玻璃鋼外模異型混凝土結構施工工法

2022-09-23 00:36:06 字數 4458 閱讀 2782

1.前言

現代建築造型趨向於美觀和複雜,設計中經常出現大型異型現澆混凝土結構構件。如河南省體育中心體育場工程計分牌為現澆混凝土結構,形似半個切開的橄欖立起放置,採用鋼骨混凝土骨架,外殼為80mm厚清水混凝土外塗金屬氟碳漆裝飾,結構外形要求模板為立體弧面,曲面空間定位複雜。採用普通的鋼、木模板無法完成計分牌三維曲面外殼的混凝土成型。

玻璃鋼外模異型混凝土結構施工工法是一種採用玻璃鋼模板作為異型混凝土結構外模,普通膠合板作內模的施工方法。該項技術由河南省第一建築工程集團有限責任公司研究開發,並首先應用於河南省體育場橄欖形計分牌施工。採用此項技術的「河南省體育場施工技術研究」於2023年7月由河南省科學技術廳組織鑑定,鑑定意見認為具有國內同類施工技術領先水平。

採用該技術的「河南省體育中心體育場工程」專案獲鄭州市人民**頒發的鄭州市科技進步二等獎和河南省人民**頒發的河南省科學技術進步二等獎,並通過了建設部科技示範工程驗收。「河南省體育場施工技術研究」獲河南省建設廳頒發的2023年河南省科學技術進步一等獎,又獲2023年華夏建設科學技術三等獎。

工法關鍵技術已申請發明專利「大型異型混凝土殼體玻璃鋼外模的成型方法」和「混凝土大型異型薄殼結構體的施工方法」,並已被授予發明專利權。

河南省第一建築工程集團有限責任公司根據施工經驗編制本工法。工法已於2023年被評為河南省省級工法。

2.工法特點

工法能有效解決施工圖只給定了異型混凝土結構的控制尺寸、沒有給出異型混凝土結構外部各點的空間座標和控制方程,從而給模板製作和支設帶來的困難,確保異型混凝土結構外形光滑圓順,保證了異型混凝土結構的外觀效果。與傳統模板工藝相比,本工法可降低外模板製作費用20%~30%,經濟效益顯著。採用本工法施工異型混凝土結構,具有工效高和澆築成型的構件表面光滑整潔等特點,能完成異型混凝土結構三維曲面外殼的混凝土成型,可順利解決異型混凝土結構無法用鋼、木模板成型達到設計要求的施工難題。

3.適用範圍

本工法適用於大型三維空間異型混凝土結構的施工。

4.工藝原理

該項技術中玻璃鋼外模是利用不飽和聚酯樹脂和玻璃絲布,按照擬澆築構件外形胎模成型的分塊組裝模板。遵循施工中現場放樣和方便施工的思想,在施工現場按設計給定尺寸製作1:1土質胎模,做到表面修整成型好的胎模與異型混凝土結構外形控制尺寸吻合,並經設計確認後現場製作玻璃鋼外模。

按外模支設部位,在胎模表面用玻璃絲布和不飽和聚酯樹脂分層鋪貼成型外模面層,技術處理後將型鋼骨架包裹,形成玻璃鋼外模。採用胎模成型的玻璃鋼外模板吊裝後定位分塊組裝,完成異型混凝土結構三維曲面外殼的混凝土成型。通過在異型混凝土結構外部混凝土中摻加水泥基防水材料並特別注意了相容性問題,有效解決了異型混凝土結構外殼抗滲漏的難點。

5.施工工藝流程及操作要點

5.1施工工藝流程

模板設計→胎模成型→玻璃鋼外模製作→異型混凝土結構模架搭設→玻璃鋼外模就位固定→結構鋼筋綁紮→內模支設→異型結構混凝土澆築→混凝土養護→拆除模板→表面裝飾→模架拆除。

5.2操作要點

5.2.1 模板設計

模板設計的目的是確定合理的模板構成和支設方案。

支設方案應包括:模架搭設方法,外模支設部位和方法,內模支設部位、順序和方法(圖5.2.1是乙個空間曲面的模板支設方案)。

內、外模板的板麵厚度、骨架規格、間距應根據受力情況進行設計。

圖5.2.1 模板支設示意圖

5.2.2 胎模成型

在現場按施工圖給定的異型混凝土結構外形控制尺寸做出1:1的土胎模,土胎模表面用120磚平鋪一層,然後用1:2水泥砂漿粉光,表面修整成型好的胎模與異型混凝土結構外形控制尺寸吻合。

胎模成型後的外形和尺寸需經設計確認後方可進行下道工序施工。

5.2.3 . 玻璃鋼外模製作

1、按外模支設部位,在胎模表面用玻璃絲布和不飽和聚酯樹脂分層鋪貼成型外模面層。

2、略。

3、當玻璃鋼完全固化後,按外模分塊將玻璃鋼外模從胎模上取下,並編號存放。

5.2.4 模架架體搭設

在異型混凝土結構設計位置搭設模架,模架要有利於玻璃鋼外模的安裝、固定和拆除,尚應兼顧結構表面裝飾操作。

5.2.5 外模就位固定

先將外模分段高度算出並標在鋼管模架豎桿上,然後按編號用吊車將外模吊至安裝位置臨時固定。一組外模吊裝完畢後,進行外模拼縫和平順調整,並認真校驗模板的對稱性,合格後,將外模焊牢在模架豎桿上。

5.2.6 結構鋼筋綁紮

外模安裝固定後,可以開始結構鋼筋綁紮。鋼筋綁紮時應注意不得損傷外模。綁紮異型混凝土結構下部外殼鋼筋時,要按間距600×600留置φ12鋼筋馬凳作內模支撐。

5.2.7 內模支設

內模採用木模,分上、下兩部份支設。

略。5.2.8 混凝土澆築

異型結構混凝土宜採用料斗澆築。下部結構混凝土坍落度140~180mm,與殼體內模安裝分段同步進行澆築。上部結構混凝土坍落度50~80mm,澆築混凝土之前應間隔1m設乙個標高(殼體厚度)控制點,混凝土澆築應從兩端向中間對稱進行,以減小對模板的水平推力。

5.2.9 混凝土養護

異型混凝土結構的外殼應在混凝土初凝後使用養護液塗刷養護,養護時間不少於21d。

5.2.10 拆除模板

異型結構混凝土強度達到設計強度後,可以拆除模板。模板拆除後,應及時對混凝土表面缺陷進行修正,以便表面裝飾施工。

6.材料與裝置

6.1 主要材料(見表6.1-1)

表6.1-1 主要材料表

6.2 主要施工機具裝置(見表6.2-1)

表6.2-1 主要施工機具裝置表

7.質量控制

7.1 質量控制標準

7.1.1異型混凝土結構施工質量執行《混凝土結構工程施工質量驗收規範》 gb50204的有關要求。

7.1.2 主控專案

1 安裝模板及其支架時,基礎應具有承受上部荷載的承載能力。支架的立桿應對準,並鋪設墊板。

檢查數量:全數檢查。

檢驗方法:對照施工技術方案逐點目測觀察。

2結構混凝土的強度等級必須符合設計要求。用於檢查結構構件混凝土強度的試件,應在混凝土澆築地點隨機抽取。

檢驗方法:檢查施工記錄及試件強度試驗報告。

3 混凝土運輸、澆築及間歇的全部時間不應超過混凝土的初凝時間。

檢查數量:全數檢查。

檢驗方法:觀察,檢查施工記錄。

4 底模及其支架拆除時的混凝土強度應符合設計要求。

檢查數量:全數檢查。

檢驗方法:檢查同條件養護試件強度試驗報告。

7.1.3 一般專案

1 玻璃鋼外模板表面要求平整光滑,其允許偏差應符合表7.1.3-1的規定。

表7.1.3-1 玻璃鋼外模板表面允許偏差及檢驗方法

2 模板安裝允許偏差應符合表7.1.3-2的規定

表7.1.3-2 模板安裝允許偏差及檢驗方法

3 異型混凝土結構不應有影響結構效能、使用功能和外觀的尺寸偏差,外觀偏差應符合表7.1.3-3的規定。

表7.1.3-3 結構尺寸允許偏差及檢驗方法

7.2 質量保證措施

7.2.1 熟悉設計意圖,合理編制模板支設方案。

7.2.2 認真製作胎模,加強與設計單位的溝通,及時進行胎模修正,並注意胎模的對稱性和表面圓順平整度。

7.2.3 玻璃鋼外模製作應保證板麵的厚度,注意型鋼骨架與玻璃鋼板麵結合牢固。

7.2.4 外模就位安裝時,應使用樣板將模板矯正平順後再進行固定。內、外模支設完成後,應認真校驗模板的對稱性。

7.2.5 混凝土澆築時,應注意控制殼體厚度,減小混凝土的水平推力。摻加水泥基防水材料前,應確認相容性試驗合格。

7.2.6 拆除模板後,應認真進行混凝土表面的修正。

8.安全措施

8.1 所有機械操作之前,應先進行空載試驗,檢查運轉中安全防護措施、機具件是否牢固,操作人員應做好自我勞動保護。

8.2 施工人員必須戴好安全帽,2公尺以上作業必須繫好安全帶及安全扣。

8.3 施工人員身體健康,無高血壓、心臟病等不適合高空作業的疾病。不准酒後上崗,不准帶病作業。

8.4 施工人員認真學習安全操作規程,提高安全意識,重點狠抓違章操作的現象,堅持做到每道工序有安全交底。

8.5 略。

9.環保措施

9.1 材料運輸車輛嚴格管理,不超載、不遺灑、不揚塵,文明駕駛,遵守交通法規。

9.2 板材切割在地面進行,施工時注意減少揚塵,完工後將材料堆碼整齊,工作現場清理乾淨,電器裝置及工具**入庫,鎖好電源閘箱。

9.3 現場散落的模板廢料應**集中,供再生後重複利用。

9.4 分段澆築砼時注意對已完成砼面的保護,砼施工注意工完料清,保證施工現場的清潔。

9.5 略。

10.效益分析

10.1能按設計意圖完成施工圖不易表達的三維空間異型混凝土結構模板製作難題。

10.2與木製定型外模板相比,可降低外模板製作費用20%;與鋼製定型外模板相比,可降低外模板製作費用30%。參考《河南省建築和裝飾工程綜合基價》(2002)有關內容,以河南省體育中心體育場工程計分牌施工為例,三維曲面外殼計分牌木模板制安費合計:

40萬元,採用專用胎模成型玻璃鋼模板費用為:23.1萬元,共節約木成材27.

9m3,節約人工制安費30%,節約費用為:40-23.1=16.

9萬元,經濟效益明顯。

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