超高钢筋混凝土半球形穹顶屋面模板施工工法(修改2011620)

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1、/7WOC中国青建青建集团股份公司企业工法CNQC-GF超高钢筋混凝土半球形穹顶屋面模板施工工法Construction Method for Superelevation Formwork ofReinforced Concrete Domical Vault Roof2010年12月7日发布2010年12月10日实施青建集团股份公司发布目次1 前 言 22 工法特点 23 适用范围 24 工艺原理 25 工艺流程及操作要点 36 材料与设备 57 质量控制 68 安全措施 79 环保措施 710 效益分析 711 工程实例 81前言图1.0.1奥兰大清真寺效果图半球形穹顶屋面在阿尔及利亚属

2、于比较典型的 伊斯兰建筑风格，清真寺及其它公共建筑屋面多采用 此类造型。在施工过程中，此类结构从定位放线、钢 筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑等各工序施工难度均 大于普通混凝土结构。为了加快施工进度、保证施工 质量、节约成本，阿分公司工程技术人员在总结奥兰 大清真寺（见图1.0.1）、铁木森省政府办公楼、奥兰 38套住宅等项目施工实践基础上，编制本工法，用于 指导后续同类结构施工。本工法以奥兰大清真寺为例 进行阐述。2工法特点2.0.1操作简单易行，模板体系采用常用的周转材料，施工方法与普通坡屋面基本类似；2.0.2节约工程成本，模板背楞安装可使用木方小料及胶合板下脚料进行拼接（见图5.2.1、图

3、 5.2.2），模板可周转使用；2.0.3加快施工进度，半球模板采用现场组拼，缩短施工时间；2.0.4保证成型质量，半球分段施工（见图4.0.2），模板分段拼装，混凝土分段浇筑，保证混 凝土成型质量。3适用范围本工法主要适用于钢筋混凝土结构半球形穹顶屋面的施工，其它如坡屋面等造型的钢筋 混凝土结构也可借鉴。4工艺原理r JIl壁厚225mm内半径为16.74m的穹顶半球+23.00,二 _700X500mm圆弧梁r800X2500mm 的穹顶 圆拱窗J600X400mm的圆弧梁+ 18.00*800X600mm的屋面1 7F j圆弧梁直径900mm的混凝土Tc圆柱图4.0.1穹顶结构剖面图4.

4、0.1支模方案选择以奥兰大清真寺为例说明，该项目穹顶位于标高为 +18.00m的屋面上，穹顶天窗上标高+23.00m处为穹顶半球, 半球为钢筋混凝土结构，内径为33.48m，薄厚为225mm， 见图4.0.1、图11.1.2。选择模板工程方案时，由于半球尺寸较大，需分段施工, 分段组拼,薄壳下部第一段至第三段球环结构沿经线方向弦 倾角较大，采用类似墙体的双侧支模方案，第四段球环及上 部球冠部分圆弧的弦倾角较小，采用类似坡屋面的单侧支 模。以半球内模为例进行说明，模板拼装分段图见图4.0.2, 外模与内模类似。内外模板均采用放大样方式现场预制、分段组拼，为了 便于施工，内模一次组拼安装到顶，外模

5、与混凝土分段施工, 模板周转使用。4.0.2水平施工缝的设置由于模板及混凝土浇筑需分段施工，分段的高度根据胶合板的规格（1220mmX 2440mmX12mm），胶合板应整张直接使用，尽量减少随意锯截，造成胶合板浪费，本项目模板预制 组拼，安装时沿半球经线方向每4480m m弧长分段一次，见图4.0.2，混凝土水平缝施工缝留置 同穹顶半球外模高度，见图5.2.3。1丘7球口1止图4.0.2穹顶半球内模拼装分段图5 工艺流程及操作要点5.1 工艺流程5.1.1 模板组拼配制模板背楞木方一搭设组拼操作架一铺放背楞木方一铺放面层胶合板一将胶合板与背 楞用钉子钉牢一钻穿螺栓孔一安装吊钩一模板编号一合格

6、后吊至存放架内存放。5.1.2 模板安装半球内模施工工艺如下：定位放线一搭设模板满堂支撑架一用塔吊吊运对应编号模板至半球壁处设计位置一根据 墙体控制线将模板下口调整到位一加设墙体斜撑一校正圆弧横肋钢筋的位置及加固与支撑架 的连接。半球外模施工工艺如下：半球钢筋绑扎一用塔吊吊运对应编号模板至半球壁处设计位置一插放穿墙螺栓及塑料套 管一根据套管长度紧固螺栓一验收一浇筑第一段混凝土一第二、三段模板安装、混凝土浇筑。5.1.3 拆模松开模板支撑一抽出穿墙螺栓一拆除模板横肋一塔吊整块吊离或人工搬运一模板表面清 理并整平。5.2 操作要点图5.2.1穹顶结构剖面图5.2.1 配制模板背楞与弧形面板内模、外

7、模的背楞与弧形面板配制方法相同，仅以奥兰 大清真寺半球穹顶内模为例说明配制技术要点。1 配制模板背楞按设计图纸尺寸在完工屋面按照1：1的比例放大样配制 背楞。以第一段球环模板为例说明，在屋面放出半径 R为 16.74m、弧长为4880m的线，背楞选用锯割成规格50mmX 100mmX600mm短木方沿弧线拼接，接头两侧用规格90mmX200mm X 12m m的胶合板小条钉牢连成整体，见图5.2.1。旧胶合板现场锯割拼缝-1200X2400mm 胶合板整板 组拼图5.2.2模板分片拼装图2 配制弧形面板 在屋面搭设组拼操作架，在操作架侧沿经线方向铺 放背楞木方，以球环第一段为例说明，面板先用整

8、板拼 接，然后按设计图纸计算出的尺寸用旧板小条拼接斜角， 拼装的模板展开图见图5.2.2。为保证每片模板的弧度、强度和整体性，在模板背 面用20螺纹钢筋预弯成模板放样的弧度，用铁丝固定 在背楞和模板上，组拼完成后吊至存放架内存放。5.2.2 模板安装在半球每段模板整体安装前，先找出每段模板上下 两边的圆心，在满堂架上加固好，圆心不能移动，然后 将按照实际放样组拼好的分片模板先后进行组装，模板 安装见图5.2.3,20的钢筋作模板横肋，与模板背楞连 接，根据每道对拉螺栓的所在的纬线圆半径进行校正、 固定，确保第段模板弧度的准确性。内模模板配制一次完成，一次安装到顶。外模模板 周转使用，每段模板弧

9、线相同，但弦倾角不同，第一施工段每片模板间的三角空隙大小也不 同，每片模板之间的三角空隙在半球现场用旧板锯割拼缝。外模下部第一、二、三段需安装 模板，第四段及球冠部分由于弦倾角较小，仅为32和12，此部分采用单侧支模。外模与内模通过对拉螺栓连接，在钻对拉螺栓孔时，为防止雨水渗漏，内模上的开孔要模板满堂架纵横间距均为1000mm, 步高 1500mm。比外模上的孔高5cm,并且在每一段混凝土浇筑时，放置50 X 100mm的木方留置施工缝，施工 缝留置应遵循内高外低的原则，内侧混凝土表面高于外狈Ij50m m,见图5.2.3。一放置50X100mm的木方留置施工缝，混 凝土表面内外高差50mm。

10、对拉螺栓直径14mm，内孔高于外孔 50mm，纵横间距均为600mm,最底一道 对拉螺栓距地面25cm。一模板背楞为50X100mm木方拼接， 背楞间距25-30cm；直径20mm的钢筋沿 半球纬线方向弯成圆弧作为横肋，间距 为600mm，用斜撑与满堂支撑架固定。图5.2.3模板加固及施工缝留置图5.2.3模板支架构造要求1 支架设计及构造要求(1) 立杆的纵、横间距均为1.00m，步高采用下小上大的方案进行搭设，按照自下而上 的顺序，下部12步间距为1.00m,中部12步间距为1.20m,上部8步间距为1.50m，见图5.2.4。(2) 支撑架按照图5.2.4、图5.2.5所示设置竖向剪刀撑

11、，纵横向各设置四道，竖向剪刀撑 由底到顶连续设置，剪刀撑杆件底端与地面顶紧，夹角为45。在竖向剪刀撑的顶部及扫地 杆处设置水平剪刀撑(见图5.2.5)，与立杆连接，从而形成整体性的水平加强层，使之成为 具有较大刚度和变形约束力的空间结构层。(3) 立杆底部垫50m m厚的垫板，立杆采用对接扣件连接，严禁搭接，相邻两立杆接头错开距离不少于500m m,且各接头中心距主节点不大于步距的1/3。(4) 每步均设置纵横向水平杆，连接方式采用对接，穹顶半球下部纵横向水平杆与建筑 物结构顶紧，屋面下部纵横向水平杆与8根圆柱连接牢固，增加架体结构稳定性。扫地杆距地 面的距离为200mm。(5) 满堂架体搭设

12、时，严禁将上段钢管立柱与下段钢管立柱错开固定于水平拉杆上。+23.00-h ：-, ：Z2LGEE /:. 卜 - _x ,竖向剪刀撑-水平剪刀撑60009000 6CCC 9CC0 6000图5.2.4穹顶模板满堂支撑架剖面图图5.2.5穹顶模板满堂支架平面布置图2架体验算模板支撑体系中面板、对拉螺栓及主次楞梁属于常规做法，验算略去。由于本模板支撑体 系球冠最高处达39.74m，属于高大模板支撑体系，仅验算最高处立杆稳定性。球冠部位是单侧 支模，立杆承受竖向荷载最大，模板支架最高，故验算支撑球冠部位的立杆不同步距最底一步 的稳定性。计算过程如下：(1) 轴力计算模板支架是敞开式满堂架，奥兰地

13、区基本风压小于0.35kN/m2，验算立杆的稳定性，不考 虑风荷载作用。轴力设计值错误!未找到引用源。恒载ng11为施工结构架自重标准值产生的轴向力，包括模板及支架自重标准值产生的轴向 力；N为构配件自重产生的轴向力，包括新浇混凝土自重及钢筋自重标准值产生的轴向力。G2k活载(NQk)为施工荷载标准值产生的轴向力总和，包括施工人员及设备荷载、振捣混凝 Qk土时产生的荷载、倾倒混凝土时产生的荷载。_ 由于立杆纵横间距均按1m均匀布置，故选取穹顶中心支撑杆所支撑的lm2面积为计算单 兀，经计算，NGk= NQik +N&2k =5.96+6.6=12.56kN, NQ=3kNojV = 1.2 X

14、 12.56 + 1.4= 19.27kN(2) 稳定性验算长细比丄= 63.3-i1. 查表得稳：N 15.27 X10a血=価M琢儁=赵叫呎三f =泗加哙满足要求。其它步高如1.2m、1.5m验算最底一步的立杆稳定性，验算方法类同，经验算满足要求。6材料与设备6.1材料6.1.1 周转材料使用的主要周转材料包括：48mmX3.5mm钢管、1220mmX2440mmX12mm的胶合板、截 面50mmX 1000mm的小木方、20钢筋、50mm厚木板、各类扣件、14对拉螺栓、18塑料套6.2 机具设备6.2.1 机具设备采用的机具设备主要包括：塔吊，圆盘锯，电动手钻，电动手锯，手锤，扳手等7 质量控制7.1 主要标准及规范7.1.1本工法采用混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)。7.1.2 质量验收内容及标准见表7.1.2。表7.1.2构件施工尺寸误差范围项目部位允许偏差(mm)检査方法轴线位置薄壳内侧5钢尺检查标高全高30水准仪或拉线、钢尺检查截面尺寸薄壳壁厚+8,-5钢尺检查混凝土表面观感薄壳内外表面无目测注:检查轴线、中心线位置时，应沿纵、横两个方向量测，并取其中的较大值。7.2 质量控制措施7.2.1 项目部成立质量控制小组，项目技术负责人为小组组长，包括质量员以及各个工种工长， 并明确责任，严把质量关。7.2.