三維扭曲旋轉(zhuǎn)傾斜鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)模板及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑結(jié)構(gòu)及其施工方法，具體為一種三維扭曲旋轉(zhuǎn)傾斜鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)模板及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能吸熱塔是太陽(yáng)能塔式熱發(fā)電實(shí)驗(yàn)電站的標(biāo)志性建筑，它承載著吸熱器功能，是塔式電站的重要構(gòu)筑物。本案的太陽(yáng)能吸熱塔為內(nèi)筒剪力墻和外裙柱裙板鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒與外裙柱裙板之間采用梁板系連接。其中，內(nèi)筒高度為119米，外裙柱裙板呈三維扭曲旋轉(zhuǎn)造型，高度達(dá)64米，外裙板整體造型形如“少女舞動(dòng)的裙擺”，其由12條褶皺棱線和12面曲線面構(gòu)成，棱線即裙柱(800X800方柱)外角棱線，裙柱棱線與裙板(150mm厚墻體)邊線重合。整體裙擺造型，內(nèi)側(cè)由三維扭曲的方柱支撐，外敷三維扭曲的剪力墻，裙柱間為三維扭曲的環(huán)梁。由裙柱與裙板組成的結(jié)構(gòu)體系在自身三維扭曲的同時(shí)不斷向上旋轉(zhuǎn)，從基礎(chǔ)開(kāi)始到與內(nèi)筒重合之處，裙柱自身扭曲90度，裙柱裙板整體向上旋轉(zhuǎn)共120度，裙柱裙板整體向內(nèi)側(cè)傾斜移動(dòng)10米。因裙柱裙板自身扭轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)，在任意標(biāo)高之處，裙柱四個(gè)面和裙板內(nèi)外兩面曲率均在發(fā)生變化，水平投影截面形狀和尺寸隨高度時(shí)刻發(fā)生變化，因旋轉(zhuǎn)，裙柱豎向中軸線向內(nèi)傾斜的角度也在發(fā)生變化。此三維扭曲旋轉(zhuǎn)傾斜鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裙擺設(shè)計(jì)造型沒(méi)有可借鑒的先例。要把設(shè)計(jì)的平面投影轉(zhuǎn)換成三維模型，并指導(dǎo)實(shí)體施工并最終實(shí)現(xiàn)，需要攻克很多方面的技術(shù)問(wèn)題，比如，裙柱裙板模板加工制作難題。裙柱裙板模板加工制作的困難在于:裙柱裙板的總體施工順序；裙柱、裙板的模板設(shè)計(jì)，材料選用；模板加工制作技術(shù)難題；裙柱裙板模板安裝、加固。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上面的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種三維扭曲旋轉(zhuǎn)傾斜鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)模板及其施工方法，克服了在裙柱裙板在加工和施工過(guò)程中存在的技術(shù)難題。
[0004]具體解決方案為:三維扭曲旋轉(zhuǎn)傾斜鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)模板，包括裙柱模板和裙板模板和模板支撐架，裙柱模板和裙板模板變化曲率不一，且依相應(yīng)的裙柱(4)和裙板呈三維扭曲旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；裙柱模板包括由多層板為定型板的裙柱內(nèi)模、裙柱側(cè)模和裙柱外模，以及裙柱方鋼背楞，多層板為四曲面多層板，所述裙柱方鋼背楞為弧形背楞，采用自攻燕尾螺釘將方鋼背楞固定在多層板上，彼此之間用螺栓連接，整體采用槽鋼和對(duì)拉螺栓加固；所述裙板模板包括裙板定型模板和裙板方鋼骨架，彼此之間用螺栓連接，裙板定型模板為多層板，裙板定型模板分為內(nèi)模、外模并用穿墻螺栓和鋼管加固；所述模板支撐架包括裙柱模板支撐架和裙板模板支撐架，裙柱模板支撐架固定連接裙柱模板，裙板模板支撐架固定連接裙板模板。
[0005]進(jìn)一步，所述裙柱模板支撐架為沿著投影方向搭設(shè)的三排腳手架，作為支撐模板之用，此架子與已搭設(shè)的鋼筋定位腳手架配合，兩個(gè)側(cè)面加設(shè)豎向剪刀撐。
[0006]進(jìn)一步，所述裙板模板支撐架為搭設(shè)的滿(mǎn)堂三排腳手架，兩個(gè)側(cè)面加設(shè)豎向剪刀撐，將內(nèi)模臨時(shí)固定在架體上，用頂托固定。
[0007]本發(fā)明還公開(kāi)了三維扭曲旋轉(zhuǎn)傾斜鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)模板的施工方法，包括如下步驟:第一步，構(gòu)建三維模型圖，認(rèn)識(shí)裙板結(jié)構(gòu):將設(shè)計(jì)按照標(biāo)高的平面投影定位圖全部疊加，制作縮小模型，了解裙柱和裙板的空間運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)裙板結(jié)構(gòu)，為確定總體施工順序和模板制作思路提供了可靠的依據(jù)；第二步，定位放線:主要是水平面投影定位和豎向標(biāo)高抄測(cè)對(duì)裙柱裙板進(jìn)行定位，以裙柱的定位放線保證裙板的定位，通過(guò)網(wǎng)格線定位，自基礎(chǔ)到結(jié)構(gòu)頂均采用網(wǎng)格線控制，在網(wǎng)格上定位出裙柱的水平投影尺寸，水平投影尺寸隨標(biāo)高不斷地變化；裙板的水平投影定位主要是參照已澆筑的裙柱位置，在裙柱上面施劃出裙板邊線，將弧段幾等分水平投影施畫(huà)在測(cè)量平臺(tái)上；第三步，制作裙柱模板內(nèi)胎模、裙板胎架:根據(jù)設(shè)計(jì)，先按照標(biāo)高和水平截面投影尺寸，分段制作裙柱模板內(nèi)胎、裙板胎架；第四步，制作裙柱模板:利用胎模自身形成的四個(gè)曲面，將多層板覆在胎模骨架上；再將方鋼背楞壓彎成弧，采用自攻燕尾螺釘固定在多層板上，加工好后的裙柱在外側(cè)板面上噴編號(hào)和標(biāo)高；第五步，制作裙板模板:利用方鋼胎架，將方鋼在胎架上找出弧度，壓彎，四條方鋼通過(guò)焊接形成扭曲曲面，將多層板用自攻燕尾螺釘固定在方鋼骨架上，自然形成扭曲弧面；第六步，裙柱模板和裙板模板試拼裝:按照標(biāo)高分段組裝的模板，按照水平面投影定位線，將分片制作出來(lái)的模板，用螺栓連接進(jìn)行組裝，成一整體弧段，進(jìn)行試拼；組裝完成的整片模板經(jīng)調(diào)整后，分片碼放，在使用時(shí)直接吊至工作面，弧板內(nèi)側(cè)搭設(shè)滿(mǎn)堂腳手架支撐，內(nèi)外弧板用穿墻螺栓和鋼管加固。第七步，裙柱模板安裝加固:在工作面上的樓板或測(cè)量平臺(tái)上，按照裙柱的水平投影閉合四邊形，定出裙柱模板安裝控制線，沿著投影方向搭設(shè)腳手架，作為支撐模板之用，此架子與已搭設(shè)的鋼筋定位腳手架配合，兩個(gè)側(cè)面加設(shè)豎向剪刀撐。第八步，裙板模板安裝加固:裙板模板在加工試拼場(chǎng)地經(jīng)自組裝無(wú)誤后，吊至工作面，在已澆筑的裙柱面上定位出裙板在裙柱的邊線，采取沿縱向標(biāo)高三點(diǎn)控制模板位置，直接將裙板內(nèi)外模板組裝。
[0008]進(jìn)一步，所述第三步中，制作裙柱內(nèi)胎模時(shí)，先截取裙柱三維立體圖中，上下兩個(gè)標(biāo)高的水平投影閉合四邊形；按照標(biāo)高截取一段裙柱，根據(jù)裙柱此段上下標(biāo)高在水平面的投影位置和水平投影尺寸，用網(wǎng)格線定位出來(lái)，上下標(biāo)高截面尺寸采用多層板裁出不規(guī)則四邊形，上下裁出的不規(guī)則四邊形多層板，用木楞沿多層板內(nèi)邊緣上下支撐，中間用木楞斜撐加固，多層板邊緣倒角，以此制作出一段裙柱的內(nèi)胎模。
[0009]進(jìn)一步，第六步中，裙柱模板安裝時(shí)，先安裝底模，然后拼裝其他模板面，按照模板控制線組裝完成后，進(jìn)行調(diào)整，保證位置準(zhǔn)確和鋼筋保護(hù)層厚度，然后用槽鋼和穿墻螺栓加固，底模和兩側(cè)采用鋼管和頂托加固，避免位移。
[0010]進(jìn)一步，第七步中，裙板模板組裝時(shí)，先在內(nèi)模內(nèi)側(cè)搭設(shè)滿(mǎn)堂三排腳手架，立桿間距1000mm，步距1500mm，兩個(gè)側(cè)面加設(shè)豎向剪刀撐，將內(nèi)模臨時(shí)固定在架體上，用頂托固定，然后綁扎鋼筋，鋪設(shè)外模，內(nèi)外模采用穿墻螺栓和蝴蝶卡子、鋼管加固；豎向鋼管間距600_，通常水平縱向鋼管間距600_，每一標(biāo)高段的模板水平方向一般為兩道鋼管，水平縱向鋼管預(yù)先需彎曲弧度；裙板安裝采用下跨的方式，即裙板模板下底標(biāo)高多出的10mm多層板用穿墻螺栓夾住已澆筑的混凝土兩側(cè)，以避免錯(cuò)臺(tái)漏漿現(xiàn)象發(fā)生。
[0011]有益效果:通過(guò)建立的三維立體圖，分標(biāo)高分段劃分裙柱裙板模塊，創(chuàng)新地采用裙柱內(nèi)胎模和裙板內(nèi)胎架，利用多層板柔韌性和方鋼能雙面壓彎，與多層板接觸面大的特點(diǎn)，分塊制作出裙柱裙板模板，并通過(guò)角鋼螺栓外角分片組裝、試拼等方法成功地解決了裙柱裙板模板技術(shù)難題，并成功地運(yùn)用到工程上去。對(duì)鋼木模板體系的選擇，降低了加工、制作和安裝難度，節(jié)省了模板制作成本費(fèi)用。以建立水平網(wǎng)格線，確立水平投影和豎向標(biāo)高的三維定位控制，保證了裙柱裙板的空間扭轉(zhuǎn)移動(dòng)形態(tài)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為裙柱模板模塊立體圖。
[0013]圖2為裙柱模板模塊沿裙柱中心線橫截面圖。
[0014]圖3為裙板模板與裙板胎架立體圖。
[0015]圖4為三維扭曲旋轉(zhuǎn)傾斜鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)立體圖。
[0016]圖中，11-裙柱內(nèi)模；12_裙柱側(cè)模；13_裙柱外模；14_裙柱方鋼背楞；15_方鋼固定件；21_裙板定型模板；22_裙板方鋼骨架；31_裙板胎架；4_裙柱；5_裙板；6_裙柱混凝土。
【具體實(shí)施方式】
[0017]裙柱模板的設(shè)計(jì)及加工制作顛覆了傳統(tǒng)柱模、墻模的模板的設(shè)計(jì)做法，采取的措施主要有:先按照標(biāo)高和水平截面投影尺寸，分段制作出裙柱模板內(nèi)胎、裙板胎架，然后利用胎模自身形成的四個(gè)曲面，將多層板覆在胎模骨架上，再將方鋼背楞壓彎成弧，采用自攻燕尾螺釘固定在多層板上。裙板模板是利用方鋼胎架，將方鋼在胎架上找出弧度，壓彎，四條方鋼通過(guò)焊接形成扭曲曲面，將多層板用自攻燕尾螺釘固定在方鋼骨架上，自然形成扭曲弧面。兩者的區(qū)別在于，裙柱模板是通過(guò)先做出弧面，再安裝龍骨背楞，裙板模板是先制作出背楞框，然后再安裝面板形成曲面。
[0018]在整體施工順序上，主要是從裙柱裙板的三維扭曲形態(tài)，以各裙柱扭轉(zhuǎn)的角度來(lái)控制裙板的扭轉(zhuǎn)弧度，并利于各自的鋼筋綁扎、模板定位加固等方面考慮，采用裙柱、裙板