异形曲面混凝土浇筑及预应力张拉控制方法与流程

本发明涉及一种异形曲面混凝土浇筑及预应力张拉控制方法。

背景技术：

1、随着社会发展，除了较为规整的混凝土结构，各种非常规的混凝土曲面壳体结构在各类大型公共建筑的设计中不断涌现。对于非常规的混凝土曲面壳体结构，其建造施工技术尚不成熟，异形曲面厚度控制精度较低。

2、此外，为解决异形曲面混凝土的应力分布不均和局部应力较大问题，常配合采用预应力技术将混凝土的不利拉应力控制在较低的水平。目前，大多数情况下只可根据实际项目情况进行探索，建造施工难度大。在项目实施过程中存在大量问题，导致进度缓慢，且存在一定的施工风险。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种异形曲面混凝土浇筑及预应力张拉控制方法。

2、为解决上述问题，本发明提供一种异形曲面混凝土浇筑及预应力张拉控制方法，包括：

3、通过计算机制图技术将异形曲面混凝土壳体所在空间对应的顶面和底面高程信息导出，基于异形曲面混凝土壳体所在空间对应的顶面和底面高程信息，计算出异形曲面混凝土壳体下的支撑体系的高程信息；

4、基于支撑体系的高程信息，在待浇筑的异形曲面混凝土壳体下搭设支撑体系，在支撑体系下设置压力传感器；

5、在搭设好支撑体系之后，对压力传感器数值清零，在支撑体系的上部连接待浇筑的异形曲面混凝土壳体的模板，并绑扎待浇筑的异形曲面混凝土壳体内的钢筋；

6、在清理完异形曲面混凝土壳体的模板的上表面，准备浇筑混凝土之前，记录压力传感器读数；分层缓慢浇筑异形曲面混凝土壳体的混凝土，各层混凝土之间浇筑时间间隔小于混凝土初凝的时间；

7、在混凝土浇筑时，根据压力传感器的数值对整个支撑体系安全控制和混凝土浇筑厚度控制进行双重控制；

8、当整个支撑体系安全控制和混凝土浇筑厚度控制的任意一项实际数值与理论值不一致时，及时进行排查浇筑的混凝土厚度或支撑立杆；

9、在浇筑好的异形曲面混凝土壳体的混凝土硬化之后，进行异形曲面混凝土壳体的结构预应力张拉施工操作，通过压力传感器控制因预应力张拉施工操作所导致的支撑立杆的轴力变化在预设范围内。

10、进一步的，在上述方法中，基于支撑体系的高程信息，在待浇筑的异形曲面混凝土壳体下连接支撑体系，在支撑体系下设置压力传感器，包括：

11、设置支撑体系，包括：竖向立杆和连接于竖向立杆顶部的万向u型扣件，万向u型扣件设置于待浇筑的异形曲面混凝土壳体下；

12、在支撑体系的上部连接待浇筑的异形曲面混凝土壳体的模板，包括：

13、将待浇筑的异形曲面混凝土壳体的模板下部的横向钢管搁置于万向u型扣件的u型槽内；

14、在搭设好支撑体系之后，对压力传感器数值清零，在支撑体系的上部连接待浇筑的异形曲面混凝土壳体的模板，包括：

15、在搭设好支撑体系之后，对压力传感器数值清零，对竖向立杆顶部的安装万向u型扣件的高度进行核准后，铺设待浇筑的异形曲面混凝土壳体的模板。

16、进一步的，在上述方法中，在支撑体系下设置压力传感器，包括：

17、将单个压力传感器设置于单个支撑立杆的压力；

18、或者将多个压力传感器编排成组，将成组的压力传感器设置于多个支撑立杆下。

19、进一步的，在上述方法中，在支撑体系下设置压力传感器，包括：

20、在支撑立杆的下部设置水平垫板；

21、在水平垫板下设置橡胶垫层；

22、在橡胶垫层的下部设置压力传感器；

23、在压力传感器和楼面板之间设置细沙垫层。

24、进一步的，在上述方法中，在混凝土浇筑时，根据压力传感器的数值对整个支撑体系安全控制和混凝土浇筑厚度控制进行双重控制，包括：

25、整个支撑体系安全控制参考压力传感器的压力数值，而混凝土浇筑厚度的控制则参考压力传感器的增量数值。

26、进一步的，在上述方法中，整个支撑体系安全控制参考压力传感器的压力数值，包括：

27、对于整个支撑体系的安全控制水平控制，满足下式要求：

28、(1-p1)ftn＜fr1n＜(1+p1)ftn，

29、式中，ftn为第n个压力传感器或压力传感器组的理论值，fr1n为浇筑混凝土后第n个压力传感器或压力传感器组的实测压力数值，p1为压力传感器或压力传感器组的实测压力数值与理论值的偏差控制第一百分率。

30、进一步的，在上述方法中，压力传感器的理论值按下式进行计算：

31、

32、式中，ftn为第n个压力传感器或压力传感器组的理论压力数值，m为压力传感器或压力传感器组对应的支撑立杆的数量，ρ为现场浇筑的混凝土实测湿密度，g为当地的重力加速度，ti为第i个支撑立杆上部应浇筑的混凝土厚度，ai为第i个支撑立杆在平面投影横向两侧支撑之间的中心距，bi为第i个支撑立杆在平面投影纵向两侧支撑之间的中心距，fn0为在浇筑混凝土之前第n个压力传感器的读数。

33、进一步的，在上述方法中，混凝土浇筑厚度的控制则参考压力传感器的增量数值，包括：

34、对于混凝土浇筑厚度控制，满足下式的要求：

35、max{(1-p2)(ftn-fn0),δfl}＜fr1n-fn0＜min{(1+p2)(ftn-fn0),δfu}，

36、式中，p2为压力传感器或压力传感器组的增量数值与理论值的偏差控制第二百分率，高于p1，δfl为最大下偏差值，δfu为最大上偏差值。

37、进一步的，在上述方法中，当整个支撑体系安全控制和混凝土浇筑厚度控制的任意一项实际数值与理论值不一致时，及时进行排查浇筑的混凝土厚度或支撑立杆，包括：

38、若实测压力数值或增量数值大于理论值，则排查是否浇筑的混凝土过厚，或邻近区域是否出现了模板鼓胀变形，或邻近区域的支撑立杆是否出现了压弯或者垮塌的其他原因；

39、若实测压力数值或增量数值小于理论值，则排查是否有浇筑的混凝土过薄，或邻近区域的模板是否出现了倾斜而压住了其他模板的原因。

40、进一步的，在上述方法中，通过压力传感器控制因预应力张拉施工操作所导致的支撑立杆的轴力变化在预设范围内，包括：

41、在进行异形曲面混凝土壳体的结构预应力张拉施工操作时，通过松紧竖向立杆上部的万向u型扣件与横向钢管的连接，令支撑体系在张拉预应力过程中的作用力变化幅控制在指定范围内，即满足下式：

42、(1-p3)fn1＜fpn＜(1+p3)fn1，

43、式中，fpn为第n个压力传感器或压力传感器组在结构张拉预应力过程中测得的压力数值，fn1为第n个压力传感器或压力传感器组在结构张拉预应力前测得的压力数值，p3为预应力张拉过程中支撑作用力控制第一百分率；

44、在完成张拉预应力张拉施工后，对异形曲面混凝土壳的支撑轴力进行微调，将支撑体系的作用力变化幅控制在更严格的范围内，即满足下式：

45、(1-p4)fn1＜fpen＜(1+p4)fn1，

46、式中，fpen为第n个压力传感器或压力传感器组在结构张拉预应力之后测得的压力数值，p4为预应力张拉过程中支撑作用力控制第二百分率。

47、与现有技术相比，本发明基于支撑体系的高程信息，在待浇筑的异形曲面混凝土壳体下搭设支撑体系，在支撑体系下设置压力传感器；在搭设好支撑体系之后，对压力传感器数值清零，在支撑体系的上部连接待浇筑的异形曲面混凝土壳体的模板，并绑扎待浇筑的异形曲面混凝土壳体内的钢筋；在清理完异形曲面混凝土壳体的模板的上表面，准备浇筑混凝土之前，记录压力传感器读数；分层缓慢浇筑异形曲面混凝土壳体的混凝土，各层混凝土之间浇筑时间间隔小于混凝土初凝的时间；在混凝土浇筑时，根据压力传感器的数值对整个支撑体系安全控制和混凝土浇筑厚度控制进行双重控制；当整个支撑体系安全控制和混凝土浇筑厚度控制的任意一项实际数值与理论值不一致时，及时进行排查浇筑的混凝土厚度或支撑立杆；在浇筑好的异形曲面混凝土壳体的混凝土硬化之后，进行异形曲面混凝土壳体的结构预应力张拉施工操作，通过压力传感器控制因预应力张拉施工操作所导致的支撑立杆的轴力变化在预设范围内。本发明提出了一种可行的成熟的预应力异形曲面混凝土浇筑及张拉控制技术，可适用于不同混凝土曲面壳体结构的通用建造，降低施工难度，提高施工效率和施工安全性，同时加强建造过程中对项目的风险控制。