CN101761134B - 空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构施工工艺。它是从下至上分段，依据每段的设计图纸进行逐段施工，每段施工步骤如下：1)根据设计图纸在施工现场对整个异型筒体群水平面的数字轴、字母轴控制轴线以及由数字轴、字母轴控制轴线偏移后得到的各异型筒体的平面网格定位模板的定位X’、Y’轴线进行测量定位；2)平面网格定位模板的制作；3)异型筒体外模支撑钢管排架的搭设；4)平面网格定位模板的安装；5)各异型筒体平面网格定位模板的高程引测定位及定位X’、Y’轴线复核；6)异型筒体外模施工；7)异型筒体钢筋施工；8)异型筒体内模支撑钢管排架搭设；9)异型筒体内模施工；10)异型筒体混凝土施工。本施工工艺采用“化整为零、集零为整”的方式，逐段逐个对异型筒体群施工，从施工材料至施工工具均为通用的，易于施工。

Description

空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构施工工艺

技术领域

本发明涉及一种工业与民用建筑的空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构的施工工艺。

背景技术

在近代的城市建设中，造型独特的建筑越来越被广泛应用，给城市景观带来活力。北京奥运会“鸟巢”、“水立方”建筑独特的外形形态，为我国增添了新的光彩和荣誉，也标志着我国建筑水平的不断提高。本专利申请的载体——上海证大喜玛拉雅艺术中心，是我国又一个外观造型别具匠心的建筑实例，其建筑造型采用空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构，充分体现了类似树根丛生的建筑形象。

空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构，建筑造型独特，形态奇异，这种建筑结构在国内外尚未见类似工程的报道，其结构施工难度大，质量要求高。该结构群的实现充分体现了上海证大喜玛拉雅艺术中心的艺术效果，它以新颖的艺术空间给人们以美的享受。

发明内容

本发明的目的在于针对所需解决的技术问题，提供一种空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构施工工艺

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：一种空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构施工工艺，其特征是从下至上分段，依据每段的设计图纸进行逐段施工。下面给出详细施工步骤：

1、根据设计图纸在施工现场对整个异型筒体群水平面的数字轴、字母轴控制轴线以及由数字轴、字母轴控制轴线偏移后得到的各异型筒体的平面网格定位模板的定位X’、Y’轴线进行测量定位

根据异型筒体结构定位轴线图，将经过每个异型筒体中心的正交数字轴、字母轴轴线作为平面网格定位模板的定位X’、Y’轴线；没有轴线经过或紧挨轴线的异型筒体将数字轴、字母轴控制轴线偏移后，使其正交于异型筒体中心做为的各异型筒体的平面网格定位模板的定位X’、Y’轴线；当单座异型筒体的面积超过10m²增设2条正交辅助轴线，以方便异型筒体定位以及增加定位精度。采用30m钢卷尺和J2经纬仪将数字轴、字母轴控制轴线、异型筒体平面网格定位模板的定位X’、Y’轴线和正交辅助轴线测量定位至施工现场。

2、平面网格定位模板的制作

2.1根据设计提供的异型筒体平面定位曲线图，衬以100×100mm的方格网，借助网格以直线段把同一水平剖面的外形定位控制点连接描绘出来，进而形成具有详细标注的平面网格定位模板曲线，扣除模板厚度后形成平面网格定位模板下料曲线。

2.2在操作平台上拼铺18mm厚夹板，所铺的夹板边线至少超出相应异型筒体的模板下料曲线0.9m，用墨线弹出100×100mm的方格网。根据异型筒体的平面网格定位模板下料曲线用电锯进行切割、下料。同时对已下料完成的模板进行编号及定位标识。

3、异型筒体外模支撑钢管排架的搭设

3.1外模支撑钢管排架的作用：为工人扎筋、支模提供操作平台及安全防护；作为异型筒体模板的支承架体，承担模板自重、混凝土浇筑时的侧压力及施工荷载；同时要求架体自身有足够的承载能力、刚度和稳定性，能够抵抗倾斜异型筒体的水平力和弯矩，保证异型筒体结构截面尺寸及平面定位正确。

3.2外模支撑钢管排架在异型筒体群建筑标高±0.00以下部分按照每层异型筒体的最大外边投影线离开300mm开始沿异型筒体周边布置一圈。架体宽为3根立杆的宽度，立杆横距900mm；沿环向纵距1500mm。随着异型筒体立面向外发散则沿径向增加立杆；当异型筒体立面向内收敛时，则沿径向增加悬挑立杆，使最内侧立杆离开异型筒体外边线距离保持在300mm~900mm，以满足模板搭设要求。异型筒体群建筑标高±0.000以上部分采用间距为900×900mm的钢管排架在地下室顶板上按满堂法搭设，遇异型筒体时以其首层板面标高切片线离开300mm为界线，将此异型筒体区域内的立杆及水平横杆撤除。随着异型筒体立面向外发散或向内收敛，再向外侧增加立杆或向内侧增加悬挑立杆，使最内侧立杆离开异型筒体外边线距离保持在300mm~900mm，以满足模板搭设要求。横杆步距按1.8m进行搭设。

4、平面网格定位模板的安装

在外模支撑钢管排架上安放95×95mm方木，用扣件通过钢管横杆将方木与支撑钢管排架固定牢固。根据平面网格定位模板上的定位X’、Y’轴线和平面网格定位模板的编号，将平面网格定位模板拼装、固定在现场相应的外模支撑钢管排架的方木上。

5、各异型筒体平面网格定位模板的高程引测定位及定位X’、Y’轴复核

5.1高程引测：由地面高程基准点引测出异型筒体群周边同一工程常规建筑各楼层建筑面标高+1.00m的控制线作为异型筒体标高的引测线，在常规建筑相应楼面上设高程测站，以异型筒体标高的引测线为基准，用水准仪将每段平面网格定位模板的标高引测到支撑钢管排架上。

5.2各异型筒体平面网格定位模板的定位X’、Y’轴校核：异型筒体平面网格定位模板每拼装900mm高(3段)，用线锤将平面网格定位模板定位X’、Y’轴线与地面控制轴线对中，对异型体进行轴线复核。当异型筒体施工高度增加时，每隔3.6m将楼面上的控制轴线传递到模板的支撑钢管排架上，作出明显标志并定时复核其准确性；3.6m以上的异型筒体平面网格定位模板轴线复核以此每3.6m处的标志为基准进行复核。

6、异型筒体外模施工

6.1将长290mm，截面尺寸50×50mm方木固定在18mm厚100×100mm方木板块上制成倒T形配件，其中方木的一个侧边与方木板的一边齐平。将倒T形配件连续水平固定在平面网格定位模板上，100×100×18mm方木块用作上下2块异型筒体曲面外模板接缝处的固定支点。长L＝290mm，间距300mm的50×50mm方木条，作为异型筒体曲面外模板的背楞。

6.2立面模板用高300mm、宽100~350mm、厚9mm的不等边四边形夹板连续固定在平面网格定位模板上，以n个上下平行的不等边四边形通过平面网格定位模板拟合成连续的空间异型多变曲面。

6.3在两个异型筒体之间借助连接体进行两两合笼处，筒体壁曲面坡度小于1∶1时，沿立面高度按150mm间隔进行水平切面分解，以提高曲面小斜率变化的符合度。此处的外模面板难以在电脑中进行事先处理，故采用现场按实样进行切割、下料。

7、异型筒体钢筋施工

7.1竖向、水平钢筋的弯曲加工根据外模形状进行，采用纯人工弯曲。水平钢筋一般长度为2m~4m长，采用绑扎搭接。竖向钢筋一般长度为1.8~2.4m，采用电渣压力焊接。水平钢筋根据每300mm的异型筒体平面切割线，在钢筋操作间地面上用墨线弹出扣除钢筋保护层后的下料控制线，然后按平面线形曲率大小选择长度为2m~4m长的钢筋，用简易扳手分段进行人工弯曲成形。钢筋绑扎完成后，要用手拉葫芦进行位置调整，以保证钢筋与设计异型筒体的形状一致。

7.2由于部分异型筒体中有周边常规建筑的结构梁板需施工，故在梁板与筒体交接处采用预埋筒壁主筋、最后搭接焊的方式解决。异型筒预留筋接头位置按设计及规范要求相互错开，当异型筒体施工时再将筒壁主筋与预留筋用搭接焊连接，焊缝长度L≥10d。

8、异型筒体内模支撑钢管排架的搭设

8.1内模支撑钢管排架的作用视异型筒体结构布置不同分二种情况：一种是内部无楼层或楼梯的，则仅作为操作平台及安全防护隔离用；另一种是内部有楼层或楼梯的，则兼作楼层或楼梯模板支撑架。

8.2筒体内无楼层或楼梯时，内模支撑钢管排架采用钢管满堂架搭设(1000×1000mm)，操作层铺设18mm厚成板；当筒体内有楼梯及楼板时，内模支撑钢管排架搭设需满足楼板或楼梯模板支设的要求，具体布置方式为离筒体内边300mm起按900×900mm搭设。横杆步距均为1.8m。

9、异型筒体内模施工

9.1用电钻在平面网格定位模板上钻孔，间距300mm，将自制的带直角弯头的φ8钢筋的短头插入平面网格定位模板内钩住平面网格定位模板，然后根据外模位置和筒体墙厚在带有直角弯头φ8钢筋拉钩上做好记号，将带有直角弯头φ8钢筋拉钩在壁厚标记处弯起钩住内模骨架，完成内模定位。

9.2异型筒体竖向(曲面)内模板采用两层钢板网(钢板网规格一网眼对角尺寸12×30mm、质量0.88kg/m²)，固定在钢筋网片上，钢板网表面粉刷20mm厚1∶2.5水泥砂浆用作内模。若气温较低时，砂浆内掺入早强剂，以加快施工进度，掺量为水泥用量的3％。

10、异型筒体混凝土施工

10.1混凝土按每900mm高浇筑一次，每段混凝土浇筑时对称、环绕异型体筒壁一次浇筑、不留竖向施工缝。

10.2地下室异型筒体内混凝土采用塔吊加料斗的方式进行浇捣。

10.3为防止后浇的异型筒体混凝土与周边常规建筑楼板混凝土之间出现空隙，最后一次浇筑的300mm混凝土采用微膨胀混凝土，膨胀剂掺量8％~10％。同时浇筑完成的异型筒体与周边常规建筑的梁、板相接处采取注浆法将环氧树脂注入使其密实，确保此处不出现收缩裂缝。

10.4异型筒体的地上部分用连接体将各异型筒连成一体，连接体应尽量少留竖向施工缝。砼在汽车泵够的着的地方采用汽车泵泵送，其余区域采用塔吊+料斗运输的方式进行浇筑。本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：考虑了空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构在垂直方向上空间形态的多变性和不确定性，采用“以微分的平面，积分组成空间曲面”的思路来解决筒体结构内外曲面模板的成型难题；空间上采用“化整为零，集零为整”的思路，以300mm为一节，进行分节施工，将空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构的施工变为n个一般结构的施工。由于本发明施工对象的特殊性，在实施过程中采用了一条由模拟试操作到实体施工的工艺技术，即在实体施工前选用两筒体按1∶1.25的局部实体模型进行试操作，试操作成功后再进行实体施工。

本发明针对空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构这一类特殊结构提出了切实可行的施工方法，而且从施工材料到施工工具均为通用的，极易推广。其研究成功使人类在城市中享受多变的曲面空间成为现实，是让城市更美好、让生活更美好的又一体现。

附图说明

图1是本发明一个示例的单座空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体的结构标高10.8m平面图；

图2是图1中空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构剖面图；

图3是图1中地下三层单座异型筒体外模搭设剖面图；

图4是异型筒体方格网法定位模板下料的某一剖面曲线图；

图5是图3中A处局部放大图。

具体实施方式

实施例一：本发明的优选实施例结合附图详述如下：如图1、图2、图3、图4和图5所示，本空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构施工工艺，从下至上分段、逐段施工，每段施工步骤如下：

a.根据设计图纸在施工现场对整个异型筒体群水平面的数字轴、字母轴控制轴线以及由数字轴、字母轴控制轴线偏移后得到的各异型筒体的平面网格定位模板1的定位X’、Y’轴线进行测量定位；所述平面网格定位模板1是：根据设计方提供的用于确定每段异型筒体水平剖面形状的定位曲线图，制作用于确定异型筒体水平剖面不规则外边线的模板；

b.平面网格定位模板1的制作；

c.异型筒体外模支撑钢管排架12的搭设；

d.平面网格定位模板1的安装；

e.各异型筒体平面网格定位模板的高程引测定位及定位X’、Y’轴线复核；

f.异型筒体外模施工；

g.异型筒体钢筋施工；

h.异型筒体内模支撑钢管排架的搭设；

i.异型筒体内模施工；

j.异型筒体混凝土施工。

实施例二：本实施例与实施例一相同，特别之处在于各施工步骤详细方法如下：所述步骤1)根据设计图纸在施工现场对整个异型筒体群水平面的数字轴、字母轴控制轴线以及由数字轴、字母轴控制轴线偏移后得到的各异型筒体的平面网格定位模板1的定位X’、Y’轴线进行测量定位的具体施工步骤如下：根据设计方提供的异型筒体数字轴、字母轴控制轴线图，将正交于每座异型筒体中心的数字轴、字母轴控制轴线作为各异型筒体平面网格定位模板1的定位X’、Y’轴线；如没有轴线经过异型筒体，则将数字轴、字母轴控制轴线偏移后，使其正交于异型筒体中心作为异型筒体平面网格定位模板1的定位X’、Y’轴线；当单座异型筒体的面积超过10m²时，增加2条正交辅助轴线，以提高定位精度；利用30m钢卷尺和J2经纬仪在施工现场对数字轴、字母轴控制轴线、异型筒体平面网格定位模板1的定位X’、Y’轴线和正交辅助轴线进行测量定位。

所述步骤b平面网格定位模板1的制作的具体施工步骤如下：根据设计方提供的异型筒体平面定位曲线图，衬以平面网格定位模板1的定位X’、Y’轴线和100×100mm的方格网，将异型筒体平面定位曲线图转化为具有详细异型筒体平面外形控制点坐标的平面网格定位模板1的下料曲线图；根据平面网格定位模板1的下料曲线图，将弹线划有100×100mm方格网和平面网格定位模板1的定位X’、Y’轴线的18mm厚九夹板拼铺成放样平台，再用电锯将上述放样平台切割成平面网格定位模板1，并进行编号。

所述步骤c异型筒体外模支撑钢管排架12的搭设的具体施工步骤如下：外模支撑钢管排架12由立杆12-1和横杆12-2构成；在异型筒体群建筑标高±0.00以下，以每座异型筒体的最大外边投影线离开300mm，沿异型筒体外边曲线的法向搭设3排立杆12-1，沿异型筒体周边布置一圈，立杆12-1的环向间距为1500mm，径向间距为900mm；横杆12-2的步距为1.8m；在异型筒体群建筑标高±0.00以上，采用立杆间距为900×900mm的钢管排架12在地下室顶板上满堂搭设；外模支撑钢管排架12随着异型筒体立面发散或收敛，相应向外侧增加立杆12-1或向内侧增加悬挑的立杆12-1，使最内侧立杆离开异型筒体外边线距离保持在300mm~900mm，横杆12-2的步距为1.8m。

所述步骤d平面网格定位模板1的安装的具体施工步骤如下：在外模支撑钢管排架12上安放95×95mm方木11，用扣件通过钢管横杆10将方木11与外模支撑钢管排架12固定牢固；根据平面网格定位模板1上的定位X’、Y’轴线和平面网格定位模板1的编号，将平面网格定位模板1拼装、固定在现场相应外模支撑钢管排架12的方木11上。

所述的步骤e各异型筒体平面网格定位模板的高程引测定位及定位X’、Y’轴复核的具体施工步骤如下：由地面高程基准点引测出异型筒体群周边同一工程项目常规建筑各楼层建筑面标高+1.00m的控制线，作为异型筒体标高的引测线，在常规建筑各楼层设高程测站，以异型筒体标高的引测线为基准，将每段平面网格定位模板的标高引测到外模支撑钢管排架12上；每安装3个300mm一段的平面网格定位模板1，将弹线划在平面网格定位模板上1的定位X’、Y’轴线与地面上相应的平面网格定位模板1的定位X’、Y’轴线进行对中复核；当平面网格定位模板安装高度超过3.6m，每隔3.6m将地面上的数字轴、字母轴控制轴线、异型筒体平面网格定位模板1的定位X’、Y’轴线和正交辅助轴线引测至外模支撑钢管排架12上，3.6m以上的异型筒体平面网格定位模板1的定位X’、Y’轴线复核以每3.6m外模支撑钢管排架12上的轴线标识为基准进行复核。

所述步骤f异型筒体外模施工的具体施工步骤如下：将长290mm，截面尺寸50×50mm方木7固定在18mm厚100×100mm方木板块8上制成倒T形配件，其中50×50mm方木7的一个侧边与方木板8的一边齐平。将倒T形配件的方木板8沿曲线面连续水平固定在平面网格定位模板1上，采用9mm厚七夹板制成n个高300mm，宽100~350mm的不等边四边形板块16，连续固定在倒T形配件上，以拟合成连续的空间异型多变曲面，作为异型筒体的外模2；在两个异型筒体之间借助连接体进行两两合拢处，筒体壁曲面坡度小于1∶1时，沿立面水平切面间隔变为150mm进行外模板制作。

所述步骤g异型筒体钢筋施工的具体施工步骤如下：根据设计图纸所示水平向钢筋14选择2~4m长，竖向钢筋13选择1.8~2.4m长，根据异型筒体外模2形状进行纯人工弯曲，绑扎、焊接完成后，再用手拉葫芦进行位置调整。

所述步骤h异型筒体内模支撑钢管排架的搭设的具体施工步骤如下：内模支撑钢管排架搭设形式根据异型筒体内部构造而定；筒体内部无楼梯或楼板时，则支模内排架以1000×1000mm形式满堂搭设；若有楼梯或楼板时，以离筒体内边300mm起按900×900mm搭设，横杆步距为1.8m。

所述步骤i异型筒体内模施工的具体施工步骤如下：利用有直角弯头的Φ8钢筋6，短头固定在平面网格定位模板1上，根据异型筒体外模2位置和筒体墙厚标出内模相应位置并弯起，采用两层网眼对角尺寸12×30mm，质量0.88kg/m²的钢板网3粉刷20mm厚1∶2.5水泥砂浆5作为异型筒体内模，外绑Φ10@100钢筋网片4与有直角弯头的Φ8钢筋6固定形成整体。

所述步骤j异型筒体混凝土施工的具体施工步骤如下：混凝土以每3个300mm为一段浇筑一次，浇筑时沿异型筒体沿定位X’、Y’对称、环绕异型体筒壁一次性浇筑完成、不留竖向施工缝；每座异型筒体最后一次浇筑的300mm混凝土采用微膨胀混凝土，膨胀剂掺量8％~10％；浇筑完成的异型筒体与周边常规建筑的梁、板相接处采取注浆法将环氧树脂注入使其密实。

实施例三：本实施例与实施例一基本相同，特别之处是所述各步骤如下：

①由于异型筒体(梁)都是曲面形式，无法在AutoCAD中确定该结构在某个特定高度的平面布局定位，故首次借用了CATIA和AutoCAD二次开发等高技术含量的应用软件。利用CATIA建立的3D几何模型，生成整体结构的平面、立面、剖面切片，输出成DWG格式的异型筒体结构轴线定位图。根据异型筒体结构定位轴线图，将经过每个异型筒体中心的正交数字轴、字母轴轴线作为平面网格定位模板的定位X’、Y’轴线；没有轴线经过或紧挨轴线的异型筒体将数字轴、字母轴控制轴线偏移后正交于异型筒体中心做为的各异型筒体的平面网格定位模板的定位X’、Y’轴线，当单座异型筒体的面积超过10m²增设2条正交辅助轴线，以方便异型筒体定位以及增加定位精度。在施工现场弹出各数字轴，字母轴控制轴线，借助30m钢卷尺和J2经纬仪施测当前层的异型筒体控制轴网，从而定出每个异型筒体的位置。

②通过AutoCAD二次开发，批处理上面生成的各平面图，每300mm输出每个异型筒体(梁)水平剖面详细标注的平面网格定位模板的定位曲线图。根据定位曲线图，在现场操作平台的百格网(纵横向间距100×100mm)上将其转化为扣除模板厚度的定位模板下料曲线。由于每一节异型筒体的形状各不相同，模板为一次性消耗，用量巨大，采用造价低廉、便于切割下料的夹板作为定位模板。在操作平台上根据异型筒体的平面网格定位模板下料曲线采用电锯将满铺的18mm厚夹板进行切割、下料，对已下料完成的模板进行编号及定位标识。

③外模支撑钢管排架在异型筒体群建筑标高±0.00以下部分按照每段异型筒体的最大外边投影线离开300mm开始沿异型筒体周边布置一圈。架体宽为3根立杆的宽度，立杆横距900mm；沿环向纵距1500mm。随着异型筒体立面向外发散则沿径向增加立杆；当异型筒体立面向内收敛时，则沿径向增加悬挑立杆，使最内侧立杆离开异型筒体外边线距离保持在300mm~900mm，以满足模板搭设要求。异型筒体群建筑标高±0.000以上采用间距为900×900mm的支撑钢管排架在地下室顶板上按满堂法搭设，遇异型筒体时以其首层板面标高切片线离开300mm为界线，将此异型筒体区域内的立杆及水平横杆撤除。随着异型筒体立面向外发散或向内收敛，再向外侧增加立杆或向内侧增加悬挑立杆，使最内侧立杆离开异型筒体外边线距离保持在300mm~900mm，以满足模板搭设要求。横杆步距按1.8m进行搭设。

④在外模支撑钢管排架上安放95×95mm方木，用扣件将方木与支撑钢管排架固定牢固。根据平面网格定位模板上的定位X’、Y’轴线和平面网格定位模板的编号，将平面网格定位模板拼装、固定在现场相应的外模支撑钢管排架的方木上。

⑤高程引测：高程按同一工程项目周边常规建筑每层结构面标高+300mm开始起算，以同一工程项目周边常规建筑各楼层测设建筑面标高+1.00m的控制线，作为异型筒体标高的引测线。以+1.00m的控制线为基准、用水准仪将每段平面网格定位模板的高程引测到异型筒体的钢管排架上。异型筒体每层设有楼板时，其高程复核利用测量相应楼板面的标高来实现。异型筒体群建筑标高±0.00以上楼层大量缺失时采用每隔3.6m在钢管排架上设标高控制点实现对高程的复核。该每隔3.6m的高程控制点均从同一基准点向上引测。

各异型筒体平面网格定位模板的定位X’、Y’轴校核：异型筒体平面网格定位模板每拼装900mm高(3段)，用线锤将平面网格定位模板定位X’、Y’轴线与地面控制轴线对中，对异型体进行轴线复核。当异型筒体施工高度增加时，每隔3.6m将楼面上的控制轴线传递到模板的支撑钢管排架上，作出明显标志并定时复核其准确性；3.6m以上的异型筒体平面网格定位模板轴线复核以此每3.6m处的标志为基准进行复核。

⑥异型筒体(梁)外模施工采用“微分”的平面，“积分”组成空间曲面。将n块高300mm、宽100~350mm的9mm厚不等边四边形七夹板用汽钉固定在平面网格定位模板的倒T形配件上，局部修整后拟合成连续的空间异型多变曲面。在两个异型筒体之间借助连接体进行两两合笼处，筒体壁曲面坡度小于1∶1时，沿立面高度按150mm间隔进行水平切面分解，以提高曲面小斜率变化的符合度。

⑦水平钢筋采用分段绑扎拼接成型，根据每300mm的异型筒体平面定位曲线，在钢筋操作间地面上用墨线弹出其外边线扣除钢筋保护层厚的下料控制线，选择2m~4m长的钢筋，用简易扳手分段进行人工弯曲成形。竖向钢筋一般长度为1.8~2.4m，根据外模进行弯曲成形，采用电渣压力焊接。钢筋绑扎完成后，要用手拉葫芦进行位置调整，以保证钢筋与设计异型筒体的形状一致。

⑧筒体内无楼梯或楼板时，内模支撑钢管排架采用钢管满堂架搭设(1000×1000mm)，操作层铺设18mm厚成板；当筒体内有楼梯或楼板时，内模支撑钢管排架搭设需满足楼板或楼梯模板支设的要求，具体布置方式为离内边300mm起按900×900mm搭设。横杆步距均为1.8m。

⑨内模的位置控制根据外模位置和筒体壁厚在固定在平面网格定位模板上的带有直角弯钩的Φ8钢筋拉钩上做上记号，然后用手拉葫芦调整钢筋位置，敷设两层钢板网片作为内模面板，外绑Φ10钢筋网片作为内模骨架，再将带有直角弯钩的Φ8钢筋拉钩在壁厚标记处弯起钩住内模骨架，固定后形成整体，钢板网表面粉刷20mm厚1∶1.25水泥砂浆作内模。若气温较低时，砂浆内掺入早强剂，掺量为水泥用量的3％。

⑩混凝土按每900mm高浇筑一次，每段混凝土浇筑时对称、环绕异型体筒壁一次浇筑、不留竖向施工缝。

地下室异型筒体内混凝土采用塔吊加料斗的方式进行浇捣。即由塔吊将料斗中的混凝土从中间B区预留区域吊运至操作层堆放，做到随浇随吊。每层异型筒体2/3高度以下区段，由人工从操作层楼地面用泥桶向筒体壁内灌混凝土，混凝土工站在钢管操作架上振捣混凝土；2/3高度以上区段在筒体内模板上口设置高500mm、宽500mm漏斗型浇注口(此时筒体内侧为空)，混凝土工站在该层楼板上振捣混凝土。

最后一次浇筑的300mm混凝土采用微膨胀混凝土，膨胀剂掺量8％~10％。浇筑完成的异型筒体与周边常规建筑的梁、板相接处采取注浆法将环氧树脂注入使其密实。异型筒体的地上部分用连接体将各异型筒连成一体，连接体应尽量少留竖向施工缝。砼在汽车泵够的着的地方采用汽车泵泵送，其余区域采用塔吊+料斗运输的方式进行浇筑。

应用实例如下：

上海证大喜玛拉雅艺术中心，工程位于上海市浦东新区芳甸路、梅花路口，总建筑面积约16万平方米，地下室3层，地上由办公楼、当代艺术中心、五星级酒店三部分组成。其中，办公楼8层，屋面结构标高61.5米；五星级酒店17层，屋面结构标高96.3米；当代艺术中心屋顶标高31.5米，局部标高37.1米。其中当代艺术中心建筑主体为混凝土结构，呈树根形状。竖向构件由29个异型筒体组成，利用标高5.4米、10.8米两夹层及标高16.2米整层楼面布置艺术展示馆和2000座多功能厅(兼影院)，观众厅拱形屋面顶标高为37.1米。

艺术中心23个、酒店和办公楼各3个共29个异型筒体在外观上呈流线型变化，且各不相同，在高度上没有标准层，不同于常规建筑多为杆系结构。异型筒依靠相互间的楼板形成板-剪力墙结构体系，由异型筒承担所有荷重和侧向作用。异型筒主要通过楼板联系，形成整体结构刚度，同时部分异型筒相互交汇，加强了结构的整体性并成为楼面结构的主要支承构件。楼面主要采用无梁楼板结构，楼板厚度250~600mm。空间曲面异型筒体结构壁厚有220、400、500、600mm四种。

Claims (11)

1.一种空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构施工工艺，其特征是从下至上分段，依据每段的设计图纸进行逐段施工，每段施工步骤如下：

a.根据设计图纸在施工现场对整个异型筒体群水平面的数字轴、字母轴控制轴线以及由数字轴、字母轴控制轴线偏移后得到的各异型筒体的平面网格定位模板(1)的定位X’、Y’轴线进行测量定位；所述平面网格定位模板(1)是：根据设计方提供的用于确定每段异型筒体水平剖面形状的定位曲线图，制作用于确定异型筒体水平剖面不规则外边线的模板；

b.平面网格定位模板(1)的制作；

c.异型筒体外模支撑钢管排架(12)的搭设；

d.平面网格定位模板(1)的安装；

e.各异型筒体平面网格定位模板的高程引测定位及定位X’、Y’轴线复核；

f.异型筒体外模施工；

g.异型筒体钢筋施工；

h.异型筒体内模支撑钢管排架的搭设；

i.异型筒体内模施工；

j.异型筒体混凝土施工。

2.根据权利要求1所述的空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构施工工艺，其特征是所述步骤a根据设计图纸在施工现场对整个异型筒体群水平面的数字轴、字母轴控制轴线以及由数字轴、字母轴控制轴线偏移后得到的各异型筒体的平面网格定位模板(1)的定位X’、Y’轴线进行测量定位的具体施工步骤如下：根据设计方提供的异型筒体数字轴、字母轴控制轴线图，将正交于每座异型筒体中心的数字轴、字母轴控制轴线作为各异型筒体平面网格定位模板(1)的定位X’、Y’轴线；如没有轴线经过异型筒体，则将数字轴、字母轴控制轴线偏移后，使其正交于异型筒体中心作为异型筒体平面网格定位模板(1)的定位X’、Y’轴线；当单座异型筒体的面积超过10m²时，增加2条正交辅助轴线，以提高定位精度；利用30m钢卷尺和J2经纬仪在施工现场对数字轴、字母轴控制轴线、异型筒体平面网格定位模板(1)的定位X’、Y’轴线和正交辅助轴线进行测量定位。

3.根据权利要求1所述的空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构施工工艺，其特征是所述步骤b平面网格定位模板(1)的制作的具体施工步骤如下：根据设计方提供的异型筒体平面定位曲线图，衬以平面网格定位模板(1)的定位X’、Y’轴线和100×100mm的方格网，将异型筒体平面定位曲线图转化为具有详细异型筒体平面外形控制点坐标的平面网格定位模板(1)的下料曲线图；根据平面网格定位模板(1)的下料曲线图，将弹线划有100×100mm方格网和平面网格定位模板(1)的定位X’、Y’轴线的18mm厚九夹板拼铺成放样平台，再用电锯将上述放样平台切割成平面网格定位模板(1)，并进行编号。

4.根据权利要求1所述的空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构施工工艺，其特征是所述步骤c异型筒体外模支撑钢管排架(12)的搭设的具体施工步骤如下：外模支撑钢管排架(12)由立杆(12-1)和横杆(12-2)构成；在异型筒体群建筑标高±0.00以下，以每座异型筒体的最大外边投影线离开300mm，沿异型筒体外边曲线的法向搭设3排立杆(12-1)，沿异型筒体周边布置一圈，立杆(12-1)的环向间距为1500mm，径向间距为900mm；横杆(12-2)的步距为1.8m；在异型筒体群建筑标高±0.00以上，采用立杆间距为900×900mm的钢管排架(12)在地下室顶板上满堂搭设；外模支撑钢管排架(12)随着异型筒体立面发散或收敛，相应向外侧增加立杆(12-1)或向内侧增加悬挑的立杆(12-1)，使最内侧立杆离开异型筒体外边线距离保持在300mm～900mm，横杆(12-2)的步距为1.8m。

5.根据权利要求1所述的空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构施工工艺，其特征是所述步骤d平面网格定位模板(1)的安装的具体施工步骤如下：在外模支撑钢管排架(12)上安放95×95mm方木(11)，用扣件通过钢管横杆(10)将方木(11)与外模支撑钢管排架(12)固定牢固；根据平面网格定位模板(1)上的定位X’、Y’轴线和平面网格定位模板(1)的编号，将平面网格定位模板(1)拼装、固定在现场相应外模支撑钢管排架(12)的方木(11)上。

6.根据权利要求1所述的空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构施工工艺，其特征是所述步骤e各异型筒体平面网格定位模板的高程引测定位及定位X’、Y’轴复核的具体施工步骤如下：由地面高程基准点引测出异型筒体群周边同一工程项目常规建筑各楼层建筑面标高+1.00m的控制线，作为异型筒体标高的引测线，在常规建筑各楼层设高程测站，以异型筒体标高的引测线为基准，将每段平面网格定位模板的标高引测到外模支撑钢管排架(12)上；每安装3个300mm一段的平面网格定位模板(1)，将弹线划在平面网格定位模板上(1)的定位X’、Y’轴线与地面上相应的平面网格定位模板(1)的定位X’、Y’轴线进行对中复核；当平面网格定位模板安装高度超过3.6m，每隔3.6m将地面上的数字轴、字母轴控制轴线、异型筒体平面网格定位模板(1)的定位X’、Y’轴线和正交辅助轴线引测至外模支撑钢管排架(12)上，3.6m以上的异型筒体平面网格定位模板(1)的定位X’、Y’轴线复核以每3.6m外模支撑钢管排架(12)上的轴线标识为基准进行复核。

7.根据权利要求1所述的空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构施工工艺，其特征是所述步骤f异型筒体外模施工的具体施工步骤如下：将长290mm，截面尺寸50×50mm方木(7)固定在18mm厚100×100mm方木板块(8)上制成倒T形配件，其中50×50mm方木(7)的一个侧边与方木板(8)的一边齐平；将倒T形配件的方木板(8)沿曲线面连续水平固定在平面网格定位模板(1)上，采用9mm厚七夹板制成n个高300mm，宽100～350mm的不等边四边形板块(16)，连续固定在倒T形配件上，以拟合成连续的空间异型多变曲面，作为异型筒体的外模(2)；在两个异型筒体之间借助连接体进行两两合拢处，筒体壁曲面坡度小于1∶1时，沿立面水平切面间隔变为150mm进行外模板制作。

8.根据权利要求1所述的空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构施工工艺，其特征是所述步骤g异型筒体钢筋施工的具体施工步骤如下：根据设计图纸所示水平向钢筋(14)选择2～4m长，竖向钢筋(13)选择1.8～2.4m长，根据异型筒体外模(2)形状进行纯人工弯曲，绑扎、焊接完成后，再用手拉葫芦进行位置调整。

9.根据权利要求1所述的空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构施工工艺，其特征是所述步骤h异型筒体内模支撑钢管排架的搭设的具体施工步骤如下：内模支撑钢管排架搭设形式根据异型筒体内部构造而定；筒体内部无楼梯或楼板时，则支模内排架以1000×1000mm形式满堂搭设；若有楼梯或楼板时，以离筒体内边300mm起按900×900mm搭设，横杆步距为1.8m。

10.根据权利要求1所述的空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构施工工艺，其特征是所述步骤i异型筒体内模施工的具体施工步骤如下：利用有直角弯头的Φ8钢筋(6)，短头固定在平面网格定位模板(1)上，根据异型筒体外模(2)位置和筒体墙厚标出内模相应位置并弯起，采用两层网眼对角尺寸12×30mm，质量0.88kg/m²的钢板网(3)粉刷20mm厚1∶2.5水泥砂浆(5)作为异型筒体内模，外绑Φ10@100钢筋网片(4)与有直角弯头的Φ8钢筋(6)固定形成整体。

11.根据权利要求1所述的空间多变曲面钢筋混凝土异型筒体群结构施工工艺，其特征是所述步骤j异型筒体混凝土施工的具体施工步骤如下：混凝土以每3个300mm为一段浇筑一次，浇筑时沿异型筒体沿定位X’、Y’对称、环绕异型体筒壁一次性浇筑完成、不留竖向施工缝；每座异型筒体最后一次浇筑的300mm混凝土采用微膨胀混凝土，膨胀剂掺量8％～10％；浇筑完成的异型筒体与周边常规建筑的梁、板相接处采取注浆法将环氧树脂注入使其密实。

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