一种用于立体预制全装配式混凝土结构的支顶循环系统的制作方法

本实用新型涉及建筑物领域，具体涉及一种用于立体预制全装配式混凝土结构的支顶循环系统。

背景技术：

装配式混凝土结构由于其不可替代的优越性，是装配式建筑的主流结构。经过现代人类几十年的努力，装配式混凝土结构持续发展，特别是2016年中国国务院常务会议决定大力发展装配式建筑，推动产业结构调整升级，并发布《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，中国式的装配式混凝土结构有了很大的发展和提髙。

时至今日，装配式混凝土结构的预制方法都采用二维平面预制，是在混凝土结构最重要的节点核心区拆分，破坏了节点核心区的完整性，预制之后再装配连接也降低了节点核心区的可靠性；同时，二维平面预制也必然带来三维立体装配的众多钢筋连接的困难。我们认为：由工厂产出的构件产品是很好看的、工厂生产和现场安装都是很环保的、长远是很有意义的；生产方式进步是很大的；但大多数生产方式还是简单的，生产的产品是基本不能方便施工的；施工的结果争议不断，主要负面观点认为是不可靠的、麻烦的、昂贵的，即使是美国、日本、新加坡及中国香港等先进的国家和地区也是如此，这是由二维平面预制三维立体安装所带来的必然结果。

针对以上技术问题，迫切地需要研发一种完全崭新的立体预制全装配式混凝土结构方法以保证装配式混凝土结构装配连接后节点核心区的可靠性，以及保证混凝土结构中钢筋锚固和连接的可靠性，在保证这两者的情况下可以建造出结构抗震性能强于现浇混凝土结构的装配式混凝土结构，同时可将装配式混凝土结构的装配率从50％以下极大地提高至99％，即全装配。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于立体预制全装配式混凝土结构的支顶循环系统以解决现有技术中采用二维平面预制的混凝土结构装配后结构不可靠的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型的一种用于立体预制全装配式混凝土结构的支顶循环系统采用的技术方案为：

一种用于立体预制全装配式混凝土结构的支顶循环系统，包括施工平台和用于支承施工平台的支顶组件，支顶组件包括空心的油缸下段，其内空中插装有可上下升降的油缸活动段，油缸活动段顶端安装有活动支托，油缸下段顶端安装有转换支托，转换支托具有供油缸活动段由之伸出的过孔，活动支托的下端具有凹槽，所述凹槽的横截面形状与油缸活动段的横截面形状吻合，活动支托通过所述凹槽可拆装地套装在油缸活动段顶端，所述过孔尺寸小于所述活动支托的下端尺寸，转换支托的中部开设有用于容纳活动支托且可由侧面取出活动支托的容纳槽，转换支托的上端面具有第一支承面，活动支托的上端面具有第二支承面，第一支承面与第二支承面相平行，施工平台上设置有供未安装活动支托的油缸活动段由之穿过的避让孔。

所述转换支托包括连接部和侧支承部，转换支托通过连接部安装在油缸下段顶端，侧支承部间隔设置有两个，两个侧支承部对称设置在连接部的左右两侧，两个侧支承部的上端面形成所述第一支承面，所述过孔设在连接部上，两个侧支承部与过孔完全错开以不影响油缸活动段升降。

所述第二支承面为长形结构，两个侧支承部之间的间隔大于第二支承面的宽度而形成所述容纳槽。

所述连接部包括前后两侧对称开设劈槽的筒状结构，所述劈槽上端开口，劈槽的宽度大于第二支承面的宽度以形成所述容纳槽。

所述连接部的下端设置有与油缸下段顶端形状吻合适配以套装在油缸下段顶端的连接槽。

所述油缸下段为油缸的固定部分，所述油缸活动段为油缸的活塞杆部分，支顶组件布置有多组。

本实用新型的有益效果：使用本实用新型预制全装配式混凝土结构时，每层的混凝土结构预制单元划分，均是以保证节点核心区完整为前提，通过搭建完整层的施工平台来预制完整层的若干个混凝土结构预制单元，预制单元之间拆装顺畅。同时靠上一层的混凝土结构以靠下一层的混凝土结构为基准进行预制，通过在施工平台上预制相邻两层的混凝土结构，能保证上下层相对应的预制单元之间的拆装顺畅。配合可升降的支顶循环系统，由下至上循环进行预制直至设计项目最高层，最高层总层数可与现浇混凝土结构完全相同。以保证混凝土结构节点核心区完整为前提划分的预制单元建造方便，能直接提高节点核心区的强度，间接地也能提高钢筋的锚固和连接强度，可以建造出结构抗震性能强于现浇混凝土结构的装配式混凝土结构。同时，即使是电梯井、核心筒等复杂部位也是按照相同方法进行预制和装配，可以将装配式混凝土结构的装配率从现有50％以下极大地提高至99％，即全装配。综上可知，通过本实用新型可实现工厂预制与现场装配相分离，实现“把可靠交给工厂，把方便送给现场”的目的，最终保障全装配式混凝土结构的可靠性和方便性。

附图说明

图1为本实用新型的一种用于立体预制全装配式混凝土结构的支顶循环系统的一个实施例中油缸活动段降到最底时的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3为图1中的一种用于立体预制全装配式混凝土结构的支顶循环系统拆去施工平台与活动支托后的结构示意图；

图4是图1中的油缸活动段升起到第一状态时的结构示意图。

图5是布置有多组支顶组件时本实用新型的一种用于立体预制全装配式混凝土结构的支顶循环系统的一个实施例中油缸活动段升起到第二状态时的结构示意图。

图6是图5中的油缸活动段升起到高于第二状态并拆下第一层混凝土结构和第一层施工平台时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型的一种用于立体预制全装配式混凝土结构的支顶循环系统的实施例：

本实用新型的一种用于立体预制全装配式混凝土结构的支顶循环系统，包括用于立体预制混凝土结构的施工平台和用于支承施工平台的支顶组件。支顶组件的具体结构如图1至图4所示，包括空心的油缸下段1，油缸下段1中插装有可上下升降的油缸活动段2，油缸下段1上端安装有转换支托3，转换支托3的中部开设有供油缸活动段2由之伸出的过孔31，油缸活动段2的上端套装有活动支托4，转换支托3的中部开设有用于容纳活动支托4且可供活动支托4由转换支托3的侧面拆下的容纳槽33。转换支托3的上端面具有第一支承面32，活动支托4的上端面具有第二支承面41，第一支承面32与第二支承面41相平行。

施工平台5为框架式型钢结构，框架式型钢结构的施工平台5一是可作为水平构件各预制单元制造阶段的支承，二是可供未安装活动支托4的油缸活动段2伸出。

本实施例中，所述转换支托3包括连接部34和侧支承部35。连接部34由筒体前后两端对称开设上开口的劈槽而制成，两个侧支承部35对称设置在连接部34的左右两侧，两个侧支承部35的上端面形成所述第一支承面32。连接部34的下端设置有与油缸下段1上端形状吻合适配以套装在油缸下段1上端的连接槽，转换支托3通过连接部34安装在油缸下段1上端。

活动支托4的下端具有凹槽，所述凹槽的横截面形状与油缸活动段2的横截面形状吻合，活动支托4通过所述凹槽套装在油缸活动段2上端，在油缸活动段2上升前活动支托4必须先拆下。过孔31尺寸小于所述活动支托4的下端尺寸，在油缸活动段2下降到上层施工平台5的底部接触到转换支托3的第一支承面32时，转换支托3支承降下来的上层施工平台5，活动支托4脱离上层施工平台5；当油缸活动段2再下降，活动支托4的下端与转换支托3的过孔31顶面接触；当油缸活动段2继续下降到其顶端低于转换支托3的过孔31顶面时，活动支托4与油缸活动段2脱离，活动支托4可以由侧面平移取出。

第二支承面41为长形结构，且其面积大于油缸活动段2上端的面积。劈槽的宽度大于第二支承面41的宽度而形成所述容纳槽33。过孔31开设在连接部34上，设置在连接部34外侧面的两个侧支承部35与过孔31完全错开所以不会影响油缸活动段2升降。

在其他实施例中，连接部还可以是环状结构，将侧支承部间隔安装在连接部两侧，此时需要保证两侧支承部间的距离大于第二支承面41的宽度即可形成容纳槽33，但需要保证转换支托3的整体具有足够承载力。

制造第一层混凝土结构时，支顶循环系统的状态可以如图1所示，活动支托4不在容纳槽33内(也可以是在油缸活动段2已升至第一层混凝土结构楼板板面之上任何高度的状态)，在第一支承面32上搭建第一层施工平台51，并在第一层施工平台51上制造第一层混凝土结构；第一层混凝土结构制造完成后，升起油缸活动段2至第一状态(第一层混凝土结构楼板面之上)，将活动支托4安装在油缸活动段2顶端，继续上升油缸活动段2至第二状态(此状态下可保证第一层混凝土结构板面与第二层混凝土结构板面之间的距离等于第二层的层高)，在第二支承面41上搭建第二层施工平台52，并在第二层施工平台52上制造第二层混凝土结构。搭建第二层施工平台52后的支顶循环系统的结构如图4所示。

制造第一层混凝土结构时，必须按施工图深化设计的要求，将包括从楼面板向上伸出竖向钢筋及其螺纹大头在内的第一层混凝土结构各竖向构件的各预制单元完整制造，以保证第一层混凝土结构的节点核心区完整，并作为第二层混凝土结构制造的基准。以上各层类推。

第二层混凝土结构制造完成后，需要拆下第一层施工平台51及其之上的第一层混凝土结构。具体操作步骤如下：先拆开第二层混凝土结构与第一层混凝土结构之间的连接套筒，将两者弧立；再继续上升油缸活动段2至第二状态以上的更高位置处，此时第二层施工平台52与第一层混凝土结构完全脱离；之后将第一层混凝土结构与第一层施工平台51均由转换支托3上拆下；最后下降油缸活动段2至第二层施工平台52的底部接触到转换支托3的第一支承面32时，转换支托3支承降下来的第二层施工平台52，活动支托4脱离第二层施工平台52；当油缸活动段2再下降，活动支托4的下端与转换支托3的过孔31顶面接触；当油缸活动段2继续下降到其顶端低于转换支托3的过孔31顶面时，活动支托4与油缸活动段2脱离，活动支托4平移取出，完成一个工作循环，为第三层施工平台的搭建做准备。

支顶组件布置有多组，多组支顶组件共同支承施工平台5，如图5和图6所示。

更优选的实施例中，所述油缸下段1为油缸的固定座部分，油缸活动段2为油缸的活塞杆部分，所使用的油缸为具有两段稳定伸长距离的二级油缸。

使用本实用新型立体预制全装配式混凝土结构时的步骤如下：

立体预制全装配式混凝土结构方法，用于实现混凝土结构的立体预制，立体预制的混凝土结构节点核心区强度高、钢筋连接强度高，理想情况下可以建造出结构抗震性能强于现浇混凝土结构的装配式混凝土结构，装配后建筑物的整体强度能强于现浇建筑。具体而言，包括以下步骤：

第一步，在预制厂房内或者平地上，搭建包括施工平台在内的支顶循环系统。

第二步，在施工平台上逐层预制混凝土结构。具体包括以下步骤：

步骤201，在第一层施工平台上先造出第一层混凝土结构、在第二层施工平台上造出第二层混凝土结构，造第二层混凝土结构时以第一层混凝土结构为基准，第二层的竖向钢筋与第一层的竖向钢筋预连接；

步骤202，把第一层混凝土结构由第二层混凝土结构之下拆分出来，即通过支顶循环系统顶起第二层施工平台，并将第一层混凝土结构连带第一层施工平台由支顶循环系统上拆下；

步骤203，通过支顶循环系统将包括第二层混凝土结构在内的第二层施工平台降落到原第一层施工平台的位置并替换支托；

步骤204，支顶循环系统上段重新上升一层，在降下来的第二层混凝土结构的上方搭建第三层施工平台，并以第二层混凝土结构为基准在第三层施工平台上造出第三层混凝土结构；

步骤205，循环以上步骤拆下下一层混凝土结构和下一层施工平台、降落包括上一层混凝土结构在内的上一层施工平台并以其为基准向上继续搭建更上一层施工平台和造出更上一层混凝土结构的过程，直到造出最高层的第n层混凝土结构。

步骤205之后，可将各层的混凝土结构拆下后进行养护、仓储，以待需要时转运至工程装配现场进行装配。

在第二步中，造出的每一层混凝土结构均包括多个按节点核心区划分的预制单元，是在施工图深化设计阶段进行划分的。划分预制单元时需要注意以下事项：一是在保留节点核心区完整性的基础上围绕节点核心区进行划分；二是要考虑预制单元的吊装和转运能力，可将预制单元的重量控制在200kn左右。三是要考虑相邻两预制单元之间预留缝的尺寸，一般控制在230mm～260mm。

本实施例中，预制单元的重量控制在200kn左右，主要是因为如果太小不利于保证节点核心区被完整地划分出来，需要一定的体积和重量，而且太小会增加更多的连接部位；如果太大又不利于吊装和转运，而现有大型塔吊的吊装能力最大也在10000knm以下，即起吊200kn的重量并伸出50m远。随着吊装设备和技术水平的进步以及运输条件较好时，在其他实施例中，预制单元还可以做得更大更重。

本实施例中，相邻两预制单元之间预留缝的尺寸控制在230mm～260mm，一是因为支顶循环系统的油缸活动段上升时需要穿过这个预留缝，而油缸活动段的直径需要240mm，此预留缝可作为避让缝。二是因为各预制单元在浇筑混凝土前要预连接钢筋套筒，浇筑混凝土并凝固后又要拧开钢筋套筒以拆开预制单元，还要在现场装配时作为安装缝以重新连接钢筋套筒，以上预连接钢筋套筒、拧开钢筋套筒和重新连接钢筋套筒时，采用专用工具更加方便快捷，而专用工具的操作间距约需要230mm；三是因为各单元块的钢筋连接完成后还要将各单元块通过浇筑新的混凝土浇结形成整体结构，此预留缝作为后浇带使用，如果太大又将增加现场混凝土的浇筑量，并降低全装配式混凝土结构的装配率。

在该步骤中，为避免拆分后难以辩别，更是需要在将相应层的混凝土结构拆分之前就对各预制单元进行编号。

制造预制单元时，相互连接的两预制单元对应的连接端钢筋上加工有直径大于钢筋母材直径的螺纹大头，将其中一个预制单元制造完成之后，先通过套筒将两者的螺纹大头预连接在一起，再浇筑另一预制单元的混凝土，或者预连接后将两预制单元同时浇筑混凝土。通过这种方法，拆开的两预制单元再次连接时，不需要再对螺纹大头的丝牙进行再次对准，保证了相邻两预制单元的再次顺畅连接。上述钢筋螺纹大头和套筒是申请人自主研发的，详见实用新型《具有粗牙螺纹大头和套筒的钢筋连接件》cn201821095637.3。

混凝土结构抗震性能是否可靠，关键是节点核心区是否可靠，主要体现在节点箍筋加密区是否做得好。申请人根据十数年从事工程质量监督工作经验得知，由于节点核心区钢筋太多太密，而且主筋很长甚至还有弯钩，造成节点最核心位置的竖向构件加密箍筋安装困难，要么是把这些加密箍筋放成一堆，要么干脆不放，有的即使提前把这些加密箍筋放好并分开成形，后来又由于带弯钩的主筋难以伸入，又把这些安装好的加密箍筋剪断了，无奇不有。因此混凝土结构现浇现场的情况是，绝大多数节点核心区做不好。由于节点核心区最核心位置的箍筋做不好，位于此处的主筋锚固强度也被大大地削弱了。

在工厂里，我们是以保证节点核心区完整为前提来划分预制单元，能够专业地把这些节点核心区做好。因为以保证节点核心区完整为前提划分了预制单元，制造时，同样还是那些钢筋，但是所有在节点核心区交汇、锚固的主筋都变短了，先把最核心位置的箍筋做成笼子，然后把较短的主筋从笼子中穿过是很容易办到的。预制单元的混凝土浇筑后，形成柱梁板一体或者墙梁板一体的节点核心区。这样就很自然地解决了让装配式混凝土结构比现浇混凝土结构的节点核心区强度高的问题，从而解决了让混凝土结构抗震性能提高的关键问题。

而把节点核心区最核心位置的箍筋做好了，位于此处的主筋锚固也就能够很方便地做好。如果个别位置的主筋弯钩实在太长，可以采用墩锚技术轻松解决。主筋的锚固做得更好了，也解决了让装配式混凝土结构抗震性能提高的另一个问题。

综上所述可知，采用立体预制方法可以造出结构抗震性能强于现浇混凝土结构的装配式混凝土结构，装配后的建筑物整体抗震性能也可以强于现浇混凝土结构建筑物。

第三步，按照预制单元编号逐层装配连接各预制单元。具体包括以下步骤：

步骤301，先装配相应层的竖向构件。

步骤302，在该层的竖向构件全部装配完成后，再装配该层的水平构件。

步骤303，在该层的预留缝位置浇筑混凝土。

组成柱子、剪力墙以及核心筒等竖向构件的预制单元装配连接并校正复核之后，其上下层之间的预留缝中可以浇筑混凝土，也可以暂不浇筑混凝土而待该层组成水平构件的其他预制单元装配连接并校正复核之后，再同时浇筑该层竖向构件和水平构件的各预制单元之间预留缝的混凝土。

步骤304，向上逐层装配直至完成整体装配。

最后说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。