CN110685434B - 现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系及施工方法，该模架体系包括：支设于待形成的双层斜交混凝土网格结构位置处的支撑架体，所述支撑架体的顶面形成有适配于待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的支撑曲面；铺设于所述支撑曲面之上供形成一层斜交混凝土网格结构的第一支模结构；以及支设于所述第一支模结构之上供形成另一层斜交混凝土网格结构的第二支模结构。本发明支撑架体上设计有支撑曲面，以适配于待形成的双层斜交混凝土网格结构，形成契合曲面曲率变化的支撑架体，且满足第一支模结构和第二支模结构的承载力要求，解决现有技术中支撑脚手架难以实现球壳类多曲率造型支撑的问题。

Description

现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工工程领域，特指一种现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系及施工方法。

背景技术

建筑斜交网格结构是19世纪80年代起，在钢框架支撑架体发展推动下，逐步形成的一种新颖的钢结构体系或钢管混凝土结构体系。但目前，现浇多曲面斜交混凝土网格结构的设计及施工极为罕见，施工难度极大。

现浇多曲面斜交混凝土网格结构的施工重难点在于支撑脚手架工程及模板工程。现有的建造技术中常规的支撑架顶部支撑面多为平面，难以实现多曲面结构的空间曲面形态造型设计。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系及施工方法，解决现有的支撑架顶部支撑面多为平面难以实现多曲面结构的空间曲面形态造型设计的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系，包括：

支设于待形成的双层斜交混凝土网格结构位置处的支撑架体，所述支撑架体的顶面形成有适配于待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的支撑曲面；

铺设于所述支撑曲面之上供形成一层斜交混凝土网格结构的第一支模结构；以及

支设于所述第一支模结构之上供形成另一层斜交混凝土网格结构的第二支模结构。

本发明支撑架体上设计有支撑曲面，以适配于待形成的双层斜交混凝土网格结构，形成契合曲面曲率变化的支撑架体，且满足第一支模结构和第二支模结构的承载力要求，解决现有技术中支撑脚手架难以实现球壳类多曲率造型支撑的问题。

本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系的进一步改进在于，还包括支设于所述第一支模结构之上的外层支撑架体，所述外层支撑架体顶撑于所述第二支模结构的底部，且所述外层支撑架体有部分穿过所述第一支模结构并与所述支撑架体连接固定。

本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系的进一步改进在于，还包括铺设于所述支撑架体之上的径向多曲率龙骨和固定于所述径向多曲率龙骨之上的环向圆形次龙骨；

所述径向多曲率龙骨与待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的曲率相适配；

所述环向圆形次龙骨与待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的曲率相适配，所述环向圆形次龙骨支撑连接于所述第一支模结构的底部。

本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系的进一步改进在于，还包括固定连接于所述环向圆形次龙骨之上的径向找形木方，所述径向找形木方的曲率与待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的曲率相适配，且所述径向找形木方与所述第一支模结构固定连接。

本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系的进一步改进在于，所述第二支模结构包括第二底模、第二顶模以及夹设于所述第二底模和所述第二顶模之间的第二衬模；

所述第二顶模为多曲率玻璃钢模板，所述多曲率玻璃钢模板的形状匹配于所述第二衬模之间的空间的形状，且所述多曲率玻璃钢模板内靠近表面处嵌设有弧形加强板。

本发明还提供了一种现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系的施工方法，包括如下步骤：

于待形成的双层斜交混凝土网格结构位置处搭设支撑架体，所搭设的支撑架体的顶面形成有适配于待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的支撑曲面；

于所述支撑曲面之上施工第一支模结构，利用所述第一支模结构浇筑形成一层斜交混凝土网格结构；以及

于所述第一支模结构之上施工第二支模结构，利用所述第二支模结构浇筑形成另一层斜交混凝土网格结构。

本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系的施工方法的进一步改进在于，在施工第二支模结构之前还包括：

于所述第一支模结构之上搭设外层支撑架体，将所述外层支撑架体上一部分穿过所述第一支模结构并与所述支撑架体连接固定，利用所述外层支撑架体支撑所述第二支模结构。

本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系的施工方法的进一步改进在于，在施工第一支模结构之前还包括：

提供径向多曲率龙骨，所述径向多曲率龙骨与待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的曲率相适配，将所述径向多曲率龙骨固定于所述支撑曲面上；

提供环向圆形次龙骨，所述环向圆形次龙骨与待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的曲率相适配，将所述环向圆形次龙骨置于所述径向多曲率龙骨之上并与所述径向多曲率龙骨连接固定，利用所述环向圆形次龙骨支撑所述第一支模结构。

本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系的施工方法的进一步改进在于，还包括：

提供斜向回撑杆，将所述斜向回撑杆垂直顶撑于所述径向多曲率龙骨的底部，且所述斜向回撑杆与所述支撑架体连接固定。

本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系的施工方法的进一步改进在于，施工第二支模结构时，所述第二支模结构的第二顶模采用多曲率玻璃钢模板，制作所述多曲率玻璃钢模板时，于所述多曲率玻璃钢模板内靠近表面处嵌设弧形加强板。

附图说明

图1为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中一层斜交混凝土网格结构的立体结构示意图。

图2为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中另一层斜交混凝土网格结构的立体结构示意图。

图3为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中支撑架体的俯视图。

图4为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中支撑架体的部分剖视图。

图5至图6为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中支撑架体搭设过程的分解步骤示意图。

图7至图8为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中在支撑架体上安装径向定位横杆、环向定位横杆、径向多曲率龙骨以及环向圆形次龙骨的分解步骤示意图。

图9为图8中部分结构的放大示意图。

图10为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中铺设径向找形木方的结构示意图。

图11为图10中部分结构的放大示意图。

图12为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中安装第一底模的结构示意图。

图13为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中安装第一衬模的结构示意图。

图14为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中第一衬模的结构示意图。

图15为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中安装第一结构钢筋以及第一顶模的结构示意图。

图16为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中第一结构钢筋的解密示意图。

图17为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中第一结构钢筋绑扎的节点处的结构示意图。

图18为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中加固第一顶模的结构示意图。

图19为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中振捣棒的结构示意图。

图20为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中安装第二衬模以及第二顶模的结构示意图。

图21为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中第二顶模的结构示意图。

图22为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中加固第二顶模的结构示意图。

图23为本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系的施工方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系及施工方法，用于施工形成整体类似半球形内部设有类似菱形的镂空结构的斜交混凝土网格结构，参阅图2，该斜交混凝土网格结构有内外两层，本发明提供的施工方法用于实现该多曲面的球壳体形的异形结构的施工，具有高效率，低成本且高质量的优点。本发明采用常规材料构件多曲面空间球壳结构的整体形状，支撑架体能够为上部的双层夹模体系提供稳定牢固的支撑，本发明还利用菱形的注塑衬模反向塑型复杂镂空形态混凝土，还提高了复杂线条狭小空间的混凝土振捣质量。下面结合附图对本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系及施工方法进行说明。

参阅图4，显示了本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中支撑架体的部分剖视图。参阅图18，显示了本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系中加固第一顶模的结构示意图。下面结合图4和图18，对本发明现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系进行说明。

如图4和图18所示，本发明的现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系包括支撑架体20、第一支模结构以及第二支模结构，支撑架体20支设于待形成的双层斜交混凝土网格结构位置处，该支撑架体20的顶面形成有适配于待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的支撑曲面20a；第一支模结构铺设于支撑曲面20a之上供形成一层斜交混凝土网格结构的第一支模结构；第二支模结构支设于第一支模结构之上供形成另一层斜交混凝土网格结构。

利用支撑架体20形成的支撑曲面20a对第一支模结构及第二支模结构提供支撑及定位作用。

如图1和图2所示，本发明的现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构包括斜交混凝土网格结构10a和斜交混凝土网格结构10b，两个结构均整体呈半球体状，顶部具有一个开口，在内部形成有多个类似菱形的镂空结构，该镂空结构的边缘为弧形，具有多曲率变化。在斜交混凝土网格结构10a和斜交混凝土网格结构10b的底部设置有支撑座11，该支撑座11包括有多个支柱111、设置于支柱111之上的内圈梁112和外圈梁113以及支撑连接在内圈梁112和外圈梁113之间的横撑梁114，多个支柱111成圆形布设，支撑于对应的内圈梁112和外圈梁113的底部。斜交混凝土网格结构10a坐落在内圈梁112之上，斜交混凝土网格结构10b坐落在外圈梁113上，该斜交混凝土网格结构10a和斜交混凝土网格结构10b采用现浇施工。本发明的模架体系用于现浇施工斜交混凝土网格结构10a和斜交混凝土网格结构10b。

在一种具体实施方式中，如图3至图5所示，支撑架体20的平面投影为圆形，支撑架体20包括沿径向布置的径向水平杆22以及沿径向水平杆22间隔布置的立杆21，立杆21的高度沿径向自外向内逐渐升高，且同一环向上的立杆21的高度相同。立杆21竖向支设在支撑面上，该支撑面可以是地面，还可以是楼板面。该立杆21间隔地沿环向和径向布设，径向水平杆22沿径向布设，还沿着立杆21的高度方向间隔布设，多个径向水平杆22将沿径向布设的多个立杆21连接在一起，从而形成了横纵交错连接的支撑架体20。

进一步地，支撑架体20还包括环向弧形杆23，环向弧形杆23置于立杆21和径向水平杆22的相交处，并与立杆21和径向水平杆22连接固定。环向弧形杆23呈闭合的圆形结构，利用环向弧形杆23将位于同一环上的多个立杆连接在一起，而且还与该立杆对应连接的径向水平杆22也固定连接。环向弧形杆23还沿着立杆21的高度方向间隔设置。利用环向弧形杆23将立杆21和径向水平杆22连接成整体，提高支撑架体20的整体稳定性以及整体强度。

再进一步地，如图6所示，该支撑架体20还包括水平剪刀撑24和竖向剪刀撑25，该水平剪刀撑24置于环向弧形杆23和径向水平杆22连接所形成的平面内，并与对应的环向弧形杆23、径向水平杆22以及立杆21连接固定；竖向剪刀撑25置于立杆21和径向水平杆22连接所形成的平面内，并与对应的立杆21、径向水平杆22以及环向弧形杆23连接固定。较佳地，水平剪刀撑24和竖向剪刀撑25在所设置的平面内拉通布置，也即将水平剪刀撑24和竖向剪刀撑25在其所设置的平面内从平面的一端设置到与该一端相对的另一端。

具体地，支撑架体20采用钢管脚手架搭设而成，整体呈圆形塔楼状布置，平面由环向弧形杆23与径向水平杆22相交，环向为半径递增的同心圆，径向是以圆心为交点，按同一角度均分。其中的环向弧形杆23根据所在位置的圆形半径，采用弯管机冷弯形成对应的弧度，而立杆21、径向水平杆22、水平剪刀撑24以及竖向剪刀撑25均采用平直的钢管。在设置水平剪刀撑24时，为避免因折角断开，在不满足跨距的情况下，需要进行增设，以保证连续性。

支撑架体20的大小根据所需支撑的斜交混凝网格结构10a的大小设定。在本实施例中，支撑架体20总高度为23.7m，半径30m，置于建筑结构的一层楼板上，为避免荷载过大，在该一层楼板的底部采用回撑结构进行加固，该回撑结构较佳采用钢管脚手架，设置在支撑架体20的投影正下方。优选地，支撑架体20采用扣件式钢管脚手架，步距1200mm，环向间距800mm，纵向间距最外侧为1200mm，最内侧700mm，立杆底部200mm处设置扫地杆，最顶两步距加密两道水平杆。

为进一步加强支撑架体20的受力稳定性，结合图4所示，在支撑架体20的中心搭设方形架体20＇，方形架体20＇的横纵间距为1200mm×1200mm，步距1200mm，与支撑架体20互相拉结3跨。

支撑架体20上的水平剪刀撑4跨×4跨，每5步布置一道，竖向剪刀撑5步5跨，架体外侧周边及内部纵横5跨4步布置。

架体外侧周边及内部纵横5跨4步从底至上设置连续竖向剪刀撑,架体扫地杆及顶部、中部4步设置水平剪刀撑4×4跨，因架体为圆形架体，为保证剪刀撑无因折角而断开，水平剪刀撑拉通布置，在遇到不满足4×4跨的情况，增设钢管扣件搭接，使其满足构造要求。

在一种具体实施方式中，如图7和图8所示，还包括铺设于支撑架体20之上的径向多曲率龙骨43和固定于径向多曲率龙骨43之上的环向圆形次龙骨45；径向多曲率龙骨43与待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的曲率相适配；环向圆形次龙骨45与待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的曲率相适配，环向圆形次龙骨45支撑连接于第一支模结构的底部。

较佳地，环向圆形次龙骨45呈闭合的圆形结构，通过径向多曲率龙骨43而与支撑架体20固定连接，径向多曲率龙骨43沿着支撑曲面20a的半球形面在径向方向上间隔铺设，环向圆形次龙骨45沿着支撑曲面20a的半球形面在环向上间隔铺设，该环形圆形次龙骨45的整体性好，其将待形成的球壳体混凝土结构施工的作用力能够均匀的传递给其下的径向多曲率龙骨43，进而由径向多曲率龙骨43传递给支撑架体20，传力路径稳定可靠，可为待形成的球壳体混凝土结构施工提供牢固稳定的支撑作用。

进一步地，还包括垂直顶撑于径向多曲率龙骨43底部的斜向回撑杆44，斜向回撑杆44沿径向多曲率龙骨43间隔布设，且斜向回撑杆44与支撑架体20连接固定。通过设置的斜向回撑杆44将径向多曲率龙骨43牢牢地支撑在支撑架体20上，该斜向回撑杆44能够将径向多曲率龙骨43所受到的压力均匀地传递给支撑架体20，能够确保整体的受力稳定。

较佳地，斜向回撑杆44包括斜杆441及连接于斜杆441顶部的可调顶托442；斜杆441与支撑架体20对应的部分连接固定；可调顶托442通过调节其自身的长度而顶撑于径向多曲率龙骨43的底部。

再进一步地，结合图7和图9所示，还包括沿径向铺设的径向定位横杆41，该径向定位横杆41与支撑架体20对应的部分连接固定，且径向定位横杆41的端部凸伸出支撑架体20而形成供安装径向多曲率龙骨43的定位端。利用径向定位横杆41为径向多曲率龙骨43提供安装基础，该径向定位横杆41上形成的定位端凸伸出支撑架体20的最外侧一段距离而形成定位端，较佳地，该定位端的长度大于等于250mm。

还包括置于定位端上的环向定位横杆42，该环向定位横杆42的曲率与待形成的球壳体的混凝土结构内表面的曲率相适配，环向定位横杆42与径向多曲率龙骨43连接固定。利用环向定位横杆42支撑连接径向多曲率龙骨43，该环向定位横杆42固定在径向定位横杆41的定位端，该环向定位横杆42也就设于支撑架体20的外侧，用于对径向多曲率龙骨43的安装起到定位支撑的作用。较佳地，环向定位横杆42呈闭合的圆形结构，该环向定位横杆42从支撑架体20的底部向顶部间隔布设，且环向定位横杆42的圆周长从支撑架体20的底部向顶部逐渐变小。

较佳地，环向定位横杆42作为曲面找形的第一步，该环向定位横杆42根据所在位置的圆形定位半径，采用弯管机冷弯形成对应的弧度，一般需要3至4次反复冷弯。该环向定位横杆42沿径向水平22从下至上均布布置，并与立杆21通过径向定位横杆41拉结固定，该环向定位横杆42伸出最外侧的立杆21一定距离，环向定位横杆42呈闭合的圆形结构，其将受到的作用力沿圆周均匀地传递给径向定位横杆41以及立杆21。

为加强径向定位横杆41的稳定性，将径向定位横杆41沿支撑架体20的立杆21的径向，每上下步距间靠着结构外侧均设置一道，将径向定位横杆41至少与靠外侧的3根立杆21采用扣件固定，并伸出最外侧立杆不小于250mm。

径向多曲率龙骨43和环向圆形次龙骨45为曲面找形的第二步和第三步，根据所在位置的竖向定位弧度和圆形定位半径，采用弯管机冷弯的双钢管，其中的环向圆形次龙骨45沿环向从下往上间距300mm均布布置。为确保径向多曲率龙骨43受力均匀不变形，沿该径向多曲率龙骨43以间距500mm进行斜向回撑杆44的布置，斜向回撑杆44的可调顶托442与径向多曲率龙骨43的底部垂直连接固定，由于径向多曲率龙骨43的双钢管之间为扣件连接，且存在一定间距，故可调顶托需定制加大处理。斜向回撑杆44的斜杆441与立杆拉结不少于3道。

具体地，上部荷载通过环向圆形次龙骨45均匀地传递给径向多曲率龙骨43，再由径向多曲率龙骨43传递给环向定位横杆42和径向定位横杆41以及斜向回撑杆44，进而传递给立杆21，增强整体的受力稳定性。

在一种具体实施方式中，如图10和图11所示，还包括固定连接于环向圆形次龙骨45之上的径向找形木方46，径向找形木方46的曲率与待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的曲率相适配，且径向找形木方46与第一支模结构固定连接。

该径向找形木方46的曲率与待形成的斜交混凝土网格结构内表面的曲率相适配。较佳地，径向找形木方46采用50mm*80mm的木方，并利用压刨机压刨成所需的曲率形状，且需保持厚度一致，径向找形木方46的厚度方向垂直于环向圆形次龙骨45，径向找形木方46呈径向放射状布置，间距小于200mm，利用钢钉固定连接环向圆形次龙骨45。

在一种具体实施方式中，如图12、图13和图15所示，第一支模结构包括第一底模31、第一顶模32以及夹设于第一底模31和第一顶模32之间的第一衬模33，在第一底模31之上位于第一衬模33之间设置有第一结构钢筋34。

第一底模31铺设在径向找形木方46之上，该第一底模31的曲率适配于待形成的斜交混凝土网格结构内表面的曲率，该第一底模31贴合于径向找形木方46之上，利用钢钉将第一底模31与径向找形木方46连接固定。第一底模31采用12mm厚的胶合木模板，裁剪成300mm×600mm后，横向满铺固定于径向找形木方46。在斜交混凝土网格结构表面预留有隐藏灯具的凹槽，在第一底模31安装完成后，根据灯槽走势放出灯槽控制线，将木质灯光线条粗安装，从径向找形木方46的一侧利用自攻螺丝固定。为了确保浇筑的混凝土结构表面顺滑，不挂浆或不规则凸起凹陷等，木质灯光线条安装完成后，于第一底模31的接缝处进行二次处理，本实施例中拼缝处采用原子灰填塞并打磨光滑，而后统一涂刷一道水性脱模剂。

在第一底模31之上安装第一衬模33，结合图13和图14所示，依据所需形成镂空部位的位置在第一底模31之上安装第一衬模33。该第一衬模33是一种多曲率轻质硬体模板，表面为4mm厚玻璃钢，内部注塑发泡型聚氨酯填充物。该第一衬模33根据设计三维模板，采用CNC数控雕刻，形成多曲面菱形衬模母模，再通过翻模重复注塑聚氨酯以及玻璃钢材料制成。在安装第一衬模33时，通过精密控制其纵向中轴线、顶点标高、底点标高来精确定位。可在第一衬模33的底部设置临时固定结构，利用临时固定结构将第一衬模33临时固定于第一底模31之上，在后续的第一结构钢筋34绑扎好后，可将临时固定结构拆除，利用第一结构钢筋34即可夹住第一衬模33了。

进一步地，安装第一衬模33时，将第一衬模33贴合固定于第一底模31之上，在第一衬模33与第一底模31之间有缝隙时，利用发泡性聚氨酯填塞缝隙；于第一衬模33的表面涂抹一层原子灰并打磨形成原子灰表层，再于原子灰表层之上涂刷一层脱模剂。

本发明利用第一衬模设置在第一支模结构内，浇筑混凝土之后再将该第一衬模拆除以形成所需的镂空结构造型，具有成型效果好的优势，在制作第一衬模时，可根据所需造型的曲率精确地制得对应的衬模，相比于现有木模板散拼以及定制化钢模，能够极大的节省施工成本降低施工难度，且成型质量及效果佳。

在第一底模31之上安装好第一衬模33后，在第一底模31之上绑扎第一结构钢筋34，钢筋绑扎时，从底至顶分段绑扎。结合图1所示，斜交混凝土网格结构10a上除镂空结构之外，其余的混凝土结构呈斜交混凝土柱的形状，第一结构钢筋34设置于斜交混凝土柱内，绑扎第一结构钢筋34时其施工空间位于相邻的第一衬模33之间，施工空间狭小，且该斜交混凝土柱为不规则的变截面，相应地第一结构钢筋34也为变截面不规则的多曲率复杂编织状钢筋网。绑扎最底部的第一结构钢筋34时，可先将第一结构钢筋34中的箍筋安放到设定位置，而后在箍筋中穿插主筋，将主筋依据第一结构的曲率进行位置调整，固定连接好底部的主筋和箍筋之后，在主筋之间设置拉钩筋。而后在绑扎上部钢筋时，调整下部钢筋中主筋的弧度，使其与待形成的第一结构的曲率相一致，而后将上部钢筋中的箍筋套设于下部钢筋中主筋的顶部，而后将上部钢筋中的主筋与下部钢筋中对应的主筋对接，再将上部钢筋中的箍筋移动至设定的位置并与上部钢筋中对应的主筋固定连接。固定好主筋和箍筋之后，在主筋之间拉结连接拉钩筋。

具体地，结合图16所示，在对应的第一结构钢筋34的绑扎空间设置有方形闭合的箍筋342，主筋341沿箍筋342周缘间隔设置。还设置有U型开口箍，该U型开口箍、主筋241以及箍筋342的曲率随着标高不断变化。为精确的进行第一结构钢筋的放样工作，根据设计模型，按照分布截面，进行混凝土截面的剖切出图，确定斜柱变截面钢筋中的主筋、箍筋、U型开口筋、拉钩筋的排距、形状。为复合现场安装条件，在施工时，下部钢筋绑扎时预留好与上部钢筋连接的部分，在上部钢筋绑扎时，将下部钢筋的预留部分的曲率调整好，确保与整体弧度一致，而后将箍筋套在该预留部分上，再将上部钢筋与下部钢筋对接，而后将箍筋上移到设定位置，在安装钢筋时，在钢筋与对应的第一衬模33之间安装钢筋保护层垫片，避免浇筑混凝土时产生露筋的现象。相邻的主筋341之间通过套筒连接。

进一步地，结合图16所示，第一结构钢筋34的两侧设置有部分置于第一衬模33之上的部分，该部分处用于形成凸伸在镂空部位处的侧壁，该侧壁为多曲率造型，在该部分处设置有构造筋和开口箍，开口箍围设构造筋设置，且开口箍的开口处的两个钢筋端部伸入到箍筋342内。

结合图17所示，在第一结构钢筋34绑扎好后，在交叉节点处，额外增设加强筋343和加强箍344，将加强筋343设于交叉节点的两侧，将加强箍344箍设在加强筋344以及绑扎好的第一结构钢筋上，利用加强筋343和加强箍344提高交叉节点的强度。

在一种具体实施方式中，绑扎第一结构钢筋34时，结合图19所示，沿第一结构钢筋34的设置区域敷设定向轨道61，并将定向轨道61的底部固定于第一底模31的底部；提供振捣棒62，于振捣棒62的侧部设置固定环63，将振捣棒62的固定环63套设于对应的定向轨道61上，使得提拉振捣棒61时，通过固定环63和定向轨道61对振捣棒61的移动进行导向。设置的定向轨道及振捣棒用于在浇筑第一结构的混凝土时，通过振捣棒62对混凝土进行振捣以确保密实。

设置定向轨道61时，将定向轨道61设置在第一结构钢筋34内间隙较大的位置处，以方便后续振捣棒62的移动。具体地，定向轨道61采用钢缆绳，该钢缆绳的底端可与第一结构钢筋34的底部固定连接，还可以在第一底模31的底部设置拉钩以勾住该钢缆绳的底端。固定环63可以采用孔径大于定向轨道61的直径的螺母，将螺母焊接固定在振捣棒62上。

结合图18所示，安装第一顶模之前，于第一衬模33的表面边缘贴设双面胶，利用双面胶密贴连接第一顶模32。利用双面胶将第一衬模33与第一顶模32紧密贴合，既起到连接固定的作用，又起到了密封的作用，避免浇筑的混凝土进入到第一衬模33的表面。较佳地，双面胶厚度采用1.5mm，以保证第一顶模32紧固时于第一衬模33贴合无缝隙。

具体地，第一顶模32与第一底模31材质一致。第一顶模32作用第一结构的最终曲面找形，该第一顶模32采用径向加固木方、环向圆形加固龙骨以及三段式对拉螺栓固定，径向加固木方与径向找形木方46的压刨方式一致，环向圆形加固龙骨与环向圆形次龙骨45的材质及加工方式一致，结合图18所示，将径向加固木方沿径向间隔铺设固定与第一顶模32之上，采用钉子固定连接第一顶模32和径向加固木方，将环向圆形加固龙骨设于径向加固木方上，利用三段式对拉螺栓贯穿第一顶模32和第二底模31，进而拉紧固定环向圆形加固龙骨和环向圆形次龙骨45。为确保混凝土成型后螺杆孔排列真气，凹孔棱角清洗圆滑，浇筑出来成型效果规则，将三段式对拉螺栓按混凝土斜柱截面，设置在横向间距d/3处，d为斜柱最小截面宽度，纵向间距300mm，外侧均套有PVC套管。

第一顶模32采用分段安装的方式施工，斜交混凝土网格结构的混凝土浇筑也采用分段浇筑的方式，根据结构的特点，在竖向共分9段浇筑，施工缝设置在每个菱形网格的底角处，不留竖向施工缝，也即环向浇筑成整体。在安装好一段第一顶模32后，向该第一顶模32和第一底模31之间浇筑一段混凝土，为提高混凝土的密实度，浇筑混凝土时，利用预先设置的振捣棒62对混凝土进行振捣，该振捣棒62在振捣的过程中，人工拉动振捣棒62向上沿着定向轨道61移动，缓慢的将振捣棒62从浇筑的混凝土底部上拉到混凝土的顶部，确保混凝土密实，振捣棒62拉倒混凝土的顶部以便于对后续浇筑的混凝土进行振捣。通过设置的定向轨道61使得振捣棒62在狭小的钢筋密集的空间内能够移动自如，解决了在钢筋密集区后续难以插入振捣棒的问题。且设置的定向轨道61能够确保将振捣棒62取出，使得振捣棒62可有效的回收利用，而不会发生振捣棒62在密集的钢筋区域内难以取出的现象。

为提高振捣密实的效果，在每一个纵向单元网格结构端面需要设置至少3个振捣棒，每一振捣棒均通过固定环滑设在对应的定向轨道上，该定向轨道在第一结构钢筋34绑扎过程中可进行接长，从而该定向轨道61可沿着第一底模31的底部一直设置的顶部。在设置振捣棒时，保证振捣棒与对应的第一衬模33之间最小距离大于500mm，避免过振引起第一衬模产生较大形变。

较佳地，第一结构钢筋34的分段绑扎与第一混凝土分段浇筑同步进行，也即先绑扎一段第一结构钢筋34，而后敷设对应的第一顶模32，并对应浇筑一段混凝土，而后在进行下一段的第一结构钢筋34的绑扎、第一顶模32的安装以及混凝土的浇筑

在一种具体实施方式中，本发明的模架体系还包括支设于第一支模结构之上的外层支撑架体，该外层支撑架体顶撑于第二支模结构的底部，用于为第二支模结构提供支撑，该外层支撑架体有部分穿过第一支模结构并与支撑架体20连接固定。该外层支撑架体的结构与支撑架体20的结构相同，其坐落在第一支模结构之上，利用第一支模结构为第二支模结构提供支撑，且该外层支撑架体与支撑架体20连成一整体，能够提高结构的稳定性。

较佳地，在第一衬模上开设有贯穿孔；外层支撑架体上对应的杆件穿过贯穿孔而与支撑架体20连接固定。较佳地，在一个第一衬模33内穿过的立杆至少有6根。将支撑架体与外层支撑架体连接成整体，能够提高支护结构的稳定性。

在一种具体实施方式中，如图20至图22所示，第二支模结构包括第二底模51、第二顶模52以及夹设于第二底模51和第二顶模52之间的第二衬模53；第二顶模52为多曲率玻璃钢模板，多曲率玻璃钢模板的形状匹配于第二衬模53之间的空间的形状，且多曲率玻璃钢模板内靠近表面处嵌设有弧形加强板。

第二底模51与第一底模31的结构相同，且施工方法也相同，第二衬模53与第一衬模33的制作方法相同，且施工方法也相同。在第二底模51之上绑扎有第二结构钢筋54，其与第一结构钢筋的安装方法相同，具体可参见第一支模结构的施工部分的描述，在此不再赘述。

同样地，为确保另一层斜交混凝土网格结构10b浇筑混凝土密实，在绑扎第二结构钢筋时，沿第二结构钢筋的设置区域敷设定向轨道，并将定向轨道的底部固定于第二底模的底部；提供振捣棒，于振捣棒的侧部设置固定环，将振捣棒的固定环套设于对应的定向轨道上，使得提拉振捣棒时，通过固定环和定向轨道对振捣棒的移动进行导向；浇筑第二结构的混凝土时，通过振捣棒对混凝土进行振捣以确保密实。

具体地，第二顶模52的形状适配于相邻的第二衬模53之间的空间的形状，该第二顶模52的加工工艺与第二衬模及第一衬模的工艺相同，该第二顶模52整体玻璃钢厚度为10mm，其四周边沿有部分搭接在第二衬模53上，该搭接的长度为250mm。第二顶模52的外表面嵌入80mm×3mm弧形钢板作为背楞，并沿周边200mm处设置规则的木工螺栓孔，作为与第二衬模临时固定点位。第二顶模52安装时，外侧均匀间隔300mm布置环向圆形加固龙骨与三段式对拉螺栓作为双层模板加固。斜交混凝土网格结构10b的混凝土浇筑施工方法与斜交混凝土网格结构10a的混凝土施工方法相同，也即分段施工。第二顶模52也采用分段施工的方法。为保证上下浇筑的混凝土结构施工缝处质量，第二顶模52的底部向下设置有延伸加固板，通过该延伸加固板贴设于对应的第二顶模及第二衬模上，提高施工缝处的混凝土成型质量。

本发明还提供了一种现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系的施工方法，下面对该施工方法进行说明。

如图23所示，本发明的一种现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系的施工方法，包括如下步骤：

执行步骤S101，于待形成的双层斜交混凝土网格结构位置处搭设支撑架体，所搭设的支撑架体的顶面形成有适配于待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的支撑曲面；接着执行步骤S102；

执行步骤S102，于所述支撑曲面之上施工第一支模结构，利用所述第一支模结构浇筑形成一层斜交混凝土网格结构；接着执行步骤S103；

执行步骤S103，于所述第一支模结构之上施工第二支模结构，利用所述第二支模结构浇筑形成另一层斜交混凝土网格结构。

在一种具体实施方式中，在施工第二支模结构之前还包括：于所述第一支模结构之上搭设外层支撑架体，将所述外层支撑架体上一部分穿过所述第一支模结构并与所述支撑架体连接固定，利用所述外层支撑架体支撑所述第二支模结构。

在一种具体实施方式中，在施工第一支模结构之前还包括：提供径向多曲率龙骨，所述径向多曲率龙骨与待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的曲率相适配，将所述径向多曲率龙骨固定于所述支撑曲面上；提供环向圆形次龙骨，所述环向圆形次龙骨与待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的曲率相适配，将所述环向圆形次龙骨置于所述径向多曲率龙骨之上并与所述径向多曲率龙骨连接固定，利用所述环向圆形次龙骨支撑所述第一支模结构。

在一种具体实施方式中，还包括：提供斜向回撑杆，将所述斜向回撑杆垂直顶撑于所述径向多曲率龙骨的底部，且所述斜向回撑杆与所述支撑架体连接固定。

在一种具体实施方式中，施工第二支模结构时，所述第二支模结构的第二顶模采用多曲率玻璃钢模板，制作所述多曲率玻璃钢模板时，于所述多曲率玻璃钢模板内靠近表面处嵌设弧形加强板。

本发明用于解决现有脚手架支撑体系成矩形方阵，难以实现球壳类结构多曲率造型设计；还用于解决普通木质模板拼装找形及定型化钢模板，存在的难度大，吊装难度高，安装功效低以及难以周转使用的问题；还用于解决狭小科工局造型纵筋多方向交叉混凝土难以振捣密实的问题。本发明适用于异形多曲率镂空的斜交混凝土网格结构施工，设计了异形脚手架支撑体系，增加特殊的连接构造，实现了异形空间多曲面混凝土型态找形与施工。提供了一种异形镂空结构的施工技术，通过双层模板对拉，在异形镂空部位按照定制异形注塑衬模，待混凝土浇筑后予以拆除，实现斜交网格体异形镂空结构构造，通过预埋混凝土多点提升振捣装置，使得振捣棒在混凝土变截面变化以及钢筋间距密集的情况下，能够定向提升振捣，确保狭小空间内混凝土振捣密实。

本发明在支撑体系、找形体系、模板体系的设计和施工均采用常规普通材料，通过简易的加工方法和施工工法，实现大型斜交网格现浇混凝土结构的模架体系，并在钢筋绑扎、混凝土浇筑施工工艺进行了优化和创新，形成了复杂多曲面异型形态斜交混凝土网格结构的整体建造技术，极大的缩短了施工工期，有效的降低了建造成本，极高的提升了施工质量，具有极高的推广应用价值。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系，其特征在于，包括：

支设于待形成的双层斜交混凝土网格结构位置处的支撑架体，所述支撑架体的顶面形成有适配于待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的支撑曲面；

铺设于所述支撑曲面之上供形成一层斜交混凝土网格结构的第一支模结构；以及

支设于所述第一支模结构之上供形成另一层斜交混凝土网格结构的第二支模结构；

所述第二支模结构包括第二底模、第二顶模以及夹设于所述第二底模和所述第二顶模之间的第二衬模；

所述第二顶模为多曲率玻璃钢模板，所述多曲率玻璃钢模板的形状匹配于所述第二衬模之间的空间的形状，且所述多曲率玻璃钢模板内靠近表面处嵌设有弧形加强板。

2.如权利要求1所述的现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系，其特征在于，还包括支设于所述第一支模结构之上的外层支撑架体，所述外层支撑架体顶撑于所述第二支模结构的底部，且所述外层支撑架体有部分穿过所述第一支模结构并与所述支撑架体连接固定。

3.如权利要求1所述的现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系，其特征在于，还包括铺设于所述支撑架体之上的径向多曲率龙骨和固定于所述径向多曲率龙骨之上的环向圆形次龙骨；

所述径向多曲率龙骨与待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的曲率相适配；

所述环向圆形次龙骨与待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的曲率相适配，所述环向圆形次龙骨支撑连接于所述第一支模结构的底部。

4.如权利要求3所述的现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系，其特征在于，还包括固定连接于所述环向圆形次龙骨之上的径向找形木方，所述径向找形木方的曲率与待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的曲率相适配，且所述径向找形木方与所述第一支模结构固定连接。

5.一种现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

于待形成的双层斜交混凝土网格结构位置处搭设支撑架体，所搭设的支撑架体的顶面形成有适配于待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的支撑曲面；

于所述支撑曲面之上施工第一支模结构，利用所述第一支模结构浇筑形成一层斜交混凝土网格结构；以及

于所述第一支模结构之上施工第二支模结构，利用所述第二支模结构浇筑形成另一层斜交混凝土网格结构；

施工第二支模结构时，所述第二支模结构的第二顶模采用多曲率玻璃钢模板，制作所述多曲率玻璃钢模板时，于所述多曲率玻璃钢模板内靠近表面处嵌设弧形加强板。

6.如权利要求5所述的现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系的施工方法，其特征在于，在施工第二支模结构之前还包括：

于所述第一支模结构之上搭设外层支撑架体，将所述外层支撑架体上一部分穿过所述第一支模结构并与所述支撑架体连接固定，利用所述外层支撑架体支撑所述第二支模结构。

7.如权利要求5所述的现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系的施工方法，其特征在于，在施工第一支模结构之前还包括：

提供径向多曲率龙骨，所述径向多曲率龙骨与待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的曲率相适配，将所述径向多曲率龙骨固定于所述支撑曲面上；

提供环向圆形次龙骨，所述环向圆形次龙骨与待形成的双层斜交混凝土网格结构内表面的曲率相适配，将所述环向圆形次龙骨置于所述径向多曲率龙骨之上并与所述径向多曲率龙骨连接固定，利用所述环向圆形次龙骨支撑所述第一支模结构。

8.如权利要求7所述的现浇多曲面双层斜交混凝土网格结构模架体系的施工方法，其特征在于，还包括：

提供斜向回撑杆，将所述斜向回撑杆垂直顶撑于所述径向多曲率龙骨的底部，且所述斜向回撑杆与所述支撑架体连接固定。