通用，结构简单，减少了施工人员，操作简便，成本降低，提高了施工效率和质量。

附图说明

图1表示本发明中心轴立柱结构和与支座环基础装配示意图；

图2表示本发明外置弦弧形导轨梁和内置弦弧形导轨梁装配示意图；

图3表示本发明外置弦弧形导轨梁结构示意图；

图4表示本发明外置弦弧形导轨梁的滑块结构示意图；

图5表示本发明内置弦弧形导轨梁结构示意图；

图6表示本发明球状钢筋笼布设示意图；

图7表示本发明球壳模板安装在中心轴立柱上的示意图；

图8表示模板组、喷注工件、外置弦弧形导轨梁配合关系及运动示意图；

图9表示圆顶薄壳建筑物产品示意图。

具体实施方式

结合附图和实施例，进一步说明本发明的施工方法和施工设备的构成。

本发明一种圆顶薄壳建筑物的建造方法的实施例1，参见图1，图2，图3，图4，图5，图6，图7，图8，图9，包括支座环和球壳面的施工方法，其中：

支座环施工方法，在拟施工地面浇筑混凝土桩基础，参见图1，在混凝土桩基础上设置中心轴立柱1，底座1.3，在中心轴立柱的顶部设置上下二个固定位置的旋转轴套1.11，1.12，在中心轴立柱的中下部设置二个以上可调上下位置的旋转轴套1.22，1.21，在最下部的旋转轴套1.21上连接一支水平施工杆2，在水平施工杆的伸出端连接混凝土浇注工件喷头3，水平施工杆用加强系杆2.1与上方的旋转轴套1.22加固连接，浇注工件在环形钢筋骨架上环绕浇柱，建成支座环基础4，环形钢筋骨架预露出与球壳面经线钢筋搭接的钢筋头；

球壳面施工方法，球状钢筋笼的制作参见图2，图3，图4，图5，图6，与中心轴立柱顶部的上、下固定旋转轴套1.11，1.12，分别连接外置弦弧形导轨梁6和内置弦弧形导轨梁5，两副导轨梁的下部分别设置在平板车6.7，5.6上，导轨梁的导轨6.1，5.1上设置有滑块6.5，5.4，通过步进电机6.6，5.5控制上下移动，在外置弦形形导轨梁6的滑块6.5上通过滑槽6.51，、滑轨6.53、导轨6.52，横向导轨上的浇柱工件6.8通过步进电机6.54控制左右移动，内置弦弧形导轨梁5的弧面约束经线钢筋的弧度和位置，设在该导轨滑块5.4上的调筋器（图中未示）对经线钢筋7.1进行曲率和位置的调筋，外置弦弧形导轨梁上的滑块6.5进行纬线钢筋7.2的输送，并同经线钢筋形成交叉，用扎丝进行交叉点固定，通过内外两个弦弧形导轨梁向同一方向旋转和滑块的运动施工配合，制成球状钢筋笼7；球壳模板的制作，参见图7，图8，球壳模板块8.0，骨架8.1通过调节件8.3形成与钢筋笼内圆相同曲率的弧面，面板8.2用弹性板敷设在骨架弧面上，球壳模板块骨架8.1通过支撑架8.4连接在中心轴立柱中部的一个旋转轴套1.22上，构成可调曲率弧面的移动球壳模板8.0；球壳的混凝土绕注，设置在外置弦弧形导轨梁横向导轨滑块6.5上的混凝土喷注工件喷头6.8，上下移动或左右移动，将混凝土俯视地喷注到球壳模板上，当浇注完前副球壳模板后，外置弦弧形导轨梁在平板车6.7的驱动下，带动混凝土浇注工件移动，浇注后副球壳模板，直至与最后副球壳模板接触，浇注完球壳9；球壳面修饰，参见图9，调换外置弦弧形导轨梁6上的浇注工件的作业头，向支座环和球壳面9修饰涂料；拆卸下施工过程所用设备（器具）即完成圆顶薄壳建筑物的建造。

本发明一种圆顶薄壳建筑物的建造方法的实施2，在实施例1的施工方法中，还在所述中心轴立柱1的柱体上设置有高度调节件，（图中未示）以适应不同高度的球壳。

本发明一种圆顶薄壳建筑物的建造方法的实施3，在实施例1的施工方法中，还在所述水平施工杆2的杆体上设置长度调节件，（图中未示）以适应不同曲率半径的支座环。

本发明一种圆顶薄壳建筑物的建造方法的实施4，在实施例1的施工方法中，还在所述外置弦弧形导轨梁的弹性导轨6.1的中部设置有经向弧度调节件6.3。

本发明一种圆顶薄壳建筑物的建造方法的实施5，在实施例1的施工方法中，还在所述内置弦弧形导轨梁的弹性导轨5.1的中部设置有经向弧度调节件5.3。

本发明一种圆顶薄壳建筑物的建造方法的实施6，在实施例1的施工方法中，还在所述球状钢筋笼7内部加挂一层防护网，（图中未示）以避免混凝土浇注中脱落和塌陷。

本发明一种圆顶薄壳建筑物的建造方法的实施7，在实施例1的施工方法中，所述球壳模板，参见图8，采用至少一组包括赤道带球壳模板块8.01、温带球壳模板块8.02和极带球壳模板块8.03，以适应球壳模板在经线方向上的相应位置。

本发明一种圆顶薄壳建筑物的建造方法的实施8，在实施例1的施工方法中，所述每组球壳模板，相继脱模后，在球状钢筋笼7内部，内置弦弧形导轨梁5在平板车5.6的驱动下，带动球壳模板围绕中心轴立柱，轮番转动移位，外置弦弧形导轨梁6在球状钢筋笼7的外部，在平板车6.7的驱动下，带动浇注工件喷头6.8围绕中心轴立柱跟进移位。