超长楼盖混凝土后浇缝设计与施工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明属于结构设计与施工领域，特别涉及一种超长楼盖混凝土后浇缝设计与施工工艺，主要采取以下步骤：1)确定梁板后浇缝边线；2)安装梁板面板；3)确定梁板无粘结钢筋区域；4)梁钢筋绑扎与梁后浇缝填充；5)板钢筋绑扎与板后浇缝填充；6)浇筑梁板混凝土；7)混凝土养护；8)后浇缝浇筑；9)后浇缝养护。本发明是科学利用后浇缝无粘钢筋充足的延伸应变能力，达到释放楼盖混凝土温度应力之目的，确保超长楼盖无开裂现象。本发明与传统的后浇带施工方法相比，无后浇带两侧楼盖开裂与钢筋锈蚀现象，施工操作简单，大幅度缩短施工周期和大量节约综合费用，具有显著的经济与社会效益，符合高效节能绿色施工要求。
【专利说明】
超长楼盖混凝土后浇缝设计与施工工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种超长楼盖混凝土后浇缝设计与施工工艺，属于结构设计与施工交叉技术领域，适用于各种结构体系楼盖的温度后浇缝设计与施工，用于替代传统的超长楼盖混凝土温度后浇带。
【背景技术】
[0002]目前超大平面建筑物越来越多，为解决超长楼盖混凝土施工期间的温度应力释放与结构开裂问题，普遍采用楼盖设置温度后浇带的方法解决。但是工程实践证明温度后浇带存在如下施工弊端:一是浇筑楼盖混凝土时，水泥浆往往从后浇带两侧钢丝网渗漏到后浇带内，严重约束楼盖混凝土温度应力的释放;二是后浇带凿毛形成的垃圾需要拆除其支撑体系后方可干净清理，并需要二次搭设后浇带支撑体系，不仅费工费时，而且在支撑体系拆除过程会导致后浇带区域两侧楼盖开裂;三是后浇带内裸露钢筋锈蚀严重，需要除锈处理等。综上所述，传统的后浇带施工工艺不仅削弱了楼盖承载力、抗震性能与温度应力释放功能，而且工序繁琐，施工周期长，综合费用高，成为一项亟待解决的全国关键性技术难题。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:提供一种技术领先，操作简单，施工周期短，综合费用小，能够保证质量与功能的超长楼盖混凝土后浇缝设计与施工技术，通过科学利用后浇缝无粘钢筋充足的延伸能力和收缩预应力，实现释放楼盖混凝土温度应力与抵抗残余收缩应力之目的，确保超长楼盖不发生开裂现象。
[0004]本发明所述的超长楼盖混凝土后浇缝设计与施工工艺，采取以下步骤:
[0005]I)确定梁板后浇缝边线:自楼盖边缘算起每间隔30m?40m，在靠近梁板支座1/3跨度范围内楼盖支撑体系的梁板底方木次楞上测量和弹线确定后浇缝的中心线，然后自中心线分别向两侧平行移动1mrn?15 mm弹线确定梁板后浇缝边线；
[0006]2)安装梁板底面板:在梁板底方木次楞上安装梁板底面板，并将梁板底面板边缘与梁板后浇缝边线对齐，形成梁板后浇缝；
[0007]3)确定梁板无粘结钢筋区域:自梁板后浇缝中心线分别向两侧平行移动250mm?300mm，弹线确定梁板无粘结钢筋边线，然后在其两边线之间的梁下部纵向钢筋、板下部横向钢筋和梁上部纵向钢筋、板上部横向钢筋上分别缠绕2?4层PVC薄膜和I?2层防水胶带，防水胶带总厚度1.0mm?2.0mm，作为梁纵向钢筋滑动层和板横向钢筋滑动层，形成梁板无粘结钢筋区域；
[0008]4)梁钢筋绑扎与梁后浇缝填充:第一步骤:填充梁后浇缝下部挤塑聚苯板，将梁下部纵向钢筋安装在其预留的凹槽内；第二步骤:插入梁后浇缝中部挤塑聚苯板与梁后浇缝两侧钢板网组合体后，将梁上部纵向钢筋安装在其预留的凹槽内；第三步骤:将梁后浇缝上部挤塑聚苯板插入梁后浇缝两侧钢板网内，然后绑扎梁箍筋和安装梁侧面板；
[0009]5)板钢筋绑扎与板后浇缝填充:第一步骤:填充板后浇缝下部挤塑聚苯板，将板下部横向钢筋安装在其预留的凹槽内；第二步骤:插入板后浇缝中部挤塑聚苯板与板后浇缝两侧钢板网组合体后，将板上部横向钢筋安装在其预留的凹槽内；第三步骤:将板后浇缝上部挤塑聚苯板插入板后浇缝两侧钢板网内，然后分别绑扎板下部横向钢筋与板下部纵向钢筋和绑扎板上部横向钢筋与板上部纵向钢筋；
[0010]6)浇筑梁板混凝土:待楼盖支撑体系、梁板模板、梁板钢筋和梁板后浇缝验收合格后，自梁板后浇缝两侧开始对称浇筑梁板混凝土 ；
[0011 ] 7)混凝土养护:当常温施工时，梁板混凝土表面覆盖塑料薄膜保湿养护14天；当冬期施工时，梁板混凝土表面覆盖塑料薄膜与矿棉毡保温保湿养护14天；
[0012]8)后浇缝浇筑:梁板混凝土浇筑45天?60天后，清理干净梁板后浇缝内的挤塑聚苯板，并插入梁板后浇缝底部面板条，然后采用比梁板混凝土高5MPa的微膨胀化学灌浆料浇筑梁板后浇缝；
[0013]9)后浇缝养护:常温施工时，梁板后浇缝浇筑6小时后，在其上平两侧设置1:2水泥砂浆围堰，蓄水养护14天;冬期施工时，确保微膨胀化学灌浆料浇筑后的温度在50C?10°C区间，并及时在其上部覆盖I层?2层塑料薄膜和3层?4层矿棉毡保温保湿养护14天。
[0014]步骤I)中在靠近梁板支座1/3跨度范围内设置梁板后浇缝，其目的是利用无粘结钢筋区域促进框架梁塑性铰的形成，实现强柱弱梁效应。
[0015]步骤3)中的梁板无粘结钢筋区域，根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)作如下计算确定:
[0016]a梁板无粘结钢筋区域的均匀温度作用与收缩徐变标准值计算:
[0017]Δ Tk = Ts,max-To,min+Txs = 45-5+15 = 55 °C
[0018]式中:ΔTk—均匀温度作用与收缩徐变标准值;单位°C ;
[0019]Ts,max一结构最高平均温度，取通常厚度楼盖混凝土最大温升45°C ；
[0020]To,min—结构最低初始平均温度，取冬期施工的楼盖混凝土最低入模温度5°C;
[0021]Txs—混凝土材料的徐变和收缩效应，按照《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005)取相当于降低温度15°C ；
[0022]b钢筋温差收缩应变计算:
[0023](I)梁板无粘结钢筋温差收缩应变值计算:Δ l = aT ATkl = 12 X 10—6X 55 X40000= 26.4mm；
[0024](2)梁板无粘结钢筋延伸能力验算:Δ I < 5gt lw=26.4mm<7.5%lw=0.075X500=37.5mm;梁板无粘结钢筋延伸能力满足钢筋温差收缩应变值要求；
[0025](3)钢筋温差收缩应变计算:ε = Δ 1/1 = 26.4 + 40000 = 0.00066
[0026]式中:ΔI—无粘结钢筋温差收缩应变值;单位mm;
[0027]aT—钢筋线膨胀系数取12 X 10—6/°C ;
[0028]Δ Tk一均匀温度作用与收缩徐变标准值;单位。C ;
[0029]I 一楼盖后浇缝间距取较大值40000mm;
[0030]6的一!11^400级钢筋的伸长率取7.5% ；
[0031 ] Iw—楼盖后浇缝梁板无粘结钢筋总长度取较小值500mm;
[0032]ε—后浇缝间距范围内的钢筋温差应变；
[0033]c梁板无粘结钢筋温差收缩预应力计算:
[0034]os = Ese = 2.0XlO5X0.00066 = 132N/mm2 ；
[0035]式中:0s—梁板无粘结钢筋温差收缩预应力；
[0036]Es—钢筋的弹性模量取2.0 X 105N/mm2;
[0037]ε—后浇缝间距范围内的钢筋温差应变。
[0038]步骤3)中的梁板无粘结钢筋区域的梁纵向钢筋和板横向钢筋均为贯通设置，以便形成抵抗混凝土残余收缩的预应力和提高抗震承载力。
[0039]步骤4)中的梁后浇缝两侧钢板网和步骤5)中的板后浇缝两侧钢板网均采用厚度
0.3醒?0.5醒，网格长、宽为I.5醒?2.0醒的钢板网。
[0040]步骤8)梁板后浇缝浇筑选择气温降低时节，以便最大限度的释放混凝土温差收缩应力。
[0041]本发明的有益效果是:
[0042]I)为超长楼盖混凝土提供一种替代后浇带的后浇缝设计与施工技术，可节省传统后浇带的支撑体二次搭设、施工缝凿毛与清理、钢筋除锈等繁琐施工程序，使施工效率成倍提高，大幅度缩短施工周期，大量节约施工综合费用，具有显著的经济效益与广泛的推广应用价值；
[0043]2)后浇缝两侧施工缝无需凿毛处理，大量减少施工噪声；后浇缝内挤塑聚苯板可二次回收利用，大量减少建筑垃圾；后浇缝内钢筋无需除锈，大量减少工地扬尘，符合环保节能与绿色施工的要求，具有显著的社会效益。
【附图说明】
[0044]图1、超长楼盖混凝土后浇缝平面示意图；
[0045]图2、Α_Α剖面梁板后浇缝挤塑聚苯板层示意图；
[0046]图3、Α_Α剖面梁板后浇缝两侧钢板网层示意图；
[0047]图4、Β_Β剖面梁后浇缝设置示意图；
[0048]图5、Β_Β剖面梁后浇缝浇筑示意图；
[0049]图6、C_C剖面板后饶缝设置不意图；
[0050]图7、C_C剖面板后浇缝浇筑示意图。
[0051 ]图中:1、楼盖支撑体系;2、梁板底方木次楞;3、梁板后浇缝边线;3.1、梁板后浇缝；
4、梁板底面板;5、梁下部纵向钢筋;6、梁纵向钢筋滑动层;7、梁板无粘结钢筋边线;8、梁后浇缝下部挤塑聚苯板;9、梁后浇缝中部挤塑聚苯板;9.1、梁后浇缝两侧钢板网；10、梁上部纵向钢筋；U、梁箍筋；12、梁后浇缝上部挤塑聚苯板；13、板下部横向钢筋；14、板横向钢筋滑动层；15、板上部横向钢筋；16、板下部纵向钢筋；17、板上部纵向钢筋；18、板后浇缝下部挤塑聚苯板；19、板后浇缝中部挤塑聚苯板；19.1、板后浇缝两侧钢板网；20、板后浇缝上部挤塑聚苯板;21、梁侧面板;22、梁板混凝土;23、梁板后浇缝底部面板条;24、微膨胀化学灌浆料。
【具体实施方式】
[0052]下面结合附图对本发明做进一步描述:
[0053]如图1?图7所示，本发明所述的超长楼盖混凝土后浇缝设计与施工工艺，采取以下步骤:
[0054]I)确定梁板后浇缝边线:自楼盖边缘算起每间隔30m?40m，在靠近梁板支座1/3跨度范围内楼盖支撑体系I的梁板底方木次楞2上测量和弹线确定梁板后浇缝3.1中心线，然后自中心线分别向两侧平行移动1mm?15mm弹线确定梁板后饶缝边线3 ；
[0055]2)安装梁板面板:在梁板底方木次楞2上安装梁板底面板4，并将梁板底面板4边缘与梁板后浇缝边线3对齐，形成梁板后浇缝3.1;
[0056]3)确定梁板无粘结钢筋区域:自梁板后浇缝中心线分别向两侧平行移动250mm?300mm，弹线确定梁板无粘结钢筋边线7，然后在其两边线之间的梁下部纵向钢筋5、板下部横向钢筋13和梁上部纵向钢筋10、板上部横向钢筋15上分别缠绕2?4层PVC薄膜和I?2层防水胶带，防水胶带总厚度1.0mm?2.0mm，作为梁纵向钢筋滑动层6和板横向钢筋滑动层14，形成梁板无粘结钢筋区域；
[0057]4)梁钢筋绑扎与梁后浇缝填充:第一步骤:填充梁后浇缝下部挤塑聚苯板8，将梁下部纵向钢筋5安装在其预留的凹槽内；第二步骤:插入梁后浇缝中部挤塑聚苯板9与梁后浇缝两侧钢板网9.1组合体后，将梁上部纵向钢筋10安装在其预留的凹槽内；第三步骤:将梁后浇缝上部挤塑聚苯板12插入梁后浇缝两侧钢板网9.1内，然后绑扎梁箍筋11和安装梁侧面板21;
[0058]5)板钢筋绑扎与板后浇缝填充:第一步骤:在梁板后浇缝内填充板后浇缝下部挤塑聚苯板18，将板下部横向钢筋13安装在其预留的凹槽内；第二步骤:插入板后浇缝中部挤塑聚苯板19与板后浇缝两侧钢板网19.1组合体后，将板上部横向钢筋15安装在其预留的凹槽内；第三步骤:将板后浇缝上部挤塑聚苯板20插入板后浇缝两侧钢板网19.1内，然后分别绑扎板下部横向钢筋13与板下部纵向钢筋16和板上部横向钢筋15与板上部纵向钢筋17;
[0059]6)浇筑梁板混凝土:待楼盖支撑体系1、梁板模板、梁板钢筋和梁板后浇缝3.1验收合格后，自梁板后浇缝3.1两侧开始对称浇筑梁板混凝土22;
[0060]7)混凝土养护:当常温施工时，梁板混凝土22表面覆盖塑料薄膜保湿养护14d;当冬期施工时，梁板混凝土 22表面覆盖塑料薄膜与矿棉毡保温保湿养护14d;
[0061 ] 8)后浇缝浇筑:梁板混凝土22浇筑45d?60d后，清理干净梁板后浇缝3.1内的挤塑聚苯板，并插入梁板后浇缝底部面板条23，然后采用比梁板混凝土 22高5MPa的微膨胀化学灌浆料24浇筑梁板后浇缝3.1;
[0062]9)后浇缝养护:常温施工时，梁板后浇缝3.1浇筑6h后，在其上平两侧设置1:2水泥砂浆围堰，蓄水养护14d;冬期施工时，确保微膨胀化学灌浆料24浇筑后的温度控制在5°C?10°C区间，并及时在其上部覆盖I层?2层塑料薄膜和3层?4层矿棉毡保温保湿养护14d;
[0063]步骤I)中在靠近梁板支座1/3跨度范围内设置梁板后浇缝3.1，其目的是利用无粘结钢筋区域促进框架梁塑性铰的形成，实现强柱弱梁效应；
[0064]步骤3)中的梁板无粘结钢筋区域，根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)作如下计算确定:
[0065]a梁板无粘结钢筋区域的均匀温度作用与收缩徐变标准值计算
[0066]Δ Tk = Ts,max-To,min+Txs = 45-5+15 = 55 °C
[0067]式中:ΔTk—均匀温度作用与收缩徐变标准值(°C);
[0068]Ts,max一结构最高平均温度，取通常厚度楼盖混凝土最大温升45°C ；
[0069]To,min—结构最低初始平均温度，取冬期施工的楼盖混凝土最低入模温度5°C;
[0070]Txs—混凝土材料的徐变和收缩效应，按照《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005)取相当于降低温度15°C。
[0071 ] b钢筋温差收缩应变计算
[0072](I)梁板无粘结钢筋温差收缩应变值计算:Δ l = aT ATkl = 12 X 10—6X 55 X40000= 26.4mm；
[0073](2)梁板无粘结钢筋延伸能力验算:Δ I < 5gt lw=26.4mm<7.5%lw=0.075X500= 37.5mm。梁板无粘结钢筋延伸能力满足钢筋温差收缩应变值要求。
[0074](3)钢筋温差收缩应变计算:ε = Δ 1/1 = 26.4 + 40000 = 0.00066
[0075]式中:ΔI—无粘结钢筋温差收缩应变值(mm);
[0076]aT—钢筋线膨胀系数取12 X 10—6/°C ;
[0077]Δ Tk 一均匀温度作用与收缩徐变标准值(°C );
[0078]I 一楼盖后浇缝间距取较大值40000mm;
[0079]6#—!11^400级钢筋的伸长率取7.5% ；
[0080]Iw—楼盖后浇缝梁板无粘结钢筋总长度取较小值500mm;
[0081 ] ε—后浇缝间距范围内的钢筋温差应变。
[0082]c梁板无粘结钢筋温差收缩应力计算
[0083]os = Ese = 2.0XlO5X0.00066 = 132N/mm2，钢筋温差收缩应力具备抵抗楼盖残余收缩应力的能力。
[0084]式中:os—梁板无粘结钢筋温差收缩预应力N/mm2;
[0085]Es—钢筋的弹性模量取2.0 X 105N/mm2 ；
[0086]ε—后浇缝间距范围内的钢筋温差应变。
[0087]步骤3)中的梁板无粘结钢筋区域的梁纵向钢筋和板横向钢筋均为贯通设置，以便形成抵抗混凝土残余收缩的预应力和提高抗震承载力；
[0088]步骤4)中的梁后浇缝两侧钢板网9.1和步骤5)中的板后浇缝两侧钢板网19.1均采用厚度0.3薩?0.5薩，网格长、宽为I.5薩?2.0薩的钢板网。
[0089]步骤8)梁板后浇缝3.1浇筑宜选择气温降低时节，以便最大限度的释放混凝土温差收缩应力。
【主权项】
1.一种超长楼盖混凝土后浇缝设计与施工工艺，其特征在于采取以下步骤: 1)确定梁板后浇缝边线:自楼盖边缘算起每间隔30m?40m，在靠近梁板支座1/3跨度范围内楼盖支撑体系(I)的梁板底方木次楞(2)上测量和弹线确定梁板后浇缝(3.1)的中心线，然后自中心线分别向两侧平行移动1mrn?15mm弹线确定梁板后浇缝边线(3); 2)安装梁板底面板:在梁板底方木次楞(2)上安装梁板底面板(4)，并将梁板底面板(4)边缘与梁板后浇缝边线(3)对齐，形成梁板后浇缝(3.1); 3)确定梁板无粘结钢筋区域:自梁板后浇缝(3.1)中心线分别向两侧平行移动250mm?300mm，弹线确定梁板无粘结钢筋边线(7)，然后在其两边线之间的梁下部纵向钢筋(5)、板下部横向钢筋(13)和梁上部纵向钢筋(10)、板上部横向钢筋(15)上分别缠绕2?4层PVC薄膜和I?2层防水胶带，防水胶带总厚度1.0mm?2.0mm，作为梁纵向钢筋滑动层(6)和板横向钢筋滑动层(14)，形成梁板无粘结钢筋区域； 4)梁钢筋绑扎与梁后浇缝填充:第一步骤:填充梁后浇缝下部挤塑聚苯板(8)，将梁下部纵向钢筋(5)安装在其预留的凹槽内；第二步骤:插入梁后浇缝中部挤塑聚苯板(9)与梁后浇缝两侧钢板网组合体后，将梁上部纵向钢筋(10)安装在其预留的凹槽内；第三步骤:将梁后浇缝上部挤塑聚苯板(12)插入梁后浇缝两侧钢板网(9.1)内，然后绑扎梁箍筋(11)和安装梁侧面板(21); 5)板钢筋绑扎与板后浇缝填充:第一步骤:填充梁板后浇缝下部挤塑聚苯板(18)，将板下部横向钢筋(13)安装在其预留的凹槽内；第二步骤:插入板后浇缝中部挤塑聚苯板(19)与板后浇缝两侧钢板网(19.1)组合体后，将板上部横向钢筋(15)安装在其预留的凹槽内；第三步骤:将板后浇缝上部挤塑聚苯板(20)插入板后浇缝两侧钢板网(19.1)内，然后分别绑扎板下部横向钢筋(13)与板下部纵向钢筋(16)和绑扎板上部横向钢筋(15)与板上部纵向钢筋(17); 6)浇筑梁板混凝土:待楼盖支撑体系(I)、梁板模板、梁板钢筋和梁板后浇缝(3.1)验收合格后，自梁板后浇缝(3.1)两侧开始对称浇筑梁板混凝土(22); 7)混凝土养护:当常温施工时，梁板混凝土(22)表面覆盖塑料薄膜保湿养护；当冬期施工时，梁板混凝土 (22)表面覆盖塑料薄膜与矿棉毡保温保湿养护； 8)后浇缝浇筑:梁板混凝土(22)浇筑后，清理干净梁板后浇缝(3.1)内的挤塑聚苯板，并插入梁板后浇缝底部面板条(23)，然后采用比梁板混凝土 (22)高5MPa的微膨胀化学灌浆料(24)浇筑梁板后浇缝(3.1); 9)后浇缝养护:常温施工时，梁板后浇缝(3.1)浇筑后，在其上平两侧设置1:2水泥砂浆围堰，蓄水养护;冬期施工时，确保微膨胀化学灌浆料(24)浇筑后的温度在5°C?10°C区间，并及时在其上部覆盖I层?2层塑料薄膜和3层?4层矿棉毡保温保湿养护。2.根据权利要求书I所述的超长楼盖混凝土后浇缝设计与施工工艺，其特征在于:步骤3)中的梁板无粘结钢筋区域，根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012作如下计算确定: a梁板无粘结钢筋区域的均匀温度作用与收缩徐变标准值计算:A Tk = Ts,max-To,min+Txs = 45-5+15 = 55°C 式中:Δ Tk一均匀温度作用与收缩徐变标准值，单位。C ; Ts,max—结构最高平均温度，取通常厚度楼盖混凝土最大温升45°C; To,min—结构最低初始平均温度，取冬期施工的楼盖混凝土最低入模温度5°C ; Txs—混凝土材料的徐变和收缩效应，按照《铁路桥涵设计基本规范》TB10002.1-2005取相当于降低温度15°C; b钢筋温差收缩应变计算:(1)梁板无粘结钢筋温差收缩应变值计算:ΔI = aT Δ Tkl = 12 X 10—6 X 55 X 40000 = 26.4mm； (2)梁板无粘结钢筋延伸能力验算:AI < 5gt Iw= 26.4mm< 7.5% Iw = 0.075 X 500 =37.5mm;梁板无粘结钢筋延伸能力满足钢筋温差收缩应变值要求； (3)钢筋温差收缩应变计算:ε=Δ1/1= 26.4 + 40000 = 0.00066 式中:Δ I一无粘结钢筋温差收缩应变值，单位mm; aT—钢筋线膨胀系数取12 X 10-6/oC ; A Tk一均匀温度作用与收缩徐变标准值，单位。C ; I 一楼盖后浇缝间距取较大值40000mm; Sgt—HRB400级钢筋的伸长率取7.5%； Iw—楼盖后浇缝梁板无粘结钢筋总长度取较小值500mm; ε—后浇缝间距范围内的钢筋温差应变； c梁板无粘结钢筋温差收缩预应力计算:Os = EsE = 2.0 X 15 X 0.00066 = 132N/mm2 ； 式中:os—梁板无粘结钢筋温差收缩预应力N/mm2; Es—钢筋的弹性模量取2.0 X 105N/mm2; ε—后浇缝间距范围内的钢筋温差应变。3.根据权利要求书I所述的超长楼盖混凝土后浇缝设计与施工工艺，其特征在于:步骤3)中的梁板无粘结钢筋区域的梁纵向钢筋和板横向钢筋均为贯通设置。4.根据权利要求书I所述的超长楼盖混凝土后浇缝设计与施工工艺，其特征在于:步骤4)中的梁后浇缝两侧钢板网(9.1)和步骤5)中的板后浇缝两侧钢板网(19.1)均采用厚度0.3醒?0.5醒，网格长、宽为I.5醒?2.0醒的钢板网。5.根据权利要求书I所述的超长楼盖混凝土后浇缝设计与施工工艺，其特征在于:步骤8)梁板后浇缝(3.1)浇筑选择气温降低时节。
【文档编号】E04B1/68GK105863088SQ201610393923
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】贾华远, 王芳, 刘斌, 庞宾
【申请人】山东万鑫建设有限公司