CN110195514A - 一种球缺形穹顶混凝土浇筑方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种球缺形穹顶混凝土浇筑方法，包括如下步骤：a.在钢制拱顶上确定一个或者多个环绕钢制拱顶的竖直中心线的环形区域；b.将环形区域分成偶数段，对于其中关于竖直中心线对称的任一两段，其浇筑混凝土的起点为关于竖直中心线对称的两个第一对称位置，以及其浇筑混凝土的终点为关于竖直中心线对称的两个第二对称位置；c.对一个环形区域的浇筑分成沿周向、同方向且同步地在任一两段分别浇筑混凝土，以在环形区域内形成覆盖钢制拱顶的外壁且与钢筋骨架握裹的两个混凝土块，并使两个混凝土块关于竖直中心线对称。浇筑开始后的任意时刻的混凝土块均处于对称分布的状态，进而避免钢制拱顶因受力不均。

Description

一种球缺形穹顶混凝土浇筑方法

技术领域

本发明涉及一种球缺形穹顶混凝土浇筑方法。

背景技术

现有LNG(Liquefied Natural Gas，液化天然气)接收站的低温储罐穹顶混凝土浇筑采用一次性连续浇筑或分块、分层的浇筑形式，连续作业时间较长，例如一台16万立方米的储罐穹顶混凝土约为2500立方米，一次性持续浇筑时间约为72h，劳动强度大。

实用新型专利CN206016387U公开了一种大型混凝土低温储罐复合型罐顶结构，该罐顶为球缺形穹顶，由下部的钢制拱顶和上部的混凝土拱顶复合组成。钢制拱顶包括钢制拱形网壳和铺设在网壳上方的蒙皮板，混凝土拱顶由配筋及混凝土组成，以钢制拱顶为模板进行混凝土的浇筑。混凝土

在钢制拱顶制造过程中，首先在内罐罐底制造钢制拱形网壳，然后与蒙皮板焊接，之后采用气压顶升的方式升至罐顶，并与罐壁承压环焊接固定。该种连接结构能够很好保证钢制拱顶与承压环的连接强度。最后以钢制拱顶作为模板进行配筋的施工和混凝土的浇筑。在混凝土浇筑的过程中，保持储罐内的气压顶升的压力，在混凝土强度达到设计强度后，方可撤除内压。

实用新型专利CN206016387U还公开了由外向内分若干次逐圈浇筑罐顶混凝土的技术方案，即首先浇筑最外圈混凝土，待其凝固，且强度达到设计要求后，再浇筑下一圈。这样的工艺能够减少一次性持续浇筑混凝土的时间，然而这样的浇筑方法会导致钢制拱顶受力不均，进而导致混凝土出现裂缝，给后续其他工序施工造成影响，需花费大量的人力、物力和时间进行混凝土裂缝、表面弧度及平整度修补。

发明内容

本发明的目的在于提供一种球缺形穹顶混凝土浇筑方法，该方法能够使钢制拱顶受力均匀，提高了球缺形穹顶的混凝土浇筑的质量。

为实现所述目的的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，用于在球缺形穹顶的钢制拱顶上浇筑混凝土，所述钢制拱顶的外侧固定设置有钢筋骨架，包括如下步骤：

a.在所述钢制拱顶上确定一个或者多个环绕所述钢制拱顶的竖直中心线的环形区域；

b.将所述环形区域分成偶数段，对于其中关于所述竖直中心线对称的任一两段，其浇筑混凝土的起点为关于所述竖直中心线对称的两个第一对称位置，以及其浇筑混凝土的终点为关于所述竖直中心线对称的两个第二对称位置；

c.对一个所述环形区域的浇筑分成沿周向、同方向且同步地在所述任一两段分别浇筑混凝土，以在所述环形区域内形成覆盖所述钢制拱顶的外壁且与所述钢筋骨架握裹的两个混凝土块，并使两个所述混凝土块关于所述竖直中心线对称。

所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其进一步的特点是，对所述环形区域进行分段浇筑，并使所述环形区域上分段浇筑而形成的两个所述混凝土块为弧形且关于所述竖直中心线对称。

所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其进一步的特点是，在弧形的所述混凝土块的周向上的两端设置径向临时隔断，以避免浇筑中断时形成所述混凝土块的混凝土大面积铺摊，并且利于混凝土振捣。

所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其进一步的特点是，多个所述环形区域由所述球缺形穹顶的外环向内环、由低向高分布；在浇筑混凝土的过程中，首先浇筑处于所述球缺形穹顶的外环的环形区域，然后依次向内浇筑。

所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其进一步的特点是，在浇筑混凝土之前，在所述钢筋骨架的上层钢筋面上铺设具有网眼的环形的铁丝网。

所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其进一步的特点是，每两圈环形的所述铁丝网之间临时留置一定宽度用于混凝土的布料。

所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其进一步的特点是，在相邻的两个所述环形区域中，位于外侧的所述环形区域的所述混凝土块的上端面与位于内侧的所述环形区域的所述混凝土块的下端面均为水平的环形面，从而能够形成水平施工缝，利于积水及时向外排出。

所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其进一步的特点是，在所述环形区域上浇筑形成多个弧形的所述混凝土块；在多个所述混凝土块中，对于其中任意一个所述混凝土块均存在与之关于所述竖直中心线对称的另一个弧形的所述混凝土块。

所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其进一步的特点是，在相邻的两个环形区域中，其中一个所述环形区域的弧形的所述混凝土块的端点位于另一个所述环形区域的弧形的所述混凝土块的中点处。

所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其进一步的特点是，根据所述环形区域的表面弧度，采用造型刮尺进行成型收面。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，用于在球缺形穹顶的钢制拱顶上浇筑混凝土，钢制拱顶的外侧固定设置有钢筋骨架，包括如下步骤：a.在钢制拱顶上确定一个或者多个环绕钢制拱顶的竖直中心线的环形区域；b.将环形区域分成偶数段，对于其中关于竖直中心线对称的任一两段，其浇筑混凝土的起点为关于竖直中心线对称的两个第一对称位置，以及其浇筑混凝土的终点为关于竖直中心线对称的两个第二对称位置；c.对一个环形区域的浇筑分成沿周向、同方向且同步地在任一两段分别浇筑混凝土，以在环形区域内形成覆盖钢制拱顶的外壁且与钢筋骨架握裹的两个混凝土块，并使两个混凝土块关于竖直中心线对称。

浇筑混凝土的起点位置和终点位置分别为关于竖直中心线对称的两个第一对称位置和关于竖直中心线对称的两个第二对称位置，且浇筑混凝土的方式是沿周向、同方向且环形对称地分别浇筑混凝土，因此使得浇筑开始后的任意时刻的混凝土块均处于对称分布的状态，进而使得球缺形穹顶的钢制拱顶受到的来自于混凝土块的压力能够保持平衡，以避免钢制拱顶因受力不均产生过大变形或发生倾斜而影响混凝土内部结构。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为本发明中低温储罐的示意图，显示了气压顶升钢制拱顶的原理；

图2为本发明中混凝土浇筑在钢制拱顶上的示意图，显示了混凝土块及其上端面；

图3为本发明中钢制拱顶与钢筋骨架位置关系的示意图；

图4为本发明中球缺形穹顶示意图，显示了环形区域；

图5为本发明中球缺形穹顶俯视图，显示了环形区域；

图6为本发明中径向临时隔断的示意图；

图7为本发明中本发明中钢制拱顶与钢筋骨架位置关系的示意图，还显示了铁丝网；

图8为本发明中造型刮尺的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

需要注意的是，图1至图7均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。

首先参考图1，图1示出了LNG(Liquefied Natural Gas，液化天然气)接收站的低温储罐，该低温储罐包括罐底300、罐壁200和球缺形穹顶100。在建造过程中，可先建造好罐底300和罐壁200，再将球缺形穹顶100和罐壁200连接。低温储罐的容积可以为十多万立方米，这使得球缺形穹顶100的宽度能够超过数十米，因此球缺形穹顶100的成型及安装具有一定难度。

如图1所示，在一个实施例中，将球缺形穹顶100分成两部分来建造安装。球缺形穹顶100是一个钢混叠合结构，重约数百吨。在建造的过程中首先制造球缺形穹顶100的钢制拱顶1，钢制拱顶1可在罐底300上建造，然后密闭罐体并采用气压顶升的方式通过气流B将钢制拱顶1顶升至罐顶，然后与罐壁200的承压环焊接固定。最后以钢制拱顶1作为模板进行配筋的施工和混凝土的浇筑。在混凝土浇筑的过程中，保持储罐内的气压顶升的压力，在混凝土强度达到设计强度后，方可撤除内压。穹顶钢筋绑扎及混凝土浇筑期间根据钢拱顶上部荷载变化而调整罐内压强以满足承载要求。

配筋的工作包括在钢制拱顶1的外侧固定设置钢筋骨架3。如图3、7所示，钢筋骨架3包括上层钢筋3a、下层钢筋3b及支撑件3c。支撑件3c又叫做马蹬，设置在上层钢筋3a和下层钢筋3b之间来增加钢筋骨架3的结构强度，支撑件3c的脚部优选地被设置成与钢制拱顶1的弧度一致。如图2所示，混凝土浇筑在钢制拱顶1上后，能够形成覆盖钢制拱顶1的外壁且与钢筋骨架3握裹的混凝土块2。

关于混凝土的浇筑方式，实用新型专利CN206016387U公开了由外向内分若干次逐圈浇筑罐顶混凝土的技术方案，即首先浇筑钢制拱顶最外圈的混凝土，待其凝固，且强度达到设计要求后，再浇筑下一圈。这样的工艺能够减少一次性持续浇筑混凝土的时间，然而这样的浇筑方法会导致钢制拱顶受力不均，进而导致混凝土出现裂缝，给后续其他工序施工造成影响，需花费大量的人力、物力和时间进行混凝土裂缝、表面弧度及平整度修补。

因此，为了解决钢制拱顶1受力不均的问题，本发明的实施例提出一种球缺形穹顶混凝土浇筑方法，用于在球缺形穹顶100的钢制拱顶1上浇筑混凝土，钢制拱顶1的外侧固定设置有钢筋骨架3，包括如下步骤：

a.在钢制拱顶1上确定一个或者多个环绕钢制拱顶1的竖直中心线A-A的环形区域Z。

环形区域Z的形状可参考图2、3、4、5的记载，环形区域Z的中心线与钢制拱顶1的竖直中心线A-A重合。图5为俯视图，因此钢制拱顶1的竖直中心线A-A变成了一个点。多个环形区域Z由球缺形穹顶100的外环向内环、由低向高分布；在浇筑混凝土的过程中，首先浇筑处于球缺形穹顶100的外环的环形区域Z，然后依次向内浇筑。支撑件3c可支撑在两个相邻的环形区域Z的相接处。

b.将环形区域Z分成偶数段，对于其中关于竖直中心线A-A对称的任一两段，其浇筑混凝土的起点为关于竖直中心线A-A对称的两个第一对称位置s，以及其浇筑混凝土的终点为关于竖直中心线A-A对称的两个第二对称位置f。

多个第一对称位置s分别均与多个第二对称位置f一一对应，一组相对应的第一对称位置s和第二对称位置f所限定的浇筑区域与另外一组相对应的第一对称位置s和第二对称位置f所限定的浇筑区域没有交集。

c.对一个环形区域Z的浇筑分成沿周向、同方向且同步地在任一两段分别浇筑混凝土，以在环形区域Z内形成覆盖钢制拱顶1的外壁且与钢筋骨架3握裹的两个混凝土块2，并使两个混凝土块2关于竖直中心线A-A对称。在一个具体的实施例中，可采用两台汽车泵同方向环形对称进行布料。

由于浇筑混凝土的起点位置和终点位置分别为关于竖直中心线对称的两个第一对称位置s和关于竖直中心线对称的两个第二对称位置f，且浇筑混凝土的方式是沿周向、同方向且环形对称地分别浇筑混凝土，因此使得浇筑开始后的任意时刻的混凝土块2均处于关于竖直中心线A-A对称分布的状态，进而使得球缺形穹顶100的钢制拱顶1受到的来自于混凝土块2的压力能够保持平衡，以避免钢制拱顶1因受到的压力不均产生过大变形或发生倾斜而影响混凝土内部结构。

在一个实施例中，环形区域Z上混凝土块2的数量为两个，形状为半圆，此时第一对称位置s和第二对称位置f互相重合。在另外的实施例中，如图5所示，对环形区域Z进行分段浇筑，使得环形区域Z上混凝土块2的数量多于两个，其中，至少两个混凝土块2为弧形且关于竖直中心线A-A对称。在多个混凝土块2中，对于其中任意一个混凝土块2均存在与之关于竖直中心线A-A对称的另一个弧形的混凝土块2。

继续参考图5，在相邻的两个环形区域Z中，其中一个环形区域Z的弧形的混凝土块2的端点位于另一个环形区域Z的弧形的混凝土块2的中点处。这样的设计能够与混凝土块2的凝结规律相匹配，从而使钢制拱顶1的受力更加均匀。

为避免浇筑中断时形成混凝土块2的混凝土大面积铺摊，并且利于混凝土的振捣，如图5、6所示，可以在弧形的混凝土块2的周向上的两端设置径向临时隔断5。径向临时隔断5可包括免拆钢板网5a，上部企口木方5b和中间企口木方5c。上部企口木方5b和中间企口木方5b之间用免拆钢板网5a连接，且免拆钢板网5a自中间企口木方5b向内延伸。径向临时隔断5还包括废料短钢筋做的背楞(附图未示出)，背楞抵顶上部企口木方5b和中间企口木方5c。此外，这样的方式还能够避免因突发情况无法继续浇筑混凝土时，新浇筑的混凝土可通过人工进行临边堆积，以免混凝土大面积平铺，有利于混凝土振捣及提高新旧混凝土结合性。

浇筑中断的原因还可以是为了减少一次性浇筑的混凝土量，即如前所述的将环形区域Z分段浇筑。将环形区域Z分段浇筑能够避免因连续浇筑一整圈而导致钢拱顶蒙皮板发生微变形，从而影响钢筋握裹力及增加裂缝产生。将环形区域Z分段浇筑即会产生多个弧形的混凝土块2。这样的方式也能够避免高强度连续作业，利于混凝土应力释放。

参考图4和图8，在浇筑完成后，根据环形区域Z的表面弧度，采用造型刮尺4进行成型收面。造型刮尺4的弧面需要被加工成适合环形区域Z的表面弧度，确保穹顶混凝土弧度成型效果

继续参考图2，在相邻的两个环形区域Z中，位于外侧的环形区域Z的混凝土块2的上端面20a与位于内侧的环形区域Z的混凝土块2的下端面(附图未示出)均为水平的环形面，从而能够形成水平施工缝，利于积水及时向外排出。

在另一个实施例中，如图7所示，在浇筑混凝土之前，在钢筋骨架3的上层钢筋3a上铺设具有网眼的环形的铁丝网6。铁丝网6可以铺设在钢制拱顶1的外边缘10m范围的大坡度处。铁丝网6能够对混凝土向低处流淌形成一定阻力，保证混凝土堆积，以便能提前进行振捣，部分骨料和浆体溢出铁丝网，方便后期收面，铁丝网6固定在上层钢筋3a的顶面上不拆除，在保护层范围内起到一定的抗裂作用。铁丝网6的数量可以是多圈，且沿径向分布。每两圈环形的铁丝网6之间临时留置一定宽度用于混凝土的布料。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种球缺形穹顶混凝土浇筑方法，用于在球缺形穹顶(100)的钢制拱顶(1)上浇筑混凝土，所述钢制拱顶(1)的外侧固定设置有钢筋骨架(3)，其特征在于，包括如下步骤：

a.在所述钢制拱顶(1)上确定一个或者多个环绕所述钢制拱顶(1)的竖直中心线(A-A)的环形区域(Z)；

b.将所述环形区域(Z)分成偶数段，对于其中关于所述竖直中心线(A-A)对称的任一两段，其浇筑混凝土的起点为关于所述竖直中心线(A-A)对称的两个第一对称位置(s)，以及其浇筑混凝土的终点为关于所述竖直中心线(A-A)对称的两个第二对称位置(f)；

c.对一个所述环形区域(Z)的浇筑分成沿周向、同方向且同步地在所述任一两段分别浇筑混凝土，以在所述环形区域(Z)内形成覆盖所述钢制拱顶(1)的外壁且与所述钢筋骨架(3)握裹的两个混凝土块(2)，并使两个所述混凝土块(2)关于所述竖直中心线(A-A)对称。

2.如权利要求1所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其特征在于，对所述环形区域(Z)进行分段浇筑，并使所述环形区域(Z)上分段浇筑而形成的两个所述混凝土块(2)为弧形且关于所述竖直中心线(A-A)对称。

3.如权利要求2所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其特征在于，在弧形的所述混凝土块(2)的周向上的两端设置径向临时隔断(5)，以避免浇筑中断时形成所述混凝土块(2)的混凝土大面积铺摊，并且利于混凝土的振捣。

4.如权利要求1所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其特征在于，多个所述环形区域(Z)由所述球缺形穹顶(100)的外环向内环、由低向高分布；在浇筑混凝土的过程中，首先浇筑处于所述球缺形穹顶(100)的外环的环形区域(Z)，然后依次向内浇筑。

5.如权利要求1所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其特征在于，在浇筑混凝土之前，在所述钢筋骨架(3)的上层钢筋(3a)上铺设具有网眼的环形的铁丝网(6)。

6.如权利要求5所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其特征在于，每两圈环形的所述铁丝网(6)之间临时留置一定宽度用于混凝土的布料。

7.如权利要求4所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其特征在于，在相邻的两个所述环形区域(Z)中，位于外侧的所述环形区域(Z)的所述混凝土块(2)的上端面(20a)与位于内侧的所述环形区域(Z)的所述混凝土块(2)的下端面均为水平的环形面，从而能够形成水平施工缝，利于积水及时向外排出。

8.如权利要求2所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其特征在于，在所述环形区域(Z)上浇筑形成多个弧形的所述混凝土块(2)；在多个所述混凝土块(2)中，对于其中任意一个所述混凝土块(2)均存在与之关于所述竖直中心线(A-A)对称的另一个弧形的所述混凝土块(2)。

9.如权利要求8所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其特征在于，在相邻的两个环形区域(Z)中，其中一个所述环形区域(Z)的弧形的所述混凝土块(2)的端点位于另一个所述环形区域(Z)的弧形的所述混凝土块(2)的中点处。

10.如权利要求1所述的球缺形穹顶混凝土浇筑方法，其特征在于，根据所述环形区域(Z)的表面弧度，采用造型刮尺(4)进行成型收面。