CN110284708A - 一种针对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于风洞施工方法技术领域，尤其是涉及一种针对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工方法，包括如下步骤：步骤A、按照清水混凝土施工要求进行清水混凝土配合比试验和验证，通过商品混凝土站的数据比较和现场样板对比选取最优配合比；步骤B、结合内外模板的特点，合理规划混凝土的施工顺序，在竖直方向上混凝土施工分四步进行；步骤C、进行流道混凝土的施工；本发明有效解决了单纯采用常规混凝土浇筑方法，无法满足超大型风洞圆变方扩散段混凝土施工要求的施工难题。

Description

一种针对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工方法

技术领域

本发明属于风洞施工方法技术领域，尤其是涉及一种针对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工方法。

背景技术

随着国内汽车行业的发展，越来越多的大型车企、研究院等开始规划建设自己的大型混凝土实车风洞，其中风洞内与风机室对接的流道扩散段为水平方向由圆渐变为方形的筒状结构，一般长度超过30米。

由于风洞结构的特殊性，圆段直径为9.49m，方段边长为11m，水平方向由圆形渐变为方形，各个截面尺寸均不相同。单纯采用常规混凝土浇筑方法，无法满足施工要求。风洞试验室圆变方扩散段混凝土结构施工质量的优劣直接影响风洞试验室的整体技术指标。因此选择一种科学、合理的混凝土施工方法是风洞试验室能否成功达到预定技术指标的关键因素。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种针对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工方法，有效解决了单纯采用常规混凝土浇筑方法，无法满足超大型风洞圆变方扩散段混凝土施工要求的施工难题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种针对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工方法，包括如下步骤：

步骤A、按照清水混凝土施工要求进行清水混凝土配合比试验和验证，通过商品混凝土站的数据比较和现场样板对比选取最优配合比；

步骤B、结合内外模板的特点，合理规划混凝土的施工顺序，在竖直方向上混凝土施工分四步进行；

步骤C、进行流道混凝土的施工；

步骤C1、进行第一步混凝土施工：施工风洞流道下部及两端圆弧角部位；

步骤C2、进行第二步混凝土施工：施工风洞流道下部及两端圆弧角部位，混凝土浇筑施工至风洞流道圆段半圆部位高度，从流道的方段向圆段推进或者从流道的圆段向方段推进均可；

步骤C3、进行第三步混凝土施工：混凝土浇筑施工至风洞流道上部两端圆弧角底部高度，从流道的方段向圆段推进或者从流道的圆段向方段推进均可；

步骤C4、进行第四步混凝土施工：施工风洞流道顶板及两端弧角；混凝土的施工从流道的圆段向方段逐步进行。

进一步地，所述步骤C1中、进行第一步混凝土施工时，采取自密实混凝土施工；并且，为确保强度达到设计要求，相比设计混凝土强度提高一个等级。

进一步地，所述步骤C1中、施工第一步混凝土时，采取两台汽车泵对称来回循环浇筑的方式。

进一步地，所述步骤C1中、施工第一步混凝土时，流道混凝土必须分层循环浇筑，第一次浇筑从流道的方段逐步向圆段推进，直至与圆段底板高度一致，即自方段向圆段斜面浇筑直至与圆段保持平齐，然后分层浇注至第一步浇筑高度，用标尺杆随时检查混凝土高度；流道混凝土的浇筑要匀速进行。

进一步地，所述步骤C1中、对于第一步施工的混凝土，一般不进行振捣，在钢筋密集处和流道根部进行少许振捣。

进一步地，所述步骤C1中、在内钢筒模板下表面设置振捣观察孔和观测孔，待混凝土浇筑完成后，将振捣观察孔和观测孔进行封堵。

进一步地，设置振捣观察孔和观测孔的方法为：在内钢筒模板的底面沿底板浇筑完杦边线固定间隔设置长方形振捣观察孔，并在每两方形孔之间均布一个观测孔。

进一步地，将振捣观察孔和观测孔进行封堵的方法为：

首先，将钢筋棍与内钢筒模板表面设置的加强肋板焊接固定；当流道内的封堵工人在看到有混凝土从振捣观察孔和观测孔完全涌出时，立即采用封堵楔块和封堵板对振捣观察孔和观测孔进行封堵；将封堵板盖在振捣观察孔或者观测孔上，然后将封堵楔块塞在钢筋棍和封堵板之间，将封堵板压紧；并且，振捣观察孔和观测孔进行封堵的过程中，安排施工人员及时清理溢出的混凝土和检查封堵材料的牢固情况，随时进行紧固。

进一步地，所述步骤C中，进行流道混凝土施工的第二步、第三步以及第四步施工过程中，采用普通清水混凝土，强度等级采用设计混凝土强度等级，施工过程中，通过清水混凝土施工控制技术防止出现色差。

进一步地，所述步骤C中，进行流道混凝土施工过程中，每两步施工之间留设水平施工缝，在下一步施工前安排工人将施工缝部位进行凿毛处理。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

1、根据施工现场的实际需求进行混凝土的试验和选择，有利于选到最符合实际工程所需的原材料，从而满足使用单位的扩散段质量精度高的要求，确保结构表面颜色一致，无色差；

2、由于第一步混凝土位于钢模板下方，采用普通混凝土无法满足现场施工条件，现场采用自密实混凝土施工，利用其流动性大的优点，确保扩散段结构混凝土施工密实；

3、施工过程中采取四步浇筑混凝土，可有效防止因浇筑高度过大引起混凝土离析，外模板可以多次周转使用；

4、浇筑时采用两台汽车泵同时、对称、分层浇筑，可防止因单边浇筑引起的内钢筒模的位移、模板因为侧压力过大引起涨模而产生质量缺陷；

5、第一步自密实混凝土施工时，在流道扩散段底板钢模板上设置振捣观察孔和观测孔，确保扩散段结构混凝土施工到位、密实。由于采用木模板、楔块及钢筋棍等零部件组成所述快速封堵装置，具有易于快速加工、组合完成，达到快速有效解决现场观察孔洞封堵问题的有益技术效果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为混凝土分步浇筑示意图；

图2为混凝土浇筑顺序示意图；

图3为混凝土施工第二步浇筑过程中的施工示意图；

图4为混凝土施工过程中采取汽车泵对称浇筑的施工示意图；

图5为内钢筒模板底面上的振捣观察孔和观测孔布置平面图；

图6为振捣观察孔在封堵前的结构示意图；

图7为振捣观察孔在封堵后的结构示意图。

附图标记说明：

1-内钢筒模板；2-已浇筑混凝土；3-圆段；4-方段；5-过渡段；61-圆段底板高度；62-第一步浇筑高度；63-第二步浇筑高度；64-第三步浇筑高度；65-第四步浇筑高度；71-振捣观察孔；72-观测孔；73-底板浇筑完杦边线；81-加强肋板；82-钢筋棍；83-封堵楔块；84-封堵板；9-汽车泵。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

公司本次承接的施工项目中风洞试验室工程混凝土气动声学风洞流道圆变方扩散段长度为33m，圆段3直径为9.49m，方段4边长为11m，中间部分为过渡段5，水平方向由圆形渐变为方形，各个截面尺寸均不相同。因为风洞的结构特殊性，为一个横向的渐变混凝土筒体结构，空间大、精度高，单纯采用常规混凝土浇筑方法，无法满足施工要求，施工起来比较复杂，难度大。因此，针对上述技术难题，对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工，采取了有针对性的施工方法。

如图1-7所示，具体地，一种针对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工方法，包括如下步骤：

步骤A、按照清水混凝土施工要求进行清水混凝土配合比试验和验证，通过商品混凝土站的数据比较和现场样板对比选取最优配合比。该实施例中，设计混凝土强度等级为C30，在施工特定部位时，可以根据需要适当的提高混凝土的强度等级。根据施工现场的实际需求进行混凝土的试验和选择，有利于选到最符合实际工程所需的原材料，从而满足使用单位的扩散段质量精度高的要求，确保结构表面颜色一致，无色差。

步骤B、结合内外模板的特点，合理规划混凝土的施工顺序；在该工程中，内模支撑体系在混凝土浇筑前一次安装完成，外侧覆膜木模板随混凝土浇筑情况分步施工，因此，需要分多次交替施工外模板和浇筑混凝土，根据圆变方流道的特点，在竖直方向上混凝土施工分四步进行，如图1展示了已浇筑混凝土2在竖直方向上逐步填充的施工顺序。

步骤C、进行流道混凝土的施工；

步骤C1、进行第一步混凝土施工：施工风洞流道下部及两端圆弧角部位；

其中，施工第一步混凝土时，采取两台汽车泵9对称来回循环浇筑的方式。为防止浇筑过程中流道模板受混凝土侧压变形，混凝土的施工必须沿流道两侧对称浇筑，并要求搅拌站每次发车必须是双数，方量一样，保证两台泵车每次浇筑混凝土的方量一样。采用两台汽车泵9进行浇筑，汽车泵9均坐落于风洞试验室一侧的现场临时道路上。

同时，步骤C1中、施工第一步混凝土时，流道混凝土必须分层循环浇筑，第一次浇筑从流道的方段4逐步向圆段3推进，直至与圆段底板高度61一致，即，自方段4向圆段3斜面浇筑直至与圆段3保持平齐，然后分层浇注至第一步浇筑高度62，每50cm为一层，用标尺杆随时检查混凝土高度。流道混凝土的浇筑要匀速进行(每台泵车约20～30m3/h)，要求每罐混凝土之间间歇20min。浇筑时采用两台汽车泵9同时、对称、分层浇筑，可防止因单边浇筑引起的内钢筒模的位移、模板因为侧压力过大引起涨模而产生质量缺陷。

对于第一步施工的混凝土，为防止混凝土离析，一般不进行振捣，在钢筋密集处和流道根部可以少许振捣，一般为2s左右。为防止内钢筒模板1下方的混凝土不密实，特设置振捣观察孔71和观测孔72，以确保圆变方主扩散段流道混凝土施工工质量。具体地，在内钢筒模板1的底面沿底板浇筑完杦边线73每间隔2m设置长方形(200mm×100mm)振捣观察孔71，兼具振捣孔和观察孔的作用，并在每两方形孔之间均布1个直径Φ10的观测孔72，观测孔72只具有观察作用。待混凝土浇筑完成后，将振捣观察孔71和观测孔72进行封堵。

封堵方法为：首先，利用施工现场废弃的φ6钢筋棍82与内钢筒模板1表面设置的加强肋板81焊接固定，钢筋棍82长度为300mm；当流道内的封堵工人在看到有混凝土从振捣观察孔71和观测孔72完全涌出时，表明自密实混凝土已浇筑到此部位，立即采用封堵楔块83和封堵板84对振捣观察孔71和观测孔72进行封堵。

封堵楔块83可利用现场废旧的木模板加工成楔形的斜块制成，封堵板84可利用废气的木模板裁切成合适的尺寸制成，封堵楔块83尺寸：200×100×50mm；封堵板84尺寸：200×200mm；将封堵板84盖在振捣观察孔71或者观测孔72上，然后将封堵楔块83塞在钢筋棍82和封堵板84之间，将封堵板84压紧。

通过设置振捣观察孔71和观测孔72，能在自密实混凝土浇筑时及时观察混凝土的密实情况，消除施工质量隐患，确保扩散段结构混凝土施工到位、密实。在浇筑完成后进行封堵，在内钢筒模板1拆除完毕后混凝土平整密实、外观质量优良，同时，采用的封堵工具均是利用施工现场剩余的废料制成，加工制作方便，较经济，节约成本。

振捣观察孔71和观测孔72进行封堵的过程中，安排施工人员及时清理溢出的混凝土和检查封堵材料的牢固情况，随时进行紧固。由于采用木模板、楔块及钢筋棍82等零部件组成所述快速封堵装置，具有易于快速加工、组合完成，达到快速有效解决现场观察孔洞封堵问题的有益技术效果。

步骤C2、进行第二步混凝土施工：施工风洞流道下部及两端圆弧角部位，混凝土浇筑施工至风洞流道圆段3半圆部位高度，从流道的方段4向圆段3推进或者从流道的圆段3向方段4推进均可。

步骤C3、进行第三步混凝土施工：混凝土浇筑施工至风洞流道上部两端圆弧角底部高度，从流道的方段4向圆段3推进或者从流道的圆段3向方段4推进均可。

步骤C4、进行第四步混凝土施工：施工风洞流道顶板及两端弧角；混凝土的施工从流道的圆段3向方段4逐步进行。

该方法中，采取四步浇筑混凝土，可有效防止因浇筑高度过大引起混凝土离析，同时，外模板可以多次周转使用，节省了施工成本。

步骤C1中，进行第一步混凝土施工时，考虑到这一步施工中由于有部分混凝土结构在流道底部对应的内钢筒模板1下方，且钢筋比较密，采用普通的混凝土浇筑方式无法进行振捣作业，因此，采取自密实混凝土施工，因为自密实混凝土适用于各种异形结构、地下暗挖、密筋、形状复杂等无法浇筑或浇筑困难的部位，利用其流动性大的优点，确保扩散段结构混凝土施工密实。并且，为确保强度达到设计要求，相比设计混凝土强度等级C30，提高一个等级，采用C35自密实清水微膨胀混凝土用于第一步混凝土施工，并取得业主和现场监理的认可。

进行流道混凝土施工的第二步、第三步以及第四步施工过程中，采用普通清水混凝土，强度等级采用设计混凝土强度等级为C30，施工过程中，通过清水混凝土施工控制技术防止出现色差。

其中，进行流道混凝土施工过程中，每两步施工之间留设水平施工缝，在下一步施工前安排工人将施工缝部位进行凿毛处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种针对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤A、按照清水混凝土施工要求进行清水混凝土配合比试验和验证，通过商品混凝土站的数据比较和现场样板对比选取最优配合比；

步骤B、结合内外模板的特点，合理规划混凝土的施工顺序，在竖直方向上混凝土施工分四步进行；

步骤C、进行流道混凝土的施工；

步骤C1、进行第一步混凝土施工：施工风洞流道下部及两端圆弧角部位；

步骤C2、进行第二步混凝土施工：施工风洞流道下部及两端圆弧角部位，混凝土浇筑施工至风洞流道圆段(3)半圆部位高度，从流道的方段(4)向圆段(3)推进或者从流道的圆段(3)向方段(4)推进均可；

步骤C3、进行第三步混凝土施工：混凝土浇筑施工至风洞流道上部两端圆弧角底部高度，从流道的方段(4)向圆段(3)推进或者从流道的圆段(3)向方段(4)推进均可；

步骤C4、进行第四步混凝土施工：施工风洞流道顶板及两端弧角；混凝土的施工从流道的圆段(3)向方段(4)逐步进行。

2.根据权利要求1所述的针对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工方法,其特征在于：所述步骤C1中、进行第一步混凝土施工时，采取自密实混凝土施工；并且，为确保强度达到设计要求，相比设计混凝土强度提高一个等级。

3.根据权利要求1所述的针对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工方法,其特征在于：所述步骤C1中、施工第一步混凝土时，采取两台汽车泵(9)对称来回循环浇筑的方式。

4.根据权利要求3所述的针对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工方法,其特征在于：所述步骤C1中、施工第一步混凝土时，流道混凝土必须分层循环浇筑，第一次浇筑从流道的方段(4)逐步向圆段(3)推进，直至与圆段底板高度(61)一致，即自方段(4)向圆段(3)斜面浇筑直至与圆段(3)保持平齐，然后分层浇注至第一步浇筑高度(62)，用标尺杆随时检查混凝土高度；流道混凝土的浇筑要匀速进行。

5.根据权利要求1所述的针对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工方法,其特征在于：所述步骤C1中、对于第一步施工的混凝土，一般不进行振捣，在钢筋密集处和流道根部进行少许振捣。

6.根据权利要求1所述的针对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工方法,其特征在于：所述步骤C1中、在内钢筒模板(1)下表面设置振捣观察孔(71)和观测孔(72)，待混凝土浇筑完成后，将振捣观察孔(71)和观测孔(72)进行封堵。

7.根据权利要求6所述的针对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工方法,其特征在于：设置振捣观察孔(71)和观测孔(72)的方法为：在内钢筒模板(1)的底面沿底板浇筑完杦边线(73)固定间隔设置长方形振捣观察孔(71)，并在每两方形孔之间均布一个观测孔(72)。

8.根据权利要求6所述的针对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工方法,其特征在于：将振捣观察孔(71)和观测孔(72)进行封堵的方法为：

首先，将钢筋棍(82)与内钢筒模板(1)表面设置的加强肋板(81)焊接固定；当流道内的封堵工人在看到有混凝土从振捣观察孔(71)和观测孔(72)完全涌出时，立即采用封堵楔块(83)和封堵板(84)对振捣观察孔(71)和观测孔(72)进行封堵；将封堵板(84)盖在振捣观察孔(71)或者观测孔(72)上，然后将封堵楔块(83)塞在钢筋棍(82)和封堵板(84)之间，将封堵板(84)压紧；并且，振捣观察孔(71)和观测孔(72)进行封堵的过程中，安排施工人员及时清理溢出的混凝土和检查封堵材料的牢固情况，随时进行紧固。

9.根据权利要求1所述的针对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工方法,其特征在于：所述步骤C中，进行流道混凝土施工的第二步、第三步以及第四步施工过程中，采用普通清水混凝土，强度等级采用设计混凝土强度等级，施工过程中，通过清水混凝土施工控制技术防止出现色差。

10.根据权利要求1所述的针对全尺寸风洞圆变方扩散段的混凝土施工方法,其特征在于：所述步骤C中，进行流道混凝土施工过程中，每两步施工之间留设水平施工缝，在下一步施工前安排工人将施工缝部位进行凿毛处理。