一种大直径混凝土筒仓仓顶锥壳结构的施工方法与流程

本发明属于建筑结构工程技术领域，具体涉及一种大直径混凝土筒仓仓顶锥壳结构的施工方法。

背景技术：

随着我国工业的快速发展和对环境保护要求的提高，大直径混凝土筒仓得到大量应用。目前筒仓的仓壁施工已普遍采用了滑模技术，该技术施工周期短，施工效果好，受到了市场的广泛欢迎，但是筒仓的仓顶锥壳施工一直存在诸多技术难题，仓顶锥壳施工的主要方法有如下几种：

1、满堂架支模体系：采用在筒仓内从底部到顶部满堂搭建脚手架的方式搭建仓顶的施工平台，耗费大量人力物力，造成施工成本居高不下。

2、钢桁架结构与中心井架组合型体系：在施工中增加中心井架的建筑构造，以中心井架为支撑柱，并在中心井架顶端搭建钢桁架结构作为仓顶施工的平台，在锥壳施工建成后需要进行拆除，施工成本也较高。

3、钢桁架支撑体系：该体系采用在地面预制的方式，钢桁架支撑结构的锥壳空间网架结构整体形如伞盖，中间为上圈梁结构，上圈梁的下方吊挂有套架，钢桁架支撑结构周圈与套架下端有钢筋拉锁进行连接，钢筋拉锁上铺设防护网，并以该钢桁架支撑结构整体为施工平台进行仓顶锥壳的浇筑，建造完成后，需要将该钢桁架支撑结构拆除，而筒仓施工后并无专门预留的施工构件出口，因此只能在筒仓内将其拆解后，从仓顶的开孔中由大型吊机取出，施工成本高，施工周期较长，且施工时需要多加防护避免取出施工构件时撞击损坏新浇筑的仓顶。

可见，现有的仓顶锥壳施工的方式存在众多弊端，这些弊端正是限制筒仓施工进度及成本的主要因素。因此，寻求一种节约成本、施工简便的筒仓仓顶锥壳结构的施工方法迫在眉睫。

技术实现要素：

本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种大直径混凝土筒仓仓顶锥壳结构的施工方法。利用本发明方法有效避免了施工平台、脚手架和模板的搭建、拆卸等施工操作，所需建筑构件较少且多为预制构件，有助于缩短工期、节约施工成本。同时利用锥壳中环向钢筋制作环向钢筋桁架楼承板和钢桁架斜立柱、锥壳空间网架结构钢桁架上环梁可部分替代锥壳中纵向受力钢筋，浇筑完混凝土后，形成钢筋混凝土锥壳结构中的劲性钢骨混凝土梁，在锥壳结构的含钢量基本不变的情况下，增加了结构的安全度。

本发明采用的具体技术方案是：

一种大直径混凝土筒仓仓顶锥壳结构的施工方法，该施工方法是在筒仓施工时在下环梁预先埋设的立柱预埋件的基础上进行，仓顶锥壳结构的施工方法包括下述步骤：

a、预制：

制作钢桁架斜立柱、钢桁架上环梁、钢筋桁架楼承板，备用；

b、安装钢桁架斜立柱：

在筒仓施工时，下环梁中埋设一组立柱预埋件，等待下环梁的混凝土强度达到工程施工要求后，在立柱预埋件上安装钢桁架斜立柱；

c、组装伞状龙骨结构：

吊装预制的钢桁架上环梁，将钢桁架上环梁与钢桁架斜立柱的上端固定从而形成伞状龙骨结构；

d、组装锥壳空间网架结构：

吊装并铺设钢筋桁架楼承板，钢筋桁架楼承板与钢桁架斜立柱固定连接形成锥壳骨架，然后在锥壳骨架上铺设纵向钢筋和环向钢筋从而形成锥壳空间网架结构；

e、在锥壳空间网架结构上浇筑混凝土，形成筒仓仓顶锥壳结构。

所述步骤b中，筒仓施工过程中，在仓壁内侧埋设临时预埋件，钢桁架斜立柱安装时，在临时预埋件上安装临时支撑柱，临时支撑柱两端分别与临时预埋件和钢桁架斜立柱固连，钢桁架斜立柱、临时支撑柱、仓壁形成三角支撑结构。

所述步骤b中，钢桁架斜立柱至少为3根，所述步骤c中，伞状龙骨结构形成后，根据工程施工要求的钢桁架斜立柱的数量，吊装剩余的钢桁架斜立柱。

所述步骤d中，所有钢筋桁架楼承板与钢桁架斜立柱安装后形成多层的环向支撑结构，下环梁对最下层的环向支撑结构进行支撑，下层的环向支撑结构对上层的环向支撑结构进行支撑。

本发明的有益效果是：

本发明施工方法采用钢筋桁架楼承板下部的压型钢板作为锥壳混凝土的永久模板，由钢桁架斜立柱、钢桁架上环梁、钢筋桁架楼承板、纵向钢筋、环向钢筋形成空间网架结构，作为筒仓锥壳模板支撑体系，承担锥壳的施工荷载。克服了前述现有技术中施工前需要搭设施工平台的问题，因此也不存在后期对施工平台进行大面积拆除的问题，从而极大的缩短了施工周期，缩减了施工平台所带来的成本，值得大范围推广应用。

附图说明

图1为本发明的伞状龙骨结构示意图；

图2为具体实施例2的俯视图；

图3为具体实施例3的示意图；

附图中，1、钢桁架斜立柱，2、钢桁架上环梁，3、钢筋桁架楼承板，4、环向支撑结构，5、下环梁，6、立柱预埋件，7、临时预埋件，8、仓壁，9、临时支撑柱。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明：

具体实施例1，本发明为一种大直径混凝土筒仓仓顶锥壳结构的施工方法，该施工方法是在筒仓施工时在下环梁5预先埋设的立柱预埋件6的基础上进行，仓顶锥壳结构的施工方法包括下述步骤：

a、预制：

制作钢桁架斜立柱1、钢桁架上环梁2、钢筋桁架楼承板3，备用；

b、安装钢桁架斜立柱1：

在筒仓施工时，下环梁5中埋设一组立柱预埋件6，等待下环梁5的混凝土强度达到工程施工要求后，在立柱预埋件6上安装钢桁架斜立柱1；

c、组装伞状龙骨结构：

吊装预制的钢桁架上环梁2，将钢桁架上环梁2与钢桁架斜立柱1的上端固定从而形成伞状龙骨结构；

d、组装锥壳空间网架结构：

吊装并铺设钢筋桁架楼承板3，钢筋桁架楼承板3与钢桁架斜立柱1固定连接形成锥壳骨架，然后在锥壳骨架上铺设纵向钢筋和环向钢筋从而形成锥壳空间网架结构；

e、在锥壳空间网架结构上浇筑混凝土，形成筒仓仓顶锥壳结构。

本发明中采用了工厂预制的方式，搭建过程中首先完成如图1所示的伞状龙骨结构的组装，后续施工不仅可以以该伞状龙骨结构为施工平台，而且伞状龙骨结构也是钢筋混凝土筒仓仓顶锥壳的支撑系统，因此不涉及施工完毕后的拆除问题，因此不存在现有技术中搭建施工平台，施工后期再进行拆除的问题，在施工成本及施工工期、施工难度上均有缩减，有利于推广应用。

具体实施例2，如图2所示，所述步骤b，筒仓施工过程中，在仓壁8内侧埋设临时预埋件7，临时预埋件7为预留的钢筋头或螺栓板，钢桁架斜立柱1安装时，在临时预埋件7上安装临时支撑柱9，临时支撑柱两端分别与临时预埋件7和钢桁架斜立柱1固连，钢桁架斜立柱1、临时支撑柱9、仓壁8形成三角支撑结构。

所述步骤b中，所述步骤b中，钢桁架斜立柱1至少为3根，所述步骤c中，伞状龙骨结构形成后，根据工程施工要求的钢桁架斜立柱1的数量，吊装剩余的钢桁架斜立柱1；

本实施例是对伞状龙骨结构的进一步改进，实际施工时，在伞状龙骨结构完成之前，并无施工平台，因此施工难度较大，为了克服该问题，首先以筒仓侧壁顶端为平台，在下环梁5上等间距地吊装至少三根钢桁架斜立柱1，并同时吊装临时支撑柱9对上述钢桁架斜立柱1进行支撑，使得钢桁架斜立柱1、临时支撑柱9、仓壁8形成三角支撑结构，此步骤后，吊装已经预制好的钢桁架上环梁3，将钢桁架斜立柱1与钢桁架上环梁3固定，此时形成的伞状龙骨结构为骨架较为稀疏的结构，在此伞状龙骨结构为施工平台，吊装剩余的钢桁架斜立柱1(图2中虚线表示的钢桁架斜立柱1，该钢桁架斜立柱1不需配备临时支撑柱9，借助现有伞状龙骨完成自支撑)，形成完整的伞状龙骨结构，此时拆除临时支撑柱9并将其从筒仓顶部的伞状龙骨结构的缝隙中吊离，省去后续拆除的弊端，所述的立柱预埋件6、临时预埋件7为预留的钢筋端头、螺栓底座，以便于后期连接操作。

由于伞状龙骨结构已经形成并稳定自支撑，因此在吊装剩余的钢桁架斜立柱1之前将临时支撑柱9拆除并吊离，此时伞状龙骨结构空隙较大，便于吊车进行施工，降低了施工难度，避免可能出现的吊装过程导致的磕碰损坏出现。

具体实施例3，如图3所示，所述步骤d中，钢筋桁架楼承板3呈扇形结构，为其下侧焊接底板的桁架结构体，所述步骤d中，所有钢筋桁架楼承板3与钢桁架斜立柱1安装后形成多层的环向支撑结构4，下环梁5对最下层的环向支撑结构4进行支撑，下层的环向支撑结构4对上层的环向支撑结构4进行支撑。使得环向支撑结构4借助钢桁架斜立柱1形成不需要外加支撑设施的自支撑体系，当多层环向支撑结构4叠压后，相互环向支撑结构4之间的缝隙相互搭接咬合，形成密封，根据施工要求可选焊接或封堵填缝剂。并且随着施工层数的增加，给操作人员的施工空间逐渐扩大，有助于降低高空作业风险，加快施工进度。

具体实施例4，所述步骤d中，锥壳空间桁架结构组装完成后，沿锥壳空间桁架结构的架体上表面铺设沿纵向的纵向钢筋和沿环向的环向钢筋，绑扎或者焊接固定后形成网格状结构，纵向钢筋、环向钢筋再与钢筋桁架楼承板3、伞状龙骨结构固定形成锥壳空间网架结构，该结构能够自成支撑，具有较好的承载能力。纵向钢筋和环向钢筋形成的网格状结构在混凝土浇筑后，作为锥壳的上表面轮廓，保证强度的同时，提高了整体仓顶锥壳的美观程度，所述的钢桁架斜立柱1、锥壳钢桁架上环梁2，部分替代传统施工中锥壳中骨架梁和上环梁中的纵向受力钢筋，所述的钢筋桁架楼承板3采用传统的混凝土锥壳中的受力钢筋加工而成，部分替代混凝土锥壳中的环向受力钢筋，在与钢桁架斜立柱1固定后，形成了锥壳空间桁架结构体系，因此与现有的脚手架支撑模板进行浇筑的方式相比含钢量几乎不变。

浇筑混凝土后，空间网架结构体系形成钢筋混凝土锥壳结构中的劲性钢骨混凝土构件，在锥壳结构的含钢量基本不变的情况下，又增加了结构的安全度。本发明由钢桁架斜立柱1、锥壳钢桁架上环梁2、钢筋桁架楼承板3、纵向钢筋、环向钢筋形成锥壳空间网架结构，作为筒仓锥壳模板支撑体系，承担锥壳的施工荷载，摆脱了其他外设的施工构件或施工平台，降低整体施工成本，缩短工期。