多曲面穹顶的施工方法与流程

1.本技术涉及房屋建筑施工的技术领域，尤其多曲面穹顶的施工方法。


背景技术：

2.现浇混凝土穹顶屋面近年来在国内外都有较广泛的应用。然而对于譬如清真寺穹顶这类顶部是锥形曲面，下层是弧形曲面这样的多曲面穹顶造型施工，国内外多采用施工现场散拼胶合板的施工方法。该方法特点是工人施工难度大、成本高、工期长，并且质量难以保证。
3.相关技术中，此类结构的施工技术一般采用现场散拼胶合板的施工方法，一是施工成本高，胶合板锯割量大，材料浪费大，材料周转次数少；二是施工进度慢，现场散拼胶合板，工人劳动强度大，作业难度高，不便于施工；三是质量难于保证，现场放大样困难，模板拼缝不严实，混凝土外观成型质量差，按照传统的方法设置施工缝，容易出现结构渗漏现象；四是使用传统方法施工，安全难以保证，传统方法施工周期长，作业难度高，模板支撑体系所受集中荷载大。而如果采取定制不同曲度的定型模板施工，将面临成本极大提高的问题，而且曲面造型种类和规格越多，成本越高，并且由于定制周期的较长，会对施工周期造成影响。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术提供多曲面穹顶的施工方法，能够保证各个不同曲面的弧度精确性和线条流畅性，保证曲面厚度均匀一致。
5.本技术提供一种多曲面穹顶的施工方法，包括以下步骤：
6.(a)对待施工成型的穹顶进行模板放样；
7.(b)根据所述模板放样所得放样图配置用以拼成所述穹顶轮廓的模板，所述模板包括弧段内模次楞骨、锥段内模次楞骨、内模板、外模次楞骨和外模板；
8.(c)搭设多级施工平台；
9.(d)在所述多级施工平台上各安装弧段内模次楞骨、锥段内模次楞骨，以形成内模次楞骨骨架；
10.(e)在所述内模次楞骨骨架上安装内模板；
11.(f)对所述内模板和所述内模次楞骨骨架进行钢筋绑扎；
12.(g)针对已安装的所述安装弧段内模次楞骨、内模板，在所述多级平台上安装外模板，并对所述外模板加固形成模板体系；
13.(h)对所述模板体系进行浇筑混凝土，成型得到穹顶。
14.可选地，步骤(b)中，所述模板为梯形。
15.可选地，步骤(b)中，所述模板被配置有槽口。
16.可选地，步骤(b)中，所述模板的表面铺设塑料片或三夹板。
17.可选地，步骤(c)中，所述所述多级施工平台的第二级施工平台位于弧形段、锥形
段连接处，所述多级施工平台的第三层施工平台位于穹顶端部处。
18.可选地，步骤(f)中，所述钢筋绑扎采用双层钢筋网片，所述双层钢筋网片内设有马镫。
19.可选地，步骤(h)中，在外模板的表面开设观察孔。
20.以上提供的施工方法，首先模板实地放样，分级搭设施工平台，现场裁切制作，在分级施工平台上安装弧形曲面内模次楞骨，搭设锥段次楞骨，内模次楞上铺设胎膜，进行钢筋绑扎，再曲线段外模安装及内外模固定，进行内外支撑加固，最后进行混凝土浇筑。由此，使施工成本低廉、工人施工难度低、大大缩短工期、并且有效保证各个不同曲面的弧度精确性和线条流畅性，保证曲面厚度均匀一致。
附图说明
21.下面结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，将使本技术的技术方案及其它有益效果显而易见。
22.图1为本技术实施例提供的穹顶的次楞骨架轴测图。
23.图2为本技术实施例提供的穹顶的次楞骨架立面图示意图。
24.图3-1为本技术实施例提供的弧形模板块的制作正视图。
25.图3-2为本技术实施例提供的弧形模板块(单块)制作侧视图。
26.图4为本技术实施例提供的施工平台的结构示意图。
27.图5为本技术实施例提供的模板制作分区分块图。
28.图6为本技术实施例提供的模板安装截面图(局部)。
29.图7为本技术实施例提供的模板安装俯视图。
30.图8为本技术实施例提供的内外模板按照截面布置图。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并
且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
35.现在针对一个常见的应用场景中，来阐述本技术施工方法的操作过程。应当注意的是，此常见的实施方案不可作为理解本技术所声称所要解决技术问题的必要性特征认定的依据，其仅仅是示范而已。
36.该施工过程具体包括以下几个流程：
37.s1、参考图1，施工准备及模板实地放样。首先进行放样场地，材料，人员，工机具准备，以及相关放样尺寸准备。在屋面施工现场赵一块干净平整的混凝土版，在混凝土板上按照图纸画出圆心、半径和对应的圆弧，按照内、外圆弧的先后顺序放样。
38.s2、参考图2，搭设施工平台，沿着穹顶外侧搭设一圈脚手架，控制好施工平台的标高，并在平台中心投射好中心控制点。在弧形段余锥形段变换处、穹顶端部处用碗扣架搭设第二层及第三层施工平台，要求控制好施工平台的标高，并在每层平台上用全站仪设置穹顶中心控制点，用于整个穹顶模板施工过程的测量控制。要使第一至三级平台中心控制点均处于同一垂直线上。选用100*100mm木方作主楞，75*75mm作次楞，面铺2440*1220*18mm的木模作施工平台。碗扣架的每一搭设单元尺寸为60*1200mm，施工平台上要留置1000*1000mm的施工用孔洞，以供内部模板及支撑加固等所需。
39.s3、弧形曲面变径段模板现场裁切与制作：内外模次楞骨同样采用18mm厚胶合板制作(楞宽200mm)，找出半径及圆心，在胶合板上画出圆弧(同样应注意扣除或增加模板的厚度)，按所标记的曲线裁切成宽200mm的次楞骨；用18mm厚胶合板，沿模板长度方向裁切成约200mm宽模板条制作弧面内模；弧面外模系统同样用18mm厚胶合板制作成沿经度方向宽200mm的弧形次楞骨。外模制作先按穹顶中心沿经度方向间隔15度平均分布，将模板裁切成梯形状，如图3-1所示。根据模板的长度，在经度方向可分段拼接，沿纬度方向在梯形模板背面间距100mm，切宽5mm、深10mm的槽口，以便木模板弯曲成弧形，如图3-1中1及3-2所示。次楞骨按经度方向，底部沿圆环垂直布置，切槽后的分块木模板与次楞骨用铁钉钉牢形成半圆型分块模板(每一分块模板不少于三个次楞骨，次楞骨间距不大于400mm)。
40.s4、锥形曲面变径段模板的现场裁切与制作。经圆心的垂直截面均为直线，所以内模系统采用木方作为次楞骨，内模以18mm厚的木胶合板裁切成夹角为15度的梯形状木模块，并与已设置好的木次楞骨用铁钉连接即可，因该施工技术锥形段采用小塌落度混凝土浇筑，用短钢筋桩控制混凝土厚度及标高，故无需制作外模。
41.s5、安装裁切后的内模次楞骨(在一、二级平台间)。在第一级平台上画出次楞骨的圆形边线，将已放样加工而成的次楞骨沿圆周并垂直于圆周边线布置，次楞骨上端固定于曲面段与锥形段变化处的施工平台上，要求次楞骨上端的位置正确(确保其所对应的圆弧半径为曲面与锥形段处混凝土内半径减去模板厚度，且次楞骨对应的截面为经过穹顶中心线且垂直于纬线的截面)。次楞骨间均采用75*75mm短木方相连，确保次楞骨的整体性及强度，参见图4所示。
42.s6、参考图4。搭设锥形段次楞骨(在二、三级平台间)：锥形段用木方作次楞骨，木方下端固定在第二级施工平台上，上端固定在第三级施工平台上，同样要确保其位置的准
确性(即保证对应的圆弧半径为混凝土内半径减去模板厚度，对应的垂直截面颖经过穹顶中心线)。次楞骨间均采用75*75mm短木方相连，确保次楞骨的整体性及强度。
43.s7、请参考图5、6，内模次楞骨上铺设内模(胎模)：对曲线段，将裁切成型的木模板条在次楞骨上沿纬度方向铺设做胎模(木模板条用18mm厚的木胶合板制作，宽约200mm)，应注意木模板条应与次楞骨或连接次楞的短木方固定。对锥形段，直接将按照放样图裁切成的梯形状木模板按15度分块，铺贴于锥形段次楞骨上，木模与次楞骨或连接次楞骨间短木方固定。为确保混凝土成型后表面平滑及光洁度，为了使接触内模面的混凝土成型光滑，不易流入切槽口内而造成脱模困难、表面留有槽痕，因此，在内模弧度形成后，应在木模板表面铺一层塑料片或5mm厚三夹板，以消除模板拼接时所形成的缝隙，使内模接触混凝土面平滑且易脱模，使成形后的混凝土表面观感光滑。(外模接触混凝土面由于没有槽口，所以不必贴膜)。
44.s8、参考图6、7，钢筋绑扎。将钢筋绑扎成型，在双层钢筋网片间设置马镫，将两层网片分开并处于正确的位置上，以满足施工要求。同时，在钢筋上绑扎短钢筋头，用以定型内外模板间距及混凝土厚度，满足穹顶各曲面厚度均匀一致，并达到设计规定的要求。短钢筋头长度为混凝土壁厚，设置间距为1m，钢筋头直径不小于12mm。
45.s9、参考图4、图8，弧形及锥形曲线段外模安装及内外模固定.外模用通过放样拼装而成的弧形模板块按模板放样图进行拼装。完成后用100*100mm木方主楞，以短钢筋头控制混凝土厚度，用对拉螺杆对内外模板进行加固。同时，在外模上应预留500*500mm的孔洞用于混凝土浇筑及观察使用，孔洞留着四个，设置在曲面中部，对称布置。锥形曲线段不设外模，使用小塌落度混凝土直接浇筑成型，参见图8所示。
46.s10、参考图7、8，内外模板体系加固。用木方作斜向支撑，固定于操作平台及脚手架上，内外模板的主楞用对拉丝杆来固定，确保模板体系坚固可靠，内外模位置正确，不产生任何变形或移位，并满足施工要求。
47.s11、混凝土浇筑。对曲线段，混凝土浇筑用吊车配以料斗进行，混凝土塌落度应控制在60～80mm，既要保证一定的流动性，又要保证利于预留振捣及观察的施工孔洞的收浆成型，浇筑应沿圆环方向，从下往上进行，不得留有接缝，振捣密实，表面收浆压实。对锥形段，不用设置外模，直接采用低塌落度混凝土浇筑(塌落度宜控制住30mm左右)，混凝土厚度用短钢筋控制，浇筑时从下往上进行，不得留有接缝，振捣密实后进行表面收浆压实。
48.值得注意的是，本技术对相关技术产生了以下智慧贡献：
49.1、通过对弧形曲面的内、外模板的设计和锥形曲面内模板体系的设计，完成对整体穹顶屋面多曲面造型的模板施工。
50.2、按照不同曲面所在位置设置分级施工平台，每层平台上用全站仪设置穹顶中心控制点，用于整个穹顶模板施工过程的测量控制，从而更为方便、快捷、精确地完成各曲面的模板施工。
51.3、通过采用将模板裁切成梯形状，根据模板的长度，在经度方向可分段拼接，沿纬度方向在梯形模板背面间距一定距离切割槽口，以便木模板按照弧形木夹板次楞的弧度弯曲成弧形，在保证模板的强度和刚度的同时，避免了传统施工中每片模板之间的三角空隙在半球现场用旧板锯割拼缝，工序繁琐，极容易拼缝不严实造成漏浆的问题。
52.4、通过在曲面内模板木模板表面铺一层塑料片或5mm厚三夹板，以消除模板拼接
时所形成的缝隙，使成形后的混凝土表面观感光滑。
53.5、通过在双层钢筋网片中设置马镫，将两层网片分开并处于正确的位置上，并提供支撑；通过在钢筋上绑扎短钢筋头，用以定型内外模板间距及混凝土厚度，满足穹顶各曲面厚度均匀一致，并达到设计规定的要求。
54.6、通过对弧形段曲面(坡度较陡)成型采取内、外模浇筑混凝土，而对锥形段曲面(坡度较缓)成型采取不设置外模的低塌落度混凝土浇筑，避免了全部设置内、外模施工造成的成本提高，或者全部采用不设置外模板施工造成的混凝土容易向低处流淌、不易成型或成型质量差的问题。
55.7、通过在外模曲面中部对称布置的四个观察孔洞，对混凝土浇筑过程进行实时监控，保证浇筑密实。
56.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。