一种变截面混凝土拱形柱施工方法
【专利摘要】本发明涉及一种变截面混凝土拱形柱施工方法，属于建筑施工【技术领域】。该方法包括制作主楞、现场吊装、制作模板、安装模板、浇筑混凝土各步骤，实现浇筑形成变截面混凝土拱形柱。采用本发明的方法后，不仅化繁为简、切实可行，妥善解决了变截面混凝土拱形柱施工难题，而且可以切实保证的施工质量，使变截面混凝土拱形柱具有理想的支撑强度，此外，模板可以拆卸后重复使用，有助于降低施工成本。
【专利说明】一种变截面混凝土拱形柱施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种施工方法，尤其是一种变截面混凝土拱形柱施工方法，属于建筑施工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]拱形可以使应力比较均匀地分布通体，避免集中在中央，因此成为建筑上跨越空间的常用结构。长期以来，这种支撑结构普遍采用预制成形的构建方法实现。
[0003]混凝土拱形柱是现代楼宇建筑出现的一种新型支撑结构设计，由于其整体非规则几何形状，采用常规的混凝土支模浇注施工无法实现。因为常规混凝土柱体的施工方法为采用钢管、木方、建筑用模板搭建支撑系统的搭建，只适合表面平整、规则几何形状造型的构件。而拱形柱整体弯曲、垂向截面变化，且具有倒角曲面，因此必须进行施工方法的创新方能实现。
[0004]检索发现，申请号为200910036402.6的中国发明专利披露了一种大跨度拱形库体混凝土施工工艺，先搭建内模支撑架，然后采用三维波纹钢板搭建拱形内模，同时在拱形虚拟圆心方向搭建福条式斜支撑；在拱形内模外部的两侧底层开始同时搭建外模，然后使用泵车进行双侧对称浇筑；底层的外模搭建完成后，沿着拱形内模往上搭建下一层外模，同时监测混凝土的初凝时间，在混凝土初凝之前进行下一层混凝土的浇筑；外模的搭建和泵车的浇筑连续进行，直至整个库体混凝土浇筑完成；同时，在该过程中监测已浇筑混凝土的初凝时间并对其及时拆模；拆模后，在混凝土表面喷涂养护剂，然后覆盖无纺布并加装自动喷淋装置，进行混凝土养护。实践证明，由于弯曲成一定形状的三维波纹钢板抗变形能力较差，因此只适合用于底面平整、侧面与底面相垂直的混凝土构件，无法应用于上部为非平面的变截面拱形柱施工。此外，申请号为201110450910.6的中国发明专利公开了一种钢筋混凝土拱桥施工方法，该方法采用桁架进行支撑系统的搭设，适合于工跨度桥拱施工。对于拱形柱而言，其跨度较小，如果采用桁架进行施工，单跨桁架内下部混凝土表面无法达到平滑度要求，而且采用桁架进行支撑系统的搭设费工费时，成本高昂。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于:针对上述现有技术存在的缺点，提出一种妥善解决曲面支撑且成本经济、切实可行的变截面混凝土拱形柱施工方法。
[0006]为了达到以上目的，本发明的变截面混凝土拱形柱施工方法包括以下主要步骤: 第一步、制作主楞——在平面上测量放线绘出拱形柱下轮廓曲线，再按下轮廓曲线弯
制钢管，制成拱形主楞；
第二步、现场吊装——在施工现场搭设由通过扫地杆和横杆相互固连的间隔分布立撑排架，所述立撑排架包括高度与拱形柱底部轮廓相应的拱底排架和周边排架；按拱形柱宽度用间隔分布的横撑将一组拱形主楞连接成拱形楞架后，吊装到拱底排架上固定；
第三步、制作模板——分别按拱形柱上、下轮廓曲线分段制作截面呈凹字形的上、下模板；
第四步、安装模板一将下模板凹口朝上按序吊装固定在楞架上，在下模板上绑扎钢筋，接着根据拱形柱厚度设置厚度控制件并吊装凹口朝下的上部模板后，安装侧面模板并借助紧固件固连，形成拱形柱形腔；
第五步、浇筑混凝土一封闭接缝处并加固后，在模板形成的拱形柱形腔内浇混凝土，养护后拆除模板和排架，形成变截面混凝土拱形柱。
[0007]上述第四步绑扎钢筋时，按拱形柱各对应垂向截面的形状间隔设置形状相应变化的垂向钢筋框，同时绑扎沿此处拱形柱轮廓曲线切向垂直的法向钢筋框，尤其是垂向钢筋框与法向钢筋框形成X交叉，从而垂向和法向钢筋机构有机结合，强度互补，使拱形柱具有更好的防剪切支撑强度。
[0008]采用本发明的方法后，不仅化繁为简、切实可行，妥善解决了变截面混凝土拱形柱施工难题，而且可以切实保证的施工质量，使变截面混凝土拱形柱具有理想的支撑强度，此外，模板可以拆卸后重复使用，有助于降低施工成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0010]图1为本发明一个实施例主楞制作示意图。
[0011]图2为本发明一个实施例的楞架制作示意图。
[0012]图3为本发明一个实施例的排架搭设示意图。
[0013]图4为本发明一个实施例的楞架吊装示意图。
[0014]图5为本发明一个实施例的上、下模板结构不意图。
[0015]图6为本发明一个实施例的加劲板结构示意图。
[0016]图7为本发明一个实施例的连接模板结构示意图。
[0017]图8为本发明一个实施例的下模板安装示意图。
[0018]图9为本发明一个实施例的上模板安装示意图。
[0019]图10为本发明一个实施例的拱形柱形腔截面结构示意图。
[0020]图11为本发明一个实施例的拱形柱浇筑模板密封加固示意图。
【具体实施方式】
[0021]实施例一
本实施例的变截面混凝土拱形柱施工方法具体步骤如下。
[0022]第一步、制作主楞——如图1所示，在平面上测量放线绘出拱形柱下轮廓曲线。可以借助cad偏移轮廓线至一定距离即为拱形柱的下轮廓曲线。每隔IOcm取一控制点，在图纸上预先标好各控制点的坐标，将坐标控制点放样在木模上。各控制点之间用曲线平滑连接。再按下轮廓曲线用液压弯管器弯制钢管，制成拱形主楞I。
[0023]第二步、现场吊装一如图2、图3、图4所示，在施工现场搭设由通过扫地杆1-4和横杆1-2相互固连的间隔分布立撑排架1-3，立撑排架的立杆按0.5mX0.5m设置为宜，拱形钢管主楞I与立杆采用旋转扣件进行连接。立撑排架包括高度与拱形柱底部轮廓相应的拱底排架和常规周边排架(参见图3)。按拱形柱宽度用200mm间隔分布的50mmX IOOmm木方横撑1-1 (即次楞)将一组三根拱形主楞I连接成拱形楞架(参见图2)后，吊装到拱底排架上固定(参见图4)。
[0024]第三步、制作模板一分别按拱形柱上、下轮廓曲线分段制作截面呈凹字形的上、下模板2和3。如图5所示，上、下模板2或3的主体由按拱形柱上、下轮廓曲线分段弯形的拱形基板2-1以及固定在拱形板两边的三角形截面角撑2-2构成，其截面呈凹字形。为了增强刚性，拱形基板下背部固连有图6所示的钢质加劲板2-3，为便于拆除模板，相邻拱形基板两端还连接有图7所示的钢质连接模板2-4。
[0025]第四步、安装模板——如图8所示，将凹口朝上的下模板2按序吊装固定在楞架上，在下模板2上绑扎钢筋；绑扎钢筋时，按拱形柱各对应垂向截面的形状间隔设置形状相应变化的垂向钢筋框，同时绑扎沿此处拱形柱轮廓曲线切向垂直的法向钢筋框，尤其是垂向钢筋框与法向钢筋框形成X交叉，从而使拱形柱具有更好的防剪切支撑强度。接着如图9所示，根据拱形柱厚度设置厚度控制件并吊装凹口朝下的上部模板3后，凹口朝下的上模板3与对应的下模板2之间通过一对对拉螺栓5固定的木质侧模板4固定连接，形成图10所示截面的拱形柱形腔。
[0026]第五步、浇筑混凝土——参见图11，封闭接缝处并加固后，在模板形成的拱形柱形腔内浇混凝土，养护后拆除模板和排架，形成变截面混凝土拱形柱。浇筑过程中，振捣持续时间应使混凝土表面产生浮浆，无气泡，不下沉为止，混凝土浇筑应振捣密实。
[0027]总之，根据拱形混凝土支撑柱形状不规则的特点，本实施例采用非常规的支模方法进行施工。模板主楞采用固定后不易变形的弯曲钢管，与排架立杆紧密连接。模板支撑的次楞采用50mmX IOOmm木方，与钢管用钢丝绑扎固定。与混凝土面接触的模板采用钢木组合结构，拱形支撑柱曲面部分采用钢结构模板，平面部分采用木模板。拱形柱上下面是曲面，采用钢模板作为混凝土接触面，为了确保钢模板的可安装性及可操作性，钢模板分为若干小段，每段钢模板之间采用螺栓连接。拱形柱侧面是平面，采用木模板经济适用，用对拉螺栓连接加固。
[0028]实践证明，采用本实施例的方法具有如下显著优点:
1、曲面构件钢模板成型效果好，可以达到清水混凝土效果；
2、钢模后加背楞加劲肋，确保了钢模板的整体刚度，避免了变形对拱形柱浇筑尺寸的影响；
3、拱形柱侧面为平面，采用木模板进行支撑系统的连接，不但有利于节约造价，而且便于利用常规的对拉螺杆进行连接加固；
4、拱形柱钢模板可以重复利用。
[0029]除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种变截面混凝土拱形柱施工方法，其特征在于包括以下主要步骤: 第一步、制作主楞一在平面上测量放线绘出拱形柱下轮廓曲线，再按下轮廓曲线弯制钢管，制成拱形主楞； 第二步、现场吊装一在施工现场搭设由通过扫地杆和横杆相互固连的间隔分布立撑排架，所述立撑排架包括高度与拱形柱底部轮廓相应的拱底排架和周边排架；按拱形柱宽度用间隔分布的横撑将一组拱形主楞连接成拱形楞架后，吊装到拱底排架上固定； 第三步、制作模板一分别按拱形柱上、下轮廓曲线分段制作截面呈凹字形的上、下模板； 第四步、安装模板一将下模板凹口朝上按序吊装固定在楞架上，在下模板上绑扎钢筋，接着根据拱形柱厚度设置厚度控制件并吊装凹口朝下的上部模板后，安装侧面模板并借助紧固件固连，形成拱形柱形腔； 第五步、浇筑混凝土一封闭接缝处并加固后，在模板形成的拱形柱形腔内浇混凝土，养护后拆除模板和排架，形成变截面混凝土拱形柱。
2.根据权利要求1所述的变截面混凝土拱形柱施工方法，其特征在于:所述第四步中绑扎钢筋时，按拱形柱各对应垂向截面的形状间隔设置形状相应变化的垂向钢筋框，同时绑扎沿此处拱形柱轮廓曲线切向垂直的法向钢筋框。
3.根据权利要求2所述的变截面混凝土拱形柱施工方法，其特征在于:所述垂向钢筋框与法向钢筋框形成X交叉。
4.根据权利要求3所述的变截面混凝土拱形柱施工方法，其特征在于:所述上、下模板由按拱形柱上、下轮廓曲线分段弯形的拱形基板以及固定在拱形板两边的三角形截面角撑构成。
5.根据权利要求4所述的变截面混凝土拱形柱施工方法，其特征在于:所述上、下模板还包括用于固定在所述拱形基板下的加劲板和用于过渡连接相邻拱形基板的连接模板。
6.根据权利要求5所述的变截面混凝土拱形柱施工方法，其特征在于:所述拱形主楞与排架的立杆采用旋转扣件进行连接。
【文档编号】E04G21/00GK103510703SQ201310468557
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】吴碧桥, 唐兵, 朱国梁, 王爱军, 施高成 申请人:江苏省华建建设股份有限公司