混凝土平顶拱形屋面施工方法

2019-06-28 09:13 阅读 38 次 评论 0 条

拱形屋面在公共建筑中有较多的使用,但钢筋混凝土结构拱形屋面较少,因在其施工过程中,从定位放线、模板支设、钢筋绑扎到混凝土浇筑等各施工工序均有较大施工难度。东方文化广场工程6#商业楼屋顶为平顶拱形屋面,四周是弧形屋面,中间是平屋面,在其施工过程中,项目部遇到了一些困难,并采取了相应的措施,经过实践的检验,取得了良好的效果。项目部总结施工经验,编制了本工法,以便于其他类似工程借鉴。

2、特点

2.1模板体系采用多层板、木方等常用周转材料,弧形屋面主龙骨、梁底模等使用木方与多层板拼接制作。

2.2弧形屋面模板、主龙骨和梁底模等使用了工程施工过程中产生的废弃短木方、窄模板,减少了材料浪费与损耗。

2.3弧形模板及主龙骨后台制作、现场拼组,较使用定型模板,加快了施工进度。

3、适用范围

本工法主要适用于钢筋混凝土结构拱形屋面的施工,其它如弧形屋面、穹屋顶等造型的钢筋混凝土结构也可借鉴。

4、工艺原理

4.1模板体系

(1)平顶拱形屋面模板体系分为3个部分:第1部分,坡度大于30º,采用双面支模,类似剪力墙支模;第2部分,坡度小于等于30º,采用单面支模,类似坡屋面;第3部分,平屋面,单面支模。
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(2)弧形屋面内模使用200~300mm宽长条模板拼接,弧形外膜使用600mm×2440mm规格的多层板。平屋面模板使用1220mm×2440mm规格的多层板。

4.2支撑设计

4.2.1板支撑

(1)弧形屋面内模的次龙骨使用50mm×100mm木方,平放,间距250mm布置;主龙骨为后台制作弧形龙骨,间距小于1200mm布置。

每个弧形主龙骨由两根50mm×100mm木方、两块侧板和一块130mm宽块条形板后台拼接组成,使用的木方和模板均可使用施工过程中产生的边角料拼接。
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主龙骨沿弧形方向布置,次龙骨垂直平放固定在主龙骨上,弧形屋面内模微弯固定在次龙骨上。
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(2)平屋面部分的主龙骨为100mm×100mm木方,间距1200mm布置,次龙骨为50mm×100mm木方,立放,间距1200mm布置。

4.2.2梁支撑

(1)弧形梁侧模后台放样预制,梁底弧形模板与木方、多层板固定为一体,类似弧形屋面模板下的主龙骨。
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(2)平屋面上梁模板支设,主龙骨为100mm×100mm木方,间距900mm布置,次龙骨为50mm×100mm木方,立放,间距300mm布置。

(3)梁净高≤600,不加穿梁螺栓;梁净高大于600mm,加一道M14水平穿梁螺栓,竖向居中,水平间距1200mm。

4.3混凝土浇筑

4.3.1屋面砼浇筑顺序:I段屋面板、梁→II段屋面板、梁→III段板、梁。
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图4.3.1 外模开洞及砼浇筑顺序示意图

4.3.2由于弧形屋面下部的I段模板双面支模,不便于其进行混凝土浇筑,故在I段外模上开洞,以便于混凝土浇筑时放灰和振捣,保证混凝土浇筑质量。在I段外模上,每隔1m高,开设一排施工洞口。每排洞口先以屋面上梁的位置为中心开设,再按1000mm水平间距向两侧排开。

4.3.3 I段和II段混凝土坍落度控制在140左右,III段混凝土坍落度控制在160左右。

5、工艺流程及操作要点

5.1工艺流程
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5.2操作要点

5.2.1测量放线

(1)根据设计图纸中的平面定位,在拱形屋面下的结构板上放线定位平屋面和弧形屋面梁、板的平面位置。

(2)根据弧形梁、板的弧顶和弧底标高,用线坠上反定位弧形梁和板。

(3)利用CAD制图辅助制作弧形梁模板大样,尤其是不同弧形屋面交接处的弧形梁。

5.2.2搭设满堂脚手架

(1)弧形屋面板弧顶、弧中、弧底设斜撑,间距3跨。

(2)弧形屋面板下主龙骨及梁支撑下设置设扣件杆与支撑架连接加固。

(3)主龙骨及梁支撑与扣件杆连接处上方钉短木方固定。
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5.2.3支设平屋面梁、板模板

拱形屋面模板安装顺序:先安装平屋面的模板,再安装其两侧弧形屋面模板。

5.2.4安装弧形梁底模

(1)根据定位线安装梁底模板,先将下部调整到位后,再将上部与平屋面上的相应梁底对接。

(2)安装弧形梁底模板时,使用钢管、扣件与支撑架连接加固,扣件杆上方钉短木方固定。

(3)安装弧形梁单侧侧模,侧模之间拉线定位板模。

5.2.5安装弧形屋面板主次龙骨及内模

(1)裁切200~300mm宽的条形多层板供弧形屋面内模使用。

(2)根据定位线先安装弧形屋面上部的主龙骨,再安装下部主龙骨,主龙骨之间间距小于1200mm。

(3)安装弧形主龙骨时,使用钢管、扣件与支撑架连接加固,扣件杆上方钉短木方固定。

(4)主龙骨安装完成后,平放铺设次龙骨,间距250mm,与主龙骨钉牢。

(5)次龙骨铺设完成后,从上向下铺设弧形屋面内模,条形板垂直次龙骨铺设,从弧顶开始向下与次龙骨钉牢,形成弧度,条形板间拼缝应紧密严实。

5.2.6钢筋绑扎

(1)弧形梁钢筋直径较大,在场内加工区内放线、制作弧形样板,根据样板弯曲加工。

(2)弧形板钢筋直径较小,直接在屋面上,依据弧形底板,边绑扎边弯曲。

5.2.7弧形屋面外模安装

(1)弧形屋面外模通过对拉螺栓与内模连接,对拉螺栓按600mm间距纵横布置。

(2)钻对拉螺栓孔时,内模开孔要比外模高50mm,防止雨水渗漏。

(3)外模板预留出混凝土浇筑时的施工洞口,先以梁为中心布置,再向两侧以水平1000mm间距排开。

5.2.8弧形屋面混凝土浇筑

(1)I段和II段混凝土坍落度控制在140左右,III段混凝土坍落度控制在160左右。。

(2)I段混凝土时,振捣棒从外模洞口下棒,均匀振捣,尤其注意对洞口之间混凝土振捣,确保振捣均匀,不漏振。

(3)弧屋面外模上施工洞口应在混凝土浇筑到相应位置时及时封堵。

(4)屋面框架梁部位适当延长振捣时间,确保振捣密实。

(5)窗户周边、梁板交接处均需加强振捣。

6、材料与设备

6.1材料

15mm厚多层板、50mm×100mm木方、100mm×100mm木方、ø48.3mm×3.6mm钢管、扣件、碗扣架、海绵条、橡胶带等。

6.2机具设备

采用的主要机具设备包括圆盘锯、手动电锯、锤子、扳手、振捣棒等。

7、质量控制

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7.3质量控制措施

7.3.1项目部成立质量控制小组,项目技术负责人为小组组长,包括质量员及各个工种工长,明确责任,严把质量关。

7.3.2严格控制各种构件尺寸,确保满足施工要求。

7.3.3弧顶单面支模部位,在浇筑混凝土时,适当控制混凝土的坍落度,同时采用点阵法振捣,保证混凝土密实,减少混凝土流淌。

7.3.4砼浇筑混凝土前,配制空压机清理,吹干净模板内杂物。

7.3.5控制拆模时间,留设同条件养护试块,按规范要求,达到规定强度后再拆模。

8、安全措施

8.1沿屋面边线一周设置防护脚手架,脚手架外侧挂安全网,操作面下设水平大眼网。

8.2弧形屋面内模和外模安装时,在已安装的屋面板上固定50mm×100mm木方,以便于工人施工,防止其从弧屋面板上滑落。

8.3在模板加工过程中,电锯、电刨等机具的使用必须严格遵守安全操作规程,操作人员必须持证上岗。

8.4浇筑混凝土时,设置看模人员,随时观察模板的挠度、稳定性和倾斜度。

8.5模板支撑完毕后,必须严格地进行自检及交接检。

8.6混凝土未达到拆模强度前,严禁拆动模板及支撑。

8.7模板拆除时,必须严格按照交底要求的顺序及方法进行拆除,拆模板时应相互配合,协同工作。传递工具时不得抛掷,拆顶板模板时不允许将整块模板撬落,拆模时应注意人员行走,并注意提醒,不得违章作业。

8.8拆除顶板时应一边拆支撑一边拆模板,禁止一次性拆完支撑。

9、环保措施

9.1浇筑混凝土时,提前进行作业交底,避免混凝土散落模板外侧。

9.2合理安排施工时间,减少夜间作业时间,以减少夜间噪音污染。

9.3模板拆除时尽量减少噪音,不得用力敲击模板,起吊、放置时做到轻拿轻放。

9.4模板支设做到工完场清,现场模板架料堆放整齐、有明显标识,现场模板架料和废料及时清理。

10、效益分析

10.1弧形模板、主龙骨和弧形梁底模均使用普通木模板后台预制,较使用定型模板,节约了材料成本。
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10.2弧形屋面模板、主龙骨等使用了工程施工过程中产生的废弃短木方、窄模板,减少了材料浪费与损耗,且避免使用一次性的定型木模板,有利于环境保护。

10.3本工法能够保证工程质量,使弧形屋面成型良好,取得良好的社会效益。

11、应用实例

11.1广场工程

11.1.1工程概况

文化广场工程位于天津市起步区,总建筑面积91489.15m2。工程包括1#艺术馆、2#艺术馆、3~5#酒店公寓、6#写字楼及商业、7#商业等7栋地上单体和一层地下整体车库,主要结构形式为框架和剪力墙。文化广场工程于2012年5月20日开工,计划于2015年9月30日竣工。

6#商业楼为框架结构,地上三层,最高处为23.48m,屋面是平顶拱形屋面,其中间为2m或6.3m的平屋面,两侧是弧形屋面。弧形屋面结构外径3.7m,屋面底部是500mm×1200mm的框架梁,屋面上分布有300mm×800mm的框架梁、250mm×700mm的次梁和200mm×500mm的脊梁,板厚120mm,浇筑C35混凝土。

11.1.2应用效果

本工法应用于文化广场工程6#商业楼平顶拱形屋面,解决了拱形模板制作、拼装、支撑加固和弧形屋面混凝土浇筑等一系列的施工难题,达到了质量、安全、工期等各方面目标,同时降低了施工成本。
混凝土平顶拱形屋面施工方法
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