CN103334527A - 钢结构现浇楼板起拱施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑领域，旨在提供钢结构现浇楼板起拱施工方法。该钢结构现浇楼板起拱施工方法包括钢结构现浇楼板起拱支撑装置的安装，钢结构现浇楼板起拱支撑装置包括楼面钢梁、板底模板、方木、平面桁架、桁架支撑跨中上弦杆调节装置、桁架支撑跨中下弦杆调节装置、钢梁、混凝板和次桁架。本发明采用空腹式桁架作为现浇楼板的支撑体系，实现了施工快捷、高效；支撑体系以楼面钢梁作为受力点，实现了自承式支撑体系，减少了施工成本；通过调节支撑本身上下弦杆，实现支撑体系的自平衡起拱，简化了施工工艺，施工快捷，节省人工费。

Description

钢结构现浇楼板起拱施工方法

技术领域

本发明是关于建筑领域，特别涉及钢结构现浇楼板起拱施工方法。

背景技术

传统模板支撑体系起拱施工方法是建筑行业持续发展衍生的产物，是混凝土构件制造成型的重要手段之一，在国民经济建设中具有举足轻重的地位。然而传统的模板支撑体系起拱施工方法在大跨度构件施工过程中会使构件产生竖向变形，对结构的安全性、美观性、空间舒适性造成了极大的危害。因此对于大跨度构件，尤其大跨度钢结构现浇混凝土楼板，采取合适的起拱施工方法，控制构件的竖向变形是非常必要的。

我国建筑钢结构占建筑总用钢量约10%，与发达国家占有比例相比我国钢结构用钢比重较少，不断提高建筑用钢量是建筑行业发展的必然趋势。人们对传统模板支撑体系起拱施工方法施工过程中产生的楼板变形，对结构的安全及空间的舒适性的影响越来越关注。改进模板支撑体系的起拱施工方法，减少楼板的竖向变形已成为建筑专业技术人员所面临的重要问题。

目前常见的控制现浇混凝土楼板变形的方法主要包括以下二个方面：1.提高材料本身的弹性模量，如采用高强度钢材和高强度纤维材料等，从根本上减少混凝土楼板的变形；2.采用先进的施工起拱工艺，如采用梁起拱板起拱方法，能直接有效的减少混凝土楼板的变形。

常见的施工起拱方法为以上所述的二种，改变材料弹性模量是一种直接有效的控制现浇构件变形的方法。材料的压缩与接触变形都受到控制，构件竖向变形甚小，但是它需要耗费很大的钢材用量与制作成本，且施工成本高。采用先进的施工起拱工艺或改进原有的施工起拱方法，使在板的起拱达到指定要求前提下使板竖向变形不超过限定值。改进施工起拱方法不增加材料用量和施工措施费，操作简单，为建筑行业所采用。但是改进后的施工起拱方法采用梁起拱而板不起拱施工原理，只能处理简单的施工起拱，无法解决现浇构件的设计起拱。对于建筑中的高大模板支撑搭设顺序复杂、需要专项论证、费用高，且误差难以控制，在钢结构建筑施工难以实现。而且由于起拱方法的不合理导致结构增加额外的恒荷载，对结构的安全性难以保证。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种在保证结构安全前提下，做到构件外形美观、楼层结构标高零误差、满足结构空间舒适性要求的起拱施工方法。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供钢结构现浇楼板起拱施工方法，包括钢结构现浇楼板起拱支撑装置的安装，钢结构现浇楼板起拱支撑装置包括楼面钢梁、板底模板、方木、平面桁架、桁架支撑跨中上弦杆调节装置、桁架支撑跨中下弦杆调节装置、钢梁、混凝板和次桁架；平面桁架是由桁架支撑标准节连接而成的平面桁架，桁架支撑标准节在平面桁架的跨中位置采用桁架支撑跨中上弦杆调节装置或者桁架支撑跨中下弦杆调节装置连接，桁架支撑标准节分为中部桁架支撑标准节和端部桁架支撑标准节，桁架支撑标准节包括上弦杆、下弦杆、腹杆，且端部桁架支撑标准节还包括上弦插管伸缩节、花篮螺栓和端部调节支座，并通过端部调节支座固定在楼面钢梁上；桁架支撑跨中上弦杆调节装置和桁架支撑跨中下弦杆调节装置都包括调节螺杆、内置螺纹钢管和连接板；

所述端部调节支座包括承重外钢管、承重内钢管、钢管封板、承重销轴、带孔钢管封板、调节螺栓、螺栓底板、固定螺母A、连接板A和水平连接钢管；承重外钢管顶部焊接钢管封板，承重外钢管侧边焊接连接板A和水平连接钢管，连接板A竖向贯穿水平连接钢管，并相互间电焊连接，水平连接钢管上设有至少三个销轴孔，连接板A上设有螺栓孔，承重外钢管底部插入承重内钢管的一端，承重外钢管和承重内钢管上各设有至少三个销轴孔，并利用承重销轴连接；带孔钢管封板焊接在承重内钢管底部，固定螺母A焊接在带孔钢管封板底部，调节螺栓通过螺纹与固定螺母A连接并伸入承重内钢管，调节螺栓底部焊接有螺栓底板；

所述钢结构现浇楼板起拱施工方法包括以下具体步骤：

步骤A：根据楼面钢梁之间的跨度值，确定端部调节支座之间的跨度值，确定混凝板的设计起拱高度、施工起拱高度、板底面标高和板面标高；

步骤B：根据混凝板的设计起拱高度、施工起拱高度，进行现场放样，并实现如下操作：根据端部调节支座固定在楼面钢梁下翼缘的水平中心距以及平面桁架的平面尺寸，经现场地面1:1放样，使端部调节支座的中心距与现场放样的端部调节支座中心距相同，平面桁架的上弦杆与平面桁架未起拱的水平线相同，形成一个桁架未起拱的初始状态；确定整个平面桁架上弦杆起拱后的实际坡度线，起拱后的坡度线最高点即平面桁架的跨中中点，起拱后的坡度线最高点与未起拱的平面桁架跨中中点的垂直距离相差一个起拱高度，起拱高度是指混凝板的施工起拱高度或者混凝板的设计起拱高度和施工起拱高度的总高度；

步骤C：同时调节桁架支撑跨中上弦杆调节装置、桁架支撑跨中下弦杆调节装置，使平面桁架的上弦杆伸长，下弦杆缩短，实现平面桁架起拱，平面桁架上弦杆与现场起拱后的坡度线吻合，平面桁架跨中起拱后高度与未起拱高度相差一个起拱高度，然后将花篮螺栓张紧，并将端部调节支座的竖向高度调节至与钢梁的腹板净高相同，平面桁架起拱完成；

步骤D：将起拱完成后的平面桁架，沿平行于楼面钢梁的跨度方向安装在楼面钢梁上，且平面桁架的安装间距为次桁架的长度，然后将次桁架纵向等间距排列安装在平面桁架之间；

步骤E：沿垂直于平面桁架的方向，在平面桁架的上弦杆安设方木，在方木上安设垂直于方木的板底模板，且在平面桁架上弦杆的两个边侧，板底模板、方木与平面桁架实现固定；板底模板实现如下定位：板底模板根据平面桁架的起拱形状铺设，在垂直平面桁架跨度方向，板底模板与钢梁上翼缘在同一高度，在平面桁架跨中的板底模板有一个最高点，因此形成了板底模板的最高点到钢梁翼缘处最低点倾斜过渡，所述的最高点与最低点即为一个起拱高度，而板底模板的最低点即为钢梁标高，且与混凝板的板底面标高相同；

步骤F：在板底模板上绑扎混凝板受力钢筋，注入混凝土，最后根据楼面标高对混凝板上表面即楼面进行找平，所述楼面标高即混凝板的板面标高，平面桁架在恒载及施工荷载长期作用下产生竖向变形，平面桁架反拱逐渐趋于平缓最终形成水平，楼面混凝板在平面桁架变形过程中也一起变形，最终混凝板和平面桁架一样保持在水平状态，即完成钢结构现浇楼板的起拱施工。

在本发明中，所述调节螺杆的中间设有一个固定螺母，调节螺杆上固定螺母两边设有螺纹，且在固定螺母两边分别为正反粗制螺纹，内置螺纹钢管的一个端部的内部设有螺纹，且与调节螺杆的粗制螺纹相互配套，调节螺杆的直径小于内置螺纹钢管的直径，连接板设在内置螺纹钢管的另一个端部，所述连接板为用于连接上弦杆或者下弦杆的T形连接板。

在本发明中，所述钢梁是预先起拱的钢梁，钢梁的起拱值与混凝板起拱值相同，起拱值是指施工起拱高度或者设计起拱高度和施工起拱高度的总高度。

在本发明中，所述步骤A中，平面桁架的端部调节支座的中心距小于楼面钢梁的中心距。

在本发明中，所述步骤E中，设置在中部桁架支撑标准节的上弦杆上的方木，伸出上弦杆平面的长度为300mm，设置在端部桁架支撑标准节的上弦杆上的方木与腹杆顶紧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用空腹式桁架作为现浇楼板的支撑体系，实现了施工快捷、高效；

2、支撑体系以楼面钢梁作为受力点，实现了自承式支撑体系，减少了施工成本；

3、通过调节支撑本身上下弦杆，实现支撑体系的自平衡起拱，简化了施工工艺，施工快捷，节省人工费。

附图说明

图1为本发明的钢结构现浇楼板起拱支撑装置安装完成后俯视图。

图2是本发明的板底方木、板底模板安装完成后俯视图。

图3是图1中A-A处相对应的横断面示意图。

图4是本发明中的桁架支撑跨中上、下弦杆调节装置示意图。

图5为本发明中的端部调节支座的俯视图。

图6为本发明中的端部调节支座的结构示意图。

图7为本发明中的端部调节支座的剖视图。

图中的附图标记为：1楼面钢梁；2端部调节支座；3花篮螺栓；4桁架支撑标准节；5固定螺母；6 T形连接板；7方木；8板底模板；9次桁架；10钢梁；11粗制螺纹管；12内置螺纹钢管；13钢管封板；14承重外钢管；15承重销轴；16承重内钢管；17带孔钢管封板；18固定螺母A；19调节螺栓；20螺栓底板；21连接板A；22水平连接钢管。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1、图2、图3所示的钢结构现浇楼板起拱支撑装置包括楼面钢梁1、板底模板8、方木7、平面桁架、桁架支撑跨中上弦杆调节装置、桁架支撑跨中下弦杆调节装置、钢梁10、混凝板和次桁架9。

平面桁架一般是由固定尺寸的桁架支撑标准节4通过销轴相互插接而成，桁架支撑标准节4在平面桁架的跨中位置，采用桁架支撑跨中上弦杆调节装置或者桁架支撑跨中下弦杆调节装置连接，用以替代通过销轴进行钢管的插接。桁架支撑标准节4分为中部桁架支撑标准节和端部桁架支撑标准节，桁架支撑标准节4包括上弦杆、下弦杆、腹杆，且端部桁架支撑标准节还包括上弦插管伸缩节、花篮螺栓3和端部调节支座2，并通过端部调节支座2固定在楼面钢梁1上。

图5至图7中的端部调节支座2包括承重外钢管14、承重内钢管16、钢管封板13、承重销轴15、带孔钢管封板17、调节螺栓19、螺栓底板20、固定螺母A 18、连接板A 21和水平连接钢管22，承重外钢管14、承重内钢管16各依次设有三个销轴孔，销轴孔从上到下依次排列。承重外钢管14顶部焊接钢管封板13，承重外钢管14侧边焊接连接板A 21和水平连接钢管22，水平连接钢管22距离承重外钢管14的顶部为50mm，连接板A 21竖向贯穿水平连接钢管22，并相互间电焊连接，水平连接钢管22上设有三个销轴孔，连接板A 21上设有1个螺栓孔，连接板A 21能有效传递花篮螺栓3的竖向分力，避免产生附加弯矩。承重外钢管14底部插入承重内钢管16的一端，调节承重内钢管16在承重外钢管14腹内的长度，并使承重外钢管14和承重内钢管16三排销轴孔中的任意一排形成内外通孔，承重销轴15穿过通孔并锁定，实现按孔距竖向250mm~650mm有级调节。承重内钢管16外径尺寸小于承重外钢管14内径尺寸，承重内钢管16外壁与承重外钢管14内壁间隙为1~4mm，承重销轴15的直径比承重外钢管14和承重内钢管16上的销轴孔直径小0.3~0.5mm，并实现承重销轴15灵活拆装。带孔钢管封板17焊接在承重内钢管16底部，固定螺母A 18焊接在带孔钢管封板17底部，调节螺栓19通过螺纹与固定螺母A 18连接并伸入承重内钢管16，承重内钢管16最底端的销轴孔与带孔钢管封板17上边缘的距离大于调节螺栓19的螺纹总长度，调节螺栓19底部焊接有螺栓底板20。调节螺栓19为粗制螺栓，调节螺栓19的直径小于承重内钢管16内径和带孔钢管封板17的孔直径，螺纹的有效最大调节长度为1个竖向销轴孔距，实现竖向高度无级调节。

桁架支撑跨中上弦杆调节装置和桁架支撑跨中下弦杆调节装置都包括调节螺杆、内置螺纹钢管12和连接板。如图4所示，调节螺杆的中间设有一个固定螺母5，调节螺杆上固定螺母5两边设有螺纹，且在固定螺母5两边分别为正反粗制螺纹。内置螺纹钢管12的一个端部的内部设有螺纹，且与调节螺杆的粗制螺纹相互配套，调节螺杆的直径小于内置螺纹钢管12的直径，内置螺纹钢管12的另一个端部设有一个连接板，所述连接板为用于连接上弦杆或者下弦杆的T形连接板6。通过顺时针或逆时针旋转调节螺杆，可分别实现桁架支撑跨中、下弦杆调节装置的伸长或缩短，从而平面桁架的起拱高度的无级调节。

钢结构现浇楼板起拱施工方法包括钢结构现浇楼板起拱支撑装置的安装，具体为以下步骤：

步骤A：根据楼面钢梁1之间的跨度值，确定端部调节支座2之间的跨度值，且通过调节上弦插管伸缩节，使端部调节支座2的中心距小于楼面钢梁1的中心距。确定混凝板的设计起拱高度、施工起拱高度、板底面标高和板面标高。

步骤B：根据混凝板的设计起拱高度、施工起拱高度，进行现场放样，并实现如下操作：根据端部调节支座2固定在楼面钢梁1下翼缘的水平中心距以及平面桁架的平面尺寸，经现场地面1:1放样，使端部调节支座2的中心距与现场放样的端部调节支座2中心距相同，平面桁架的上弦杆与平面桁架未起拱的水平线相同，形成一个桁架未起拱的初始状态。确定整个平面桁架上弦杆起拱后的实际坡度线，起拱后的坡度线最高点即平面桁架的跨中中点，起拱后的坡度线最高点与未起拱的平面桁架跨中中点的垂直距离相差一个起拱高度，起拱高度是指混凝板的施工起拱高度或者混凝板的设计起拱高度和施工起拱高度的总高度。通常在结构设计中，起拱高度可以是单一的，比方说，按工程条件，在楼板跨度较小的情况下，混凝土板构件不需要设计起拱，因为在自重较小情况下，板不会产生自重作用下的变形，但是由于施工过程中产生的变形始终存在不能避免，因此在这样的情况下只需要施工起拱；在楼板跨度较大的情况下，混凝土板构件需要设计起拱，因为在自重较大的情况下，板会在自重作用下产生变形，而且由于在施工起拱过程中，板也会产生微小变形，因此在这样的情况下，就同时需要设计起拱和施工起拱。

步骤C：同时调节桁架支撑跨中上弦杆调节装置、桁架支撑跨中下弦杆调节装置，使平面桁架的上弦杆伸长，下弦杆缩短，实现平面桁架起拱，平面桁架上弦杆与现场起拱后的坡度线吻合。平面桁架跨中起拱后高度与未起拱高度相差一个起拱高度，然后将花篮螺栓3张紧，并将端部调节支座2的竖向高度调节至与钢梁10的腹板净高相同，平面桁架起拱完成。

步骤D：将起拱完成后的平面桁架，沿平行于楼面钢梁1的跨度方向安装在楼面钢梁1上，且平面桁架的安装间距为次桁架9的长度，然后将次桁架9纵向等间距排列安装在平面桁架之间。次桁架9作为平面桁架外的有利支撑，使平面桁架不会因为外力作用，而导致失稳而无法继续承载。

步骤E：沿垂直于平面桁架的方向，在平面桁架的上弦杆安设方木7，并使设置在中部桁架支撑标准节的上弦杆上的方木7，伸出上弦杆平面的长度为300mm，设置在端部桁架支撑标准节的上弦杆上的方木7与腹杆顶紧。在方木7上安设垂直于方木7的板底模板8，且在平面桁架上弦杆的两个边侧，用木钉将板底模板8、方木7与平面桁架固定。板底模板8实现如下定位：板底模板8根据平面桁架的起拱形状铺设，在垂直平面桁架跨度方向，板底模板8与钢梁10上翼缘在同一高度，在平面桁架跨中的板底模板8有一个最高点，因此形成了板底模板8的最高点到钢梁10翼缘处最低点倾斜过渡。所述的最高点与最低点即为一个起拱高度，而板底模板8的最低点即为钢梁10标高，且与混凝板的板底面标高相同。这里的钢梁10根据钢梁10跨度在工厂预先起拱，钢梁10的起拱值与混凝板的起拱值相同，起拱值是指施工起拱高度或者设计起拱高度和施工起拱高度的总高度。

步骤F：在板底模板8上绑扎混凝板受力钢筋，注入混凝土，最后根据楼面标高对混凝板上表面即楼面进行找平，所述楼面标高即混凝板的板面标高。平面桁架在恒载及施工荷载长期作用下产生竖向变形，平面桁架反拱逐渐趋于平缓最终形成水平，楼面混凝板在平面桁架变形过程中也一起变形，最终混凝板和平面桁架一样保持在水平状态，即完成钢结构现浇楼板的起拱施工。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.钢结构现浇楼板起拱施工方法，包括钢结构现浇楼板起拱支撑装置的安装，其特征在于，钢结构现浇楼板起拱支撑装置包括楼面钢梁、板底模板、方木、平面桁架、桁架支撑跨中上弦杆调节装置、桁架支撑跨中下弦杆调节装置、钢梁、混凝板和次桁架；平面桁架是由桁架支撑标准节连接而成的平面桁架，桁架支撑标准节在平面桁架的跨中位置采用桁架支撑跨中上弦杆调节装置或者桁架支撑跨中下弦杆调节装置连接，桁架支撑标准节分为中部桁架支撑标准节和端部桁架支撑标准节，桁架支撑标准节包括上弦杆、下弦杆、腹杆，且端部桁架支撑标准节还包括上弦插管伸缩节、花篮螺栓和端部调节支座，并通过端部调节支座固定在楼面钢梁上；桁架支撑跨中上弦杆调节装置和桁架支撑跨中下弦杆调节装置都包括调节螺杆、内置螺纹钢管和连接板；

所述端部调节支座包括承重外钢管、承重内钢管、钢管封板、承重销轴、带孔钢管封板、调节螺栓、螺栓底板、固定螺母A、连接板A和水平连接钢管；承重外钢管顶部焊接钢管封板，承重外钢管侧边焊接连接板A和水平连接钢管，连接板A竖向贯穿水平连接钢管，并相互间电焊连接，水平连接钢管上设有至少三个销轴孔，连接板A上设有螺栓孔，承重外钢管底部插入承重内钢管的一端，承重外钢管和承重内钢管上各设有至少三个销轴孔，并利用承重销轴连接；带孔钢管封板焊接在承重内钢管底部，固定螺母A焊接在带孔钢管封板底部，调节螺栓通过螺纹与固定螺母A连接并伸入承重内钢管，调节螺栓底部焊接有螺栓底板；

所述钢结构现浇楼板起拱施工方法包括以下具体步骤：

步骤A：根据楼面钢梁之间的跨度值，确定端部调节支座之间的跨度值，确定混凝板的设计起拱高度、施工起拱高度、板底面标高和板面标高；

步骤B：根据混凝板的设计起拱高度、施工起拱高度，进行现场放样，并实现如下操作：根据端部调节支座固定在楼面钢梁下翼缘的水平中心距以及平面桁架的平面尺寸，经现场地面1:1放样，使端部调节支座的中心距与现场放样的端部调节支座中心距相同，平面桁架的上弦杆与平面桁架未起拱的水平线相同，形成一个桁架未起拱的初始状态；确定整个平面桁架上弦杆起拱后的实际坡度线，起拱后的坡度线最高点即平面桁架的跨中中点，起拱后的坡度线最高点与未起拱的平面桁架跨中中点的垂直距离相差一个起拱高度，起拱高度是指混凝板的施工起拱高度或者混凝板的设计起拱高度和施工起拱高度的总高度；

步骤C：同时调节桁架支撑跨中上弦杆调节装置、桁架支撑跨中下弦杆调节装置，使平面桁架的上弦杆伸长，下弦杆缩短，实现平面桁架起拱，平面桁架上弦杆与现场起拱后的坡度线吻合，平面桁架跨中起拱后高度与未起拱高度相差一个起拱高度，然后将花篮螺栓张紧，并将端部调节支座的竖向高度调节至与钢梁的腹板净高相同，平面桁架起拱完成；

步骤D：将起拱完成后的平面桁架，沿平行于楼面钢梁的跨度方向安装在楼面钢梁上，且平面桁架的安装间距为次桁架的长度，然后将次桁架纵向等间距排列安装在平面桁架之间；

步骤E：沿垂直于平面桁架的方向，在平面桁架的上弦杆安设方木，在方木上安设垂直于方木的板底模板，且在平面桁架上弦杆的两个边侧，板底模板、方木与平面桁架实现固定；板底模板实现如下定位：板底模板根据平面桁架的起拱形状铺设，在垂直平面桁架跨度方向，板底模板与钢梁上翼缘在同一高度，在平面桁架跨中的板底模板有一个最高点，因此形成了板底模板的最高点到钢梁翼缘处最低点倾斜过渡，所述的最高点与最低点即为一个起拱高度，而板底模板的最低点即为钢梁标高，且与混凝板的板底面标高相同；

步骤F：在板底模板上绑扎混凝板受力钢筋，注入混凝土，最后根据楼面标高对混凝板上表面即楼面进行找平，所述楼面标高即混凝板的板面标高，平面桁架在恒载及施工荷载长期作用下产生竖向变形，平面桁架反拱逐渐趋于平缓最终形成水平，楼面混凝板在平面桁架变形过程中也一起变形，最终混凝板和平面桁架一样保持在水平状态，即完成钢结构现浇楼板的起拱施工。

2.根据权利要求1所述的钢结构现浇楼板起拱施工方法，其特征在于，所述调节螺杆的中间设有一个固定螺母，调节螺杆上固定螺母两边设有螺纹，且在固定螺母两边分别为正反粗制螺纹，内置螺纹钢管的一个端部的内部设有螺纹，且与调节螺杆的粗制螺纹相互配套，调节螺杆的直径小于内置螺纹钢管的直径，连接板设在内置螺纹钢管的另一个端部，所述连接板为用于连接上弦杆或者下弦杆的T形连接板。

3.根据权利要求1所述的钢结构现浇楼板起拱施工方法，其特征在于，所述钢梁是预先起拱的钢梁，钢梁的起拱值与混凝板起拱值相同，起拱值是指施工起拱高度或者设计起拱高度和施工起拱高度的总高度。

4.根据权利要求1所述的钢结构现浇楼板起拱施工方法，其特征在于，所述步骤A中，平面桁架的端部调节支座的中心距小于楼面钢梁的中心距。

5.根据权利要求1所述的钢结构现浇楼板起拱施工方法，其特征在于，所述步骤E中，设置在中部桁架支撑标准节的上弦杆上的方木，伸出上弦杆平面的长度为300mm，设置在端部桁架支撑标准节的上弦杆上的方木与腹杆顶紧。

Images