CN111851828A - 防爆防撞双壳结构上层屋面板免拆底模系统及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防爆防撞双壳结构上层屋面板免拆底模系统，包括免拆底模系统和免拆支撑系统；免拆支撑系统包括可提升支撑装置和钢桁架结构，可提升支撑装置包括下部托板、外套管、内套管、限位钢管及提升拉杆；所述下部托板固定设置于所述外套管的底部，所述内套管置于所述外套管内，内套管的上端固定连接所述提升拉杆，提升拉杆的顶部连接有顶部加固钢板，所述顶部加固钢板的直径大于外套管的外径；所述提升拉杆外套设有所述限位钢管，且所述限位钢管位于所述外套管内；免拆底模支撑施工方法可以解决双层屋面之间净空狭小，其上层屋面板采用传统施工方法施工中模板及其支撑无法拆除的难题。

Description

防爆防撞双壳结构上层屋面板免拆底模系统及施工方法

技术领域

本发明涉及一种防爆防撞双壳结构上层屋面板免拆底模及施工方法，更具体的说是涉及一种用于现场以分层浇注成型的、双壳结构双层屋面的上层屋面板免拆底模支撑及其施工方法。该方法是一种双壳结构上层屋面板底模及支撑不需要拆除就能满足结构设计要求的模板支撑施工方法，属于现代建筑建造施工技术领域。

背景技术

目前为保障核电站运行安全而设计出一类双壳结构建筑，结构要求为内外两层墙体、上下两层屋面，内层墙体及下层屋面满足普通使用功能，外层墙体及上层屋面板结构厚大，一般上层屋面板厚达到1800mm，且能承受一般爆炸及撞击造成的影响，且两层结构之间不连结，爆炸力、撞击力不传递。但双屋面板之间间距一般较小，净空距离约为300mm且浇筑后完全封闭。

双屋面结构的上层屋面板采用传统楼板支撑及底模铺设方法施工时，模板及支撑材料无法拆出，外部受力能向内传导，不符合结构要求。所以急需可解决此类双屋面结构上层屋面板施工中模板及其支撑不能在混凝土浇筑后拆除这一问题的施工方法，以满足结构设计要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，针对双壳结构的双层屋面结构设计要求，在双层墙体及下层屋面板施工完成之后，采用免拆可提升支撑体系及钢筋桁架楼承板组成免拆模板支撑施工方法，本免拆底模结构及施工方法在上层屋面板结构施工完成后底模及支撑均不拆除，也能满足结构设计要求。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种防爆防撞双壳结构上层屋面板免拆底模系统，其特征在于：包括免拆底模系统和免拆支撑系统，所述免拆支撑系统包括可提升支撑装置和钢梁（钢桁架）结构，所述可提升支撑装置包括下部托板、外套管、内套管、限位钢管及提升拉杆；所述下部托板固定设置于所述外套管的底部，所述内套管置于所述外套管内，所述内套管的上端固定连接所述提升拉杆，所述提升拉杆的顶部连接有顶部加固钢板，所述顶部加固钢板的直径大于外套管的外径；所述提升拉杆外套设有所述限位钢管，且所述限位钢管位于所述外套管内；

所述免拆底模系统包括一组依次连接的分块预制免拆钢筋桁架楼承板；所述免拆钢筋桁架楼承板的边缘通过设置在外墙内侧的预埋固定件支撑于下层屋面上方的外墙上；

相邻四块免拆钢筋桁架楼撑板连接处设置有预留孔，所述外套管穿过所述预留孔后与下部托板固定连接；所述下部托板上开设有用于所述内套管穿过的通孔，所述下部托板与免拆钢筋桁架楼撑板底部固定连接；

当提升支撑装置处于支撑状态时，所述内套管底部置于下层屋面上的预留固件上；

当提升支撑装置处于提升状态时，限位钢管被抽出，所述提升拉杆提升直至所述内套管的底部位于下部托板下方位置处，所述提升拉杆上方通过锁紧螺母与顶部加固钢板锁紧固定。

本发明进一步限定的技术方案为：还包括设置于所述外套管顶部的外钢管顶板。

作为优选，还包括固定连接于所述内套管底部的橡胶垫和止水条，所述橡胶垫的宽度大于所述下部托板的通孔孔径。

作为优选，所述下部托板的底部还固定焊接有垫板。

作为优选，所述外套管和内套管的管体之间还开设有一对限位孔，所述限位孔内安装有限位插销。

作为优选，所述钢梁（钢桁架）结构包括钢桁架、钢桁架上弦杆、钢桁架下弦杆以及腹杆，分块预制好的免拆钢筋桁架楼承板铺设于外墙内侧预埋支撑角钢和免拆支撑体系的钢桁架下弦杆翼缘、相邻钢桁架下弦杆翼缘上；钢筋桁架楼承板底模钢板两端与外墙内侧周边支撑角钢、免拆支撑体系的钢桁架下弦杆翼缘采用对接焊缝连接或螺栓连接，分块间钢板接缝采用间断焊缝连接或螺栓连接。

本发明还涉及一种防爆防撞双壳结构上层屋面板免拆底模系统的施工方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

第一步、可提升支撑体系、钢筋桁架楼承板设计与车间制作；

第二步、双壳结构内外双层墙体及双层屋面的下层屋面板浇筑成型；

第三步、免拆支撑系统安装；

第四步、免拆底模系统安装；

第五步、上层屋面板混凝土结构底部第一分层钢筋绑扎、混凝土浇筑；

第六步、上层屋面板混凝土结构第二分层施工；

第七步、可提升支撑体系的提升；

第八步、上层屋面板上部分层施工。

作为优选，在第二步中，将双壳结构内外双层墙体及下层屋面板浇筑成型，并在外墙内侧与上层屋面板底相同标高处预埋固定角钢作为免拆钢筋桁架楼承板端部支撑；将下层屋面板作为免拆可提升支撑的竖向荷载承载基础、支撑立柱安装作业面。

作为优选，在第三步中，将上层屋面板底模免拆可提升支撑装置安装于下层屋面板顶面，将支撑体系的内外钢管通过限位钢管、插销、提升拉杆和螺母拧紧固定；同时将外钢管的下部托板调整至与免拆钢筋桁架楼承板相同标高，最后安装钢梁（钢桁架）。

作为优选，在第七步中，提升时，通过提升内套管将上部限位钢管取出，使内套管顶部与外套管顶板紧贴，然后锁紧螺母，此时内套管和外套管底部紧贴形成整体，内外套管顶部不超出屋面板结构顶标高；内外套钢管的顶部和底部均贴紧的状态下，通过顶部钢板的孔洞进行免拆支撑钢管内部灌浆，形成钢管混凝土柱。

本发明的有益效果是：本发明设计及施工方式具有以下优点：

1、免拆底模支撑施工方法可以解决双层屋面之间净空狭小，其上层屋面板采用传统施工方法施工中模板及其支撑无法拆除的难题。

2、采用沿板厚方向由下至上分层施工的方法，降低实际施工荷载对混凝土结构施工模板及支撑体系的承载要求。

3、可提升支撑体系及钢筋桁架楼承板在底层混凝土浇筑后将钢结构、钢筋与施工模板组合为一体，结构强度、刚度大，可承受双层屋面结构上层屋面板后续混凝土分层施工荷载。

4、可调支撑体系、免拆模板系统，含钢筋桁架楼承板、可调钢管支撑、钢梁（钢桁架）及其他连接件等均可在专业厂商车间预制，预制构件结构简单、重量小，制作周期短，且质量可控。

5、可调支撑体系、免拆模板系统现场安装简便，施工期间的水平、垂直运输不需任何大型吊装设备，现场塔吊即可满足施工需求。

6、现场施工简捷、经济，施工质量、工期可控，安全风险低。

附图说明

图1为本发明提升支撑系统支撑状态结构示意图。

图2为本发明提升支撑系统提升状态结构示意图。

图3为图1中

处放大视图。

图4为图1中1-1向剖视图。

图5为本发明实施例中可支撑体系的布局图。

图6为图5中A处结构示意图。

图7为图5中B处结构示意图。

图8为本发明实施例试验堆工程水池顶板钢筋桁架楼承板配筋图。

图9为图8中1-1向剖视图。

图10为图8中2-2向剖视图。

图11为图10局部放大示意图。

图12为图11中3-3向剖视图。

图13为图9中局部放大示意图。

图14为图13中4-4向剖视图。

图15为本发明实施例施工过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

实施例1

本实例以台山EPR核电站2&3#安全厂房APC壳的双壳结构上层屋面板采用免拆底模支撑施工方法进行举例说明，如图1-15所示。

本实施例提供的双壳结构上层屋面板免拆底模支撑系统，包括免拆底模系统和免拆支撑系统，免拆支撑系统包括可提升支撑装置和钢梁（钢桁架）结构，可提升支撑装置包括下部托板10、外套管1、内套管2、限位钢管3及提升拉杆6；下部托板固定设置于所述外套管的底部，内套管置于所述外套管内，内套管的上端固定连接提升拉杆，提升拉杆的顶部连接有顶部加固钢板5，顶部加固钢板的直径大于外套管的外径；提升拉杆外套设有所述限位钢管，且限位钢管位于所述外套管内；

免拆底模系统包括一组依次连接的分块预制免拆钢筋桁架楼承板9；免拆钢筋桁架楼承板的边缘通过设置在外墙内侧的预埋固定件支撑于下层屋面上方的外墙上；相邻四块免拆钢筋桁架楼承板连接处设置有预留孔，外套管穿过所述预留孔后与下部托板固定连接；下部托板上开设有用于所述内套管穿过的通孔，下部托板与免拆钢筋桁架楼撑板底部固定连接；

当提升支撑装置处于支撑状态时，所述内套管底部置于下层屋面上预留固件上，

当提升支撑装置处于提升状态时，限位钢管被抽出，所述提升拉杆提升直至所述内套管的底部位于下部托板下方位置处，所述提升拉杆上方通过锁紧螺母7与顶部加固钢板5锁紧固定。

作为优选，本实施例还包括设置于所述外套管顶部的外钢管顶板4，顶部加固钢板5位于外钢管顶板4的上方。

作为优选，还包括固定连接于所述内套管底部的橡胶垫和止水条12，橡胶垫的宽度大于所述下部托板的通孔孔径。

作为优选，下部托板的底部还固定焊接有垫板11。

作为优选，外套管和内套管的管体之间还开设有一对限位孔，所述限位孔内安装有限位插销8。

作为优选，钢梁（钢桁架）结构包括钢桁架13、钢桁架上弦杆14、钢桁架下弦杆15以及腹杆16，上下弦杆为T型钢。

在分块预制好的免拆钢筋桁架楼承板和外墙体内侧的钢桁架处还分别设置支座水平钢筋18和支座竖向钢筋17，钢桁架下弦杆15置于支座水平钢筋18上方，支座竖向钢筋17顶部与钢桁架上弦杆14固定连接；分块预制好的免拆钢筋桁架楼承板铺设于外墙内侧预埋支撑角钢和免拆支撑体系的钢桁架下弦杆翼缘、相邻钢桁架下弦杆翼缘上；钢筋桁架楼承板底模钢板两端与外墙内侧周边支撑角钢、免拆支撑体系的钢桁架下弦杆翼缘采用对接焊缝连接或螺栓连接，分块间钢板接缝采用间断焊缝连接或螺栓连接。

本发明实施例还提供了一种防爆防撞双壳结构上层屋面板免拆底模系统的施工方法，包括以下几个步骤：

第一步、可提升支撑体系、钢筋桁架楼承板设计与车间制作：

根据上层屋面板厚度、混凝土施工分层数量及分层厚度，考虑下层屋面板的最大承载力及下层屋面板以下的混凝土结构墙体、下层屋面板梁布置情况，主要考虑如何加大可调支撑受力，减少可调支撑数量，结合上层屋面板设计荷载工况、各分层施工的实际荷载工况，同时综合国内工程施工中钢筋桁架楼承板厚度已达到600mm的工程建设状况，确定钢筋桁架楼承板的钢筋桁架跨度尺寸及第一分层厚度（即楼承板厚度）；然后根据实际荷载工况，采用钢筋桁架楼承板的设计方法，对第一层混凝土厚度范围的混凝土板进行结构设计，确定钢筋桁架做法，含桁架截面尺寸及各种钢筋规格、底模钢板规格及各种材料材质；再根据实际荷载工况，确定支撑体系平面布置、可调支撑做法、钢梁（钢桁架）做法、支撑体系各构件间的连接做法、各种材料规格及材质等，同时确定支撑体系构件与钢筋桁架楼承板分块间的连接做法。最后，结合结构设计荷载工况及后续分层施工的荷载工况，对后续分层施工混凝土结构进行配筋设计。

第二步、双壳结构内外双层墙体及双层屋面的下层屋面板浇筑成型：将双壳结构内外双层墙体及下层屋面板浇筑成型，并在外墙内侧与上层屋面板底相同标高处预埋固定角钢作为免拆钢筋桁架楼承板端部支撑；将下层屋面板作为免拆可提升支撑的竖向荷载承载基础、支撑立柱安装作业面。

第三步、免拆支撑系统安装：将上层屋面板底模免拆可提升支撑装置安装于下层屋面板顶面，将支撑体系的内外钢管通过限位钢管、插销、提升拉杆和螺母拧紧固定。同时将外钢管的下部托板调整至与免拆钢筋桁架楼承板相同标高，最后安装钢梁（钢桁架）。

第四步、免拆底模系统安装：将分块预制好的免拆钢筋桁架楼承板按照排版图铺设于外墙内侧预埋支撑角钢和免拆支撑体系的钢梁下翼缘即钢桁架下弦T型钢翼缘、相邻钢梁（钢桁架）下翼缘即钢桁架下弦T型钢翼缘上。钢筋桁架楼承板底模钢板两端与外墙内侧周边支撑角钢、免拆支撑体系的钢梁下翼缘即钢桁架下弦T型钢翼缘采用对接焊缝连接或螺栓连接，分块间钢板接缝采用间断焊缝连接或螺栓连接。

第五步、上层屋面板混凝土结构底部第一分层钢筋绑扎、混凝土浇筑：钢筋桁架上、下弦钢筋采用机械套筒连接、焊接连接，然后按照设计图纸绑扎本分层其他钢筋。钢筋桁架下弦钢筋与钢梁（钢桁架）的连接做法为：（1）焊接于钢梁下翼缘或与钢桁架下弦杆T型钢翼缘焊接；（2）钢梁（钢桁架）翼缘上焊接套管与楼承板桁架钢筋作机械连接；（3）钢筋完全断开，满足最小支撑长度要求即可。钢筋桁架上弦钢筋的连接做法为：（1）机械套筒连接；（2）焊接连接。

第六步、上层屋面板混凝土结构第二分层施工；

第七步、可提升支撑体系的提升：免拆支撑提升前，第二层混凝土必须达到设计强度，该步骤也可在第一层混凝土施工完成后进行，具体应由已经浇筑完成的混凝土整体最大可承载力确定。提升时，通过提升内钢管将上部限位钢管取出，使内钢管顶部与外钢管顶板紧贴，然后锁紧螺母，此时内钢管和外钢管底部紧贴形成整体，内外钢管顶部不超出屋面板结构顶标高。内外套钢管的顶部和底部均贴紧的状态下，通过顶部钢板的孔洞进行免拆支撑钢管内部灌浆，形成钢管混凝土柱，永久不拆除。

第八步、上层屋面板上部分层施工：待免拆支撑钢管内部灌浆后，再将最后一层混凝土浇筑成型，最终达到双壳结构上层、下层屋面板之间直接无接触并保证其净空间距的结构设计要求。

作为优选，可提升装置之间采用钢梁（钢桁架）螺栓连接或焊接。横向钢梁（钢桁架）间距3m～9m，以适应钢筋桁架楼承板设计、制作与安装需求；钢筋桁架楼承板底部作为底模的钢板厚为3mm~10mm。纵向钢梁（钢桁架）作为连系梁，间距6m～12m。纵向、横向钢梁（钢桁架）具体间距及钢梁（钢桁架）规格（做法）依据双壳结构上层屋面板、第一层或第一二层混凝土浇筑混凝土厚以及相关连接等具体做法，经结构设计确定。钢梁的截面尺寸不高于钢筋桁架楼承板截面高度，钢桁架截面高度可增大至伸入第二层、第三层浇筑的混凝土中。

作为优选，在第五、六、八步骤中，在免拆钢筋桁架楼承板和免拆支撑系统安装完成后，支设周边侧模，将上层屋面板第一层混凝土浇筑成型。此时支撑角钢、免拆钢筋桁架楼承板和免拆支撑系统已全部受力。待一层混凝土达到设计强度要求后，进行第二层混凝土的钢筋绑扎、周边侧模支设、混凝土浇筑。最后一层混凝土浇筑以此类推。

本实施例中的钢筋桁架楼承板跨度为3m～9m，可提升支撑平面布置间距为3m～9m× 6m～12m。上层屋面板的各施工分层配筋按照设计图纸施工即可，这里无需对其配筋图设计进行详细叙述，也无需附图。除钢筋外，可调支撑体系及免拆底模系统材料含钢板、钢管、型钢均采用普通碳素结构钢。外露钢表面防腐做法为镀锌或涂装防锈漆。

可调支撑体系及免拆底模系统各构配件车间制作与现场安装。可调支撑传递集中荷载至下层屋面混凝土表面，可能引起屋面混凝土局部破坏，需在下层屋面板相应增加钢制埋件，同时为便于可调支撑体系的安装，可在该埋件上焊接限位钢板，待可调支撑体系安装完成后拆除。

按照设计图纸绑扎第一层混凝土浇筑厚度范围内的上下两层除钢筋桁架上下弦杆以外的其他分布钢筋，浇筑第一层混凝土。当第一层混凝土板不能承受后续混凝土施工的荷载时，绑扎第二层混凝土厚度范围的钢筋，浇筑第二层混凝土。

可调支撑提升与灌浆。当具体实施时混凝土强度达到设计要求后，可提升支撑进行提升作业。可提升支撑提升完成后，对可调支撑管内部进行灌浆。灌浆材料采用水泥净浆或灌浆料。灌浆完成后，进行上层屋面板最后一分层钢筋绑扎、混凝土浇筑。

上层屋面板最后一分层钢筋绑扎、混凝土浇筑，最终完成双壳结构的双层屋面结构上层屋面板施工，同时保证双层屋面板间设计要求的净空距离。

综上所述，该免拆底模支撑为可组装、可提升、不拆除的特殊模板支撑体系，在能满足双屋面结构之间无接触、无受力传递设计要求的同时，更能保证施工质量，解决了此类结构上层屋面板不能采用普通底模及支撑或者模板及模板支撑难以拆除的难题，达到了此类结构的设计目的。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.防爆防撞双壳结构上层屋面板免拆底模系统，其特征在于：包括免拆底模系统和免拆支撑系统；

所述免拆支撑系统包括可提升支撑装置和钢桁架结构，所述可提升支撑装置包括下部托板、外套管、内套管、限位钢管及提升拉杆；所述下部托板固定设置于所述外套管的底部，所述内套管置于所述外套管内，所述内套管的上端固定连接所述提升拉杆，所述提升拉杆的顶部连接有顶部加固钢板，所述顶部加固钢板的直径大于外套管的外径；所述提升拉杆外套设有所述限位钢管，且所述限位钢管位于所述外套管内；

所述免拆底模系统包括一组依次连接的分块预制免拆钢筋桁架楼承板；所述免拆钢筋桁架楼承板的边缘通过设置在外墙内侧的预埋固定件支撑于外墙上；相邻四块免拆钢筋桁架楼承板连接处设置有预留孔，所述外套管穿过所述预留孔后与下部托板固定连接；所述下部托板上开设有用于所述内套管穿过的通孔，所述下部托板与免拆钢筋桁架楼承板底部固定连接；

当提升支撑装置处于支撑状态时，所述内套管底部置于下层屋面上的预留固件上；

当提升支撑装置处于提升状态时，限位钢管被抽出，所述提升拉杆提升直至所述内套管的底部位于下部托板下方位置处，所述提升拉杆上方通过锁紧螺母与顶部加固钢板锁紧固定。

2.根据权利要求1所述的防爆防撞双壳结构上层屋面板免拆底模系统，其特征在于：还包括设置于所述外套管顶部的外钢管顶板。

3.根据权利要求2所述的防爆防撞双壳结构上层屋面板免拆底模系统，其特征在于：还包括固定连接于所述内套管底部的橡胶垫和止水条，所述橡胶垫的宽度大于所述下部托板的通孔孔径。

4.根据权利要求3所述的防爆防撞双壳结构上层屋面板免拆底模系统，其特征在于：所述下部托板的底部还固定焊接有垫板。

5.根据权利要求4所述的防爆防撞双壳结构上层屋面板免拆底模系统，其特征在于：所述外套管和内套管的管体之间还开设有一对限位孔，所述限位孔内安装有限位插销。

6.根据权利要求5所述的防爆防撞双壳结构上层屋面板免拆底模系统，其特征在于：所述钢桁架结构包括钢桁架上弦杆、钢桁架下弦杆以及腹杆，所述上下弦杆为T型钢，分块预制好的免拆钢筋桁架楼承板铺设于外墙内侧预埋支撑角钢和免拆支撑体系的钢桁架下弦杆翼缘、相邻钢桁架下弦杆翼缘上；钢筋桁架楼承板底模钢板两端与外墙内侧周边支撑角钢、免拆支撑体系的钢桁架下弦杆翼缘采用对接焊缝连接或螺栓连接，分块间钢板接缝采用间断焊缝连接或螺栓连接。

7.一种防爆防撞双壳结构上层屋面板免拆底模系统的施工方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

第一步、可提升支撑体系、钢筋桁架楼承板设计与车间制作；

第二步、双壳结构内外双层墙体及双层屋面的下层屋面板浇筑成型；

第三步、免拆支撑系统安装；

第四步、免拆底模系统安装；

第五步、上层屋面板混凝土结构底部第一分层钢筋绑扎、混凝土浇筑；

第六步、上层屋面板混凝土结构第二分层施工；

第七步、可提升支撑体系的提升；

第八步、上层屋面板上部分层施工。

8.根据权利要求7所述的防爆防撞双壳结构上层屋面板免拆底模系统的施工方法，其特征在于：在第二步中，将双壳结构内外双层墙体及下层屋面板浇筑成型，并在外墙内侧与上层屋面板底相同标高处预埋固定角钢作为免拆钢筋桁架楼承板端部支撑；将下层屋面板作为免拆可提升支撑的竖向荷载承载基础、支撑立柱安装作业面。

9.根据权利要求书8中所述的防爆防撞双壳结构上层屋面板免拆底模系统的施工方法，其特征在于：在第三步中，将上层屋面板底模免拆可提升支撑装置安装于下层屋面板顶面，将支撑体系的内外钢管通过限位钢管、插销、提升拉杆和螺母拧紧固定；同时将外钢管的下部托板调整至与免拆钢筋桁架楼承板相同标高，最后安装钢桁架。

10.根据权利要求9所述的防爆防撞双壳结构上层屋面板免拆底模系统的施工方法，其特征在于：在第七步中，提升时，通过提升内套管将上部限位钢管取出，使内套管顶部与外套管顶板紧贴，然后锁紧螺母，此时内套管和外套管底部紧贴形成整体，内外套管顶部不超出屋面板结构顶标高；内外套钢管的顶部和底部均贴紧的状态下，通过顶部钢板的孔洞进行免拆支撑钢管内部灌浆，形成钢管混凝土柱。

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