CN104929295A - 一种用于双曲率弧形屋面的无缝钢管施工方法 - Google Patents

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本发明涉及一种用于双曲率弧形屋面的无缝钢管施工方法，该施工方法利用三维空间模拟模块，画出双曲率弧形屋面的立体结构图，钢管脚手架的立杆间距及高度进行预先定位，生成平面投影网格线，在地面上弹出的网格线交点处搭设钢管脚手架；在预弯后的钢管脚手架顶层横向水平杆上方设置背楞，在背楞上方铺设竹胶板作为钢筋混凝土屋面底模；将双套管可调立柱的一端与预埋钢板焊接，预埋钢板与屋面钢筋网片焊接，绑扎屋面钢筋网片，浇筑混凝土；将预制好的无缝钢管面管与双套管可调立柱的另一端进行焊接，完成双曲率弧形屋面无缝钢管的安设。该施工方法能对脚手架、支撑及弧形无缝钢管面管进行准确定位，加快施工进度，保证施工质量。

Description

一种用于双曲率弧形屋面的无缝钢管施工方法
技术领域
本发明属于建筑施工领域，具体涉及一种用于双曲率弧形屋面的无缝钢管或双曲率弧形钢筋混凝土屋面施工方法。
背景技术
随着南方沿海城市的发展，一种独具闽南建筑风格的双曲率弧形屋面无缝钢管造形逐渐涌现，双曲率是指屋面设计在两个方向均有曲率，弧形钢管沿着一个曲率进行安装，在现有施工技术中，由于其曲面的变化复杂性，很难找到一程独特方法对屋面曲面和弧形钢管进行准确定位，造成双曲率弧形屋面定位效果不佳，无缝钢管安装标高无法实现完全统一，导致混凝土缺陷，存在返修及其导致的延误工期和经济损失。我们迫切需要一种能对钢管脚手架、支撑及弧形无缝钢管面管进行准确定位，加快施工进度，保证施工质量的双曲率弧形屋面的施工方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于双曲率弧形屋面的无缝钢管施工方法，该施工方法能对钢管脚手架、钢管脚手架顶层横向水平杆进行准确定位，加快施工进度，保证施工质量。
本发明是这样实现的：
一种用于双曲率弧形屋面的无缝钢管施工方法，包括如下步骤:
步骤一、利用三维空间模拟模块，根据原有设计图纸提供的曲面与建筑物轴线之间的关系建立曲面三维坐标系，画出双曲率弧形屋面的立体结构图，根据该立体结构图对双曲率弧形屋面施工用钢管脚手架的立杆间距及高度进行预先定位，生成平面投影网格线，在地面上弹出的网格线交点处搭设钢管脚手架立杆；搭设钢管脚手架水平杆；
步骤二、将钢管脚手架顶层横向水平杆预先根据屋面弧形进行预弯，在预弯后的钢管脚手架顶层横向水平杆上方设置背楞，在背楞上方铺设竹胶板作为钢筋混凝土屋面底模；
步骤三、将双套管可调立柱的一端与预埋钢板焊接，预埋钢板与屋面钢筋网片焊接，绑扎屋面钢筋网片，浇筑屋面混凝土，从而形成双曲率弧形钢筋混凝土屋面，预埋钢板预埋在屋面混凝土内；将预制好的无缝钢管面管与双套管可调立柱的另一端进行焊接，完成双曲率弧形屋面无缝钢管的安设。
更进一步的方案是：步骤一中根据立体结构图对双曲率弧形屋面施工用钢管脚手架的立杆间距及高度进行预先定位，生成平面投影网格线，在地面上弹出的网格线交点处搭设钢管脚手架立杆；搭设钢管脚手架水平杆的具体步骤为：
①、利用三维空间模拟模块，根据原有设计图纸提供的曲面与建筑物轴线之间的关系建立曲面三维坐标系，画出双曲率弧形屋面的立体结构图；
②、根据荷载计算确定屋面施工用的钢管脚手架立杆间距和钢管脚手架水平杆步距，在三维立体结构图中对钢管脚手架进行模拟仿真定位；
③、将钢管脚手架立杆和钢管脚手架水平杆的交叉点在双曲面上生成平面投影网格线；
④、计算出水平投影面坐标系中每一个网格节点处对应空间双曲面上点位的标高；
⑤、记录所有交点的三维坐标、网格点间距等参数；
⑥、根据曲面网格线交点处的标高对所有钢管脚手架立杆高度进行编号统计，确定下料尺寸，在地面弹出的网格线交点上搭设钢管脚手架(将钢管脚手架立杆和钢管脚手架水平杆在地面进行组合对接预排，复核无误后搭设钢管脚手架)。
更进一步的方案是：所述钢管脚手架顶层横向水平杆为钢管，且其预弯弧度与屋面弧度一致；所述钢管脚手架顶层横向水平杆与钢管脚手架立杆采用双扣件连接。
更进一步的方案是：所述背楞为木枋，木枋与钢管脚手架顶层横向水平杆采用铁丝绑扎牢固；所述木枋与竹胶板采用铁钉钉牢。
更进一步的方案是：所述双套管可调立柱是由两根同心的钢管立柱套接而成(所述双套管可调立柱包括同心的内管、外管，以外管套内管的方式实现标高上下调节)，双套管可调立柱的外管与预埋钢板焊接固定预先埋入屋面混凝土内，屋面混凝土浇筑完成后，屋面装饰用无缝钢管与双套管可调立柱的内管进行焊接，当双套管可调立柱的外管高度不够时，加长双套管可调立柱的内管高度，从而实现屋面无缝钢管的水平标高一致。
本发明采用三维空间模拟和双套管可调立柱调节，实现现浇结构轴线位置偏差值合格率均和屋面无缝钢管的标高准确率≥98％，关键节点精确度高。
本发明的有益效果在于：1、采用三维空间模拟对双曲率弧形屋面的钢管脚手架进行准确定位，可提高双曲率弧形屋面结构混凝土一次性成型率质量，避免以往由于混凝土缺陷造成的返修及工期延误，节约了施工成本。2、通过对双套管可调立柱高度进行调节，实现屋面无缝钢管标高的弧形定位的准确度，加快施工进度，保证施工质量。
附图说明
图1是采用双曲率弧形屋面的建筑的整体立面示意图；
图2是三维模拟的双曲率弧形屋面的立体结构图；
图3是钢管脚手架仿真模拟三维图；
图4是钢管脚手架立杆标高预定位示意图；
图5是钢管脚手架投影网格线；
图6是钢管脚手架搭设示意图；
图7是图5的节点A详图；
图8是预埋件连接示意图；
图9是图7的B-B剖视图；
图10是图7的C-C剖视图；
图11是无缝钢管面管平面示意图；
图12是双曲率弧形屋面剖面示意图；
图13是无缝钢管面管与立管连接示意图。
图中：1、钢管脚手架立杆，2、钢管脚手架水平杆，3、钢管脚手架顶层横向水平杆，4、背楞，5、竹胶板，6、双套管可调立柱，6-1、外管，6－2、内管，8、预埋钢板，9、屋面钢筋网片，10、无缝钢管面管。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的进一步说明：
参见图1-图13所示，一种用于双曲率弧形屋面的无缝钢管施工方法，包括如下步骤:
步骤一、利用三维空间模拟模块，根据原有设计图纸提供的曲面与建筑物轴线之间的关系建立曲面三维坐标系，画出双曲率弧形屋面的立体结构图，根据该立体结构图对双曲率弧形屋面施工用钢管脚手架立杆1间距及高度进行预先定位，生成平面投影网格线，在地面上弹出的网格线交点处搭设钢管脚手架立杆1；搭设钢管脚手架水平杆2；
步骤二、将钢管脚手架顶层横向水平杆3预先根据屋面弧形进行预弯(使钢管脚手架顶层横向水平杆3的预弯弧度与屋面弧度一致)，在预弯后的钢管脚手架顶层横向水平杆3上方设置背楞4，在背楞4上方铺设竹胶板5作为钢筋混凝土屋面底模；
所述钢管脚手架顶层横向水平杆3为钢管；且所述钢管脚手架顶层横向水平杆3与钢管脚手架立杆1采用双扣件连接；
所述背楞4为木枋，木枋与钢管脚手架顶层横向水平杆3采用铁丝绑扎牢固，木枋与竹胶板5采用铁钉钉牢；
步骤三、将双套管可调立柱6的一端与预埋钢板8焊接，预埋钢板8与屋面钢筋网片9焊接，绑扎屋面钢筋网片9，浇筑屋面混凝土，从而形成双曲率弧形钢筋混凝土屋面，预埋钢板8预埋在屋面混凝土内；将预制好的无缝钢管面管10与双套管可调立柱6的另一端进行焊接，完成双曲率弧形屋面无缝钢管的安设。
步骤一的具体步骤为：
①、利用三维空间模拟模块，根据原有设计图纸提供的曲面与建筑物轴线之间的关系建立曲面三维坐标系，画出双曲率弧形屋面的立体结构图；
②、根据荷载计算确定屋面施工用的钢管脚手架立杆1间距和钢管脚手架水平杆2步距，在三维立体结构图中对钢管脚手架进行模拟仿真定位；
③、将钢管脚手架立杆1和钢管脚手架水平杆2的交叉点在双曲面上生成平面投影网格线；
④、计算出水平投影面坐标系中每一个网格节点处对应空间双曲面上点位的标高；
⑤、记录所有交点的三维坐标、网格点间距等参数；
⑥、根据曲面网格线交点处的标高对所有钢管脚手架立杆1高度进行编号统计，确定下料尺寸，在地面弹出的网格线交点上搭设钢管脚手架(将钢管脚手架立杆1和钢管脚手架水平杆2在地面进行组合对接预排，复核无误后搭设钢管脚手架)。
本发明中，所述双套管可调立柱6是由两根同心的钢管立柱套接而成，具体包括同心的内管6-2、外管6-1，以外管6-1套内管6-2的方式实现标高上下调节，双套管可调立柱6的外管6-1与预埋钢板8焊接，预埋钢板8预先埋入屋面混凝土内，屋面混凝土浇筑完成后，屋面装饰用无缝钢管与双套管可调立柱6的内管6-2进行焊接，当双套管可调立柱6的外管6-1高度不够时，增加双套管可调立柱6的内管6-2伸出双套管可调立柱6的外管6-1的高度，即加长双套管可调立柱6的内管6-2高度，从而实现屋面无缝钢管的水平标高一致。
本发明施工成本低，施工效率高，推广应用价值大。

Claims (5)

1.一种用于双曲率弧形屋面的无缝钢管施工方法，其特征在于包括如下步骤:
步骤一、利用三维空间模拟模块，画出双曲率弧形屋面的立体结构图，根据该立体结构图对双曲率弧形屋面施工用钢管脚手架的立杆间距及高度进行预先定位，生成平面投影网格线，在地面上弹出的网格线交点处搭设钢管脚手架立杆；搭设钢管脚手架水平杆；
步骤二、将钢管脚手架顶层横向水平杆预先根据屋面弧形进行预弯，在预弯后的钢管脚手架顶层横向水平杆上方设置背楞，在背楞上方铺设竹胶板作为钢筋混凝土屋面底模；
步骤三、将双套管可调立柱的一端与预埋钢板焊接，预埋钢板与屋面钢筋网片焊接，绑扎屋面钢筋网片，浇筑混凝土；将预制好的无缝钢管面管与双套管可调立柱的另一端进行焊接，完成双曲率弧形屋面无缝钢管的安设。
2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于：步骤一的具体步骤为：
①、利用三维空间模拟模块，画出双曲率弧形屋面的立体结构图；
②、根据荷载计算确定屋面施工用的钢管脚手架立杆间距和钢管脚手架水平杆步距，在三维立体结构图中对钢管脚手架进行模拟仿真定位；
③、将钢管脚手架立杆和钢管脚手架水平杆的交叉点在双曲面上生成平面投影网格线；
④、计算出水平投影面坐标系中每一个网格节点处对应空间双曲面上点位的标高；
⑤、记录所有交点的三维坐标、网格点间距；
⑥、根据曲面网格线交点处的标高对所有钢管脚手架立杆高度进行编号统计，确定下料尺寸，在地面弹出的网格线交点上搭设钢管脚手架。
3.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述钢管脚手架顶层横向水平杆为钢管，且其预弯弧度与屋面弧度一致；所述钢管脚手架顶层横向水平杆与钢管脚手架立杆采用双扣件连接。
4.如权利要求2所述的施工方法，其特征在于：所述背楞为木枋，背楞与钢管脚手架顶层横向水平杆采用铁丝绑扎牢固；所述木枋与竹胶板采用铁钉钉牢。
5.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述双套管可调立柱是由两根同心的钢管立柱套接而成。
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