CN112942734B - 一种全预制化干法施工的集成水电管井综合设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全预制化干法施工的集成水电管井综合设计方法，该方法为：集成水电管井结构设计及结构拆分，绘制二维的集成水电管井结构平面布置图和大样图；集成水电管井设计优化，使集成水电管井便于结构拆分、构件生产、构件运输和构件吊装；生成集成水电管井的各构件加工图和配筋图，并导出各构件的用料统计表；完成自动配模并优化模具；模具制作、组拼、构件生产及管井内管线管道支架的组装；运输及现场吊装施工。本发明的有益效果为：有效提高装配式建筑的预制构件的深化设计、模具设计的自动化程度，降低预制构件的安装难度，提高装配式建筑的预制构件的集成程度，减少现场湿作业和作业时间，降低现场施工难度，提高项目品质。

Description

一种全预制化干法施工的集成水电管井综合设计方法

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，具体涉及一种全预制化干法施工的集成水电管井综合设计方法。

背景技术

现阶段，建筑管井内部尺寸狭窄，按常规预留孔洞施工，需先预铺管井楼板钢筋，管道安装前对套管进行预埋，楼板二次浇筑成型，不仅浇筑困难，成型效果也差，有管井钢筋外露现象，甚至存在对结构面预留孔洞的敲打和修补问题，工程质量差；且需在狭小空间内进行支撑架设、粉刷，消火栓暗装孔洞难以预留准确，施工困难，现场也容易出现脏乱差现象。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种连接节点可靠、降低构件生产、运输、吊装及施工难度的一种全预制化干法施工的集成水电管井综合设计方法。

本发明采用的技术方案为：一种全预制化干法施工的集成水电管井综合设计方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、集成水电管井结构设计及结构拆分，绘制二维的集成水电管井结构平面布置图和大样图；

步骤二、集成水电管井优化设计，使集成水电管井便于结构拆分、构件生产、构件运输和构件吊装；

步骤三、将优化后的集成水电管井二维图转化成三维模型，对集成水电管井的各构件进行深度优化，生成集成水电管井的构件模具加工图和配筋图，并导出构件的用料统计表；

步骤四、将深化优化后的集成水电管井三维模型导入SolidWorks，调用模具数据库，完成自动配模并优化模具；

步骤五、模具制作、组拼、构件生产及管井内管线管道支架的组装；

步骤六、集成水电管井的运输及现场吊装施工。

按上述方案，在步骤二中，集成水电管井拆分时，将围合成集成水电管井的非承重墙脱离出来形成一个四面围合的整体，侧墙内底部预留凹槽与现浇梁顶预埋的钢板进行对孔，预留凹槽底部采用开口喇叭状；集成水电管井顶部通过箍筋与现浇梁连接。

按上述方案，在步骤三中，在三维模型中对集成水电管井的各构件定位，避免碰撞；进行集成水电管井吊装模拟，检查存在的碰撞情况，根据碰撞情况调整构件轮廓及埋件位置；并保证管线管道垂直度，对连接件和固定件进行吊装工况的验算。

按上述方案，在步骤五中，完成组拼模具、下钢筋笼、浇筑混凝土、强度检测和脱模这一完成预制过程，将各构件组装并固定到集成水电管井内，复核定位精准度，验算安全性及稳定性，确保整体吊装时不会松动。

按上述方案，在步骤六中，利用堆放架堆放各构件时，考虑放置起始阶段墙体倾斜、风荷载作用下堆放架的稳定性，堆放架各构件的截面强度验算，对用于吊装构件的吊具进行强度验算。

本发明的有益效果为：

1、本发明所述方法能有效提高装配式建筑的预制构件的集成程度，减少现场湿作业和作业时间，降低现场施工难度，提高项目品质。

2、本发明将传统的由加气块砌筑的管井换成钢筋混凝土预制管井，在施工流程方面，可免除管井楼板支模、模板支撑架设、粉刷等步骤；在结构方面，可减薄墙体厚度，可增大管井内空，便于管线管道的拼接及后期维护。

附图说明

图1为本发明一个具体实施例的流程示意图。

图2为本实施例中集成水电管井的三维模型示意图。

图3为本实施例中集成水电管井底部预留的凹槽示意图。

图4为本实施例中预埋的钢板示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。

如图1所示的一种全预制化干法施工的集成水电管井综合设计方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、集成水电管井结构设计及结构拆分，绘制二维的集成水电管井结构平面布置图和大样图。

根据建筑结构施工图并结合集成水电管井的功能，将围合集成水电管井的非承重墙脱离出来形成一个四面围合的整体进行设计。

如图2所示的一种集成水电管井，其墙体采用U型箍筋与周边预制部分及现浇部分可靠连接，确保结构安全，同时要保证集成水电管井的生产、运输、吊装能够实现。具体地，集成水电管井的侧墙内底部预留凹槽1（如图3所示）与现浇梁顶预埋凸出的钢板2进行对孔（如图4所示），凹槽1呈开口喇叭状，便于安装对孔；通过钢板2限制全预制水电管井的水平位移，相关管道每根同楼层标高，相邻楼层管线管道通过PSP热熔直接头或排水三通连接；集成水电管井的各侧墙顶部预留开口箍筋与现浇梁可靠连接。

步骤二、集成水电管井优化设计，使集成水电管井便于结构拆分、构件生产、构件运输和构件吊装。

本发明中，所述集成水电管井拆分时，需重点考虑结构传力路径特点及各构件连接节点的可靠性，对U型箍筋的承载力进行验算。将围合成集成水电管井的非承重墙脱离出来形成一个四面围合的整体，侧墙内底部预留凹槽与现浇梁顶预埋的钢板进行对孔，预留凹槽底部采用开口喇叭状，便于安装对孔；全预制化管井顶部通过箍筋与现浇梁可靠连接，确保结构安全。

对于围合水电管井的非承重墙采用120mm厚钢筋混凝土替代，非承重墙可通过U型箍筋将荷载传递至上层的梁构件上。根据集成水电管井的布置、结构拆分及管井平面布置，对集成水电管井中的钢筋进行定位，并对管线管道进行预留。结合施工措施，预留预埋相关埋件或孔洞，如用于吊装的吊钉、用于固定斜撑杆预埋螺栓杆、用于铝模安装的铝模对拉孔、用于固定管线管道的埋件等。

步骤三、将集成水电管井的二维图导入参数化设计三维软件生成三维模型，在三维模型中对集成水电管井的各构件进行深度优化，并生成集成水电管井的各构件加工图和配筋图，导出各构件（如混凝土、钢筋、水电井管线管道、各类预埋件）的用料统计表。

二维图导入参数化设计三维软件如BIM软件，启动插件，输入参数，根据CAD软件中的标注尺寸自动实现对应的集成水电管井的三维模型，并自动将集成水电管井中的管线管道进行精准定位，同时一键对全预制管井的钢筋精准放样，导出混凝土、钢筋、水电井管线管道、固定管线管道的埋件的用料统计表。

本发明中，在三维模型中需对集成水电管井的各构件如钢筋和管线定位，避免各种碰撞问题，并用Navisworks软件进行集成水电管井吊装模拟，检查存在的碰撞情况，根据碰撞情况调整构件轮廓及埋件位置；并保证管线管道垂直度，对连接件和固定件进行吊装工况的验算。

步骤四、集成水电管井模具设计与制作：将深化优化后的集成水电管井三维模型导入SolidWorks，调用模具数据库，实现全预制管井的自动配模并优化模具。

在模具中绑定小型机械装置，机械装置内安置电子设备，使得通过遥控能实现对机械装置的控制。模具优化时充分考虑集成水电管井的生产可操作性和便捷性，保证各构件浇筑混凝土、钢筋笼就位、预埋件的精准预留预埋、构件成型后可通过红外遥控器控制机械装置，最终实现遥控脱模。

步骤五、模具制作、组拼、构件生产及管井内管线管道支架的组装。

本发明中，采用独立式模具，在侧模有出筋处开设对应豁口，采用固定件对线盒、吊钉、斜撑杆预埋螺母、预埋PVC管等预埋件进行精准定位，吊模处考虑浇筑混凝土时的胀模产生的误差，可减小净空。模具的部件与部件间连接需牢固。

在预制构件厂内完成组拼模具、下钢筋笼、浇筑混凝土、强度检测和脱模这一完成预制过程，将管线管道及桥架等构件组装并固定到集成水电管井内，复核其定位精准度，验算安全性及稳定性，确保整体吊装时不会松动。

预制过程具体为：清理模具模台，喷洒脱模油，组装模具，在生产过程中做好混凝土振捣、连接件预埋、混凝土赶平、混凝土养护、混凝土收光等工序，拆模时先拆除侧模各紧固件螺母、螺栓、夹具，并用铁锤轻击侧模，待侧模松脱后再移除侧模，不得生扳硬撬，损坏预制夹心保温外墙构件，造成缺棱少角现象。脱模后固定管线管道及桥架组装件，并对其吊装阶段中的安全性和稳定性进行验算。

步骤六、集成水电管井的运输及现场吊装施工。

预制的各构件强度达到设计强度的75%后，可运至构件厂临时堆场继续进行养护。在全预制管井运输之前，需做好预制构件运输方案，方案内容包括但不局限于以下内容：运输管理组织、运输路线规划、运输车辆选型、装车方案及固定措施、构件运输安全及质量保证措施、运输应急预案。堆放和运输前需对堆放工况进行局压验算，防止全预制化构件局部损坏。

运输时，各构件水平堆放，均置于通长木方之上。考虑放置起始阶段墙体倾斜、风荷载作用下堆放架的稳定性，堆放架各构件的截面强度验算，对用于吊装构件的钢丝绳等吊具进行强度验算。

做好各构件吊装方案，方案内容应包括而不局限于以下内容：通过BIM进行吊装模拟，为全预制化管井的吊装和现场施工排雷，提高吊装和现场施工效率；堆放和运输前需对堆放工况进行局压验算，防止全预制化构件局部损坏；在塔吊布置及吊重分析、吊装顺序、吊装方案、吊装施工的质量保证措施、安全保证措施、应急救援预案等。在吊装前，放出预制墙体定位边线，待墙体下放至距楼面0.5m处，人工手扶引导降落，降落至100mm时利用专用目视镜观察连接钢筋是否对孔。墙体停止下落后，由安装斜支撑和七字码，固定并调整预制墙体，确保墙体安装垂直度。斜支撑固定完成后在墙体底部安装七字码，用于加强墙体与主体结构的连接，确保后续作业时墙体不产生位移。全预制化集成管井安装完毕后，再进行叠合板的安装，并浇筑叠合板的现浇层。

全预制化管井在项目现场安装就位后，安装好斜撑杆，免除管井内支撑架设直接吊装叠合板，浇筑连接部分混凝土后再安装上一楼层的全预制化管井并处理好管线管道的接头。

最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是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 (3)

1.一种全预制化干法施工的集成水电管井综合设计方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一、集成水电管井结构设计及结构拆分，绘制二维的集成水电管井结构平面布置图和大样图；

步骤二、集成水电管井设计优化，使集成水电管井便于结构拆分、构件生产、构件运输和构件吊装；

步骤三、将优化后的集成水电管井二维图转化成三维模型，对集成水电管井的各进行深度优化，生成集成水电管井的构件模具加工图和配筋图，并导出构件的用料统计表；

步骤四、将经过深化设计的集成水电管井三维模型导入SolidWorks，调用模具数据库，完成自动配模并优化模具；

步骤五、模具制作、组拼、构件生产及管井内管线管道支架的组装；

步骤六、集成水电管井的运输及现场吊装施工；

在步骤二中，集成水电管井拆分时，将围合成集成水电管井的非承重墙脱离出来形成一个四面围合的整体，侧墙内底部预留凹槽与现浇梁顶预埋的钢板进行对孔，预留凹槽底部采用开口喇叭状；集成水电管井顶部通过箍筋与现浇梁连接；

在步骤三中，在三维模型中对集成水电管井的各构件定位，避免碰撞；进行集成水电管井吊装模拟，检查存在的碰撞情况，根据碰撞情况调整构件轮廓及埋件位置；并保证管线管道垂直度，对连接件和固定件进行吊装工况的验算。

2.如权利要求1所述的集成水电管井综合设计方法，其特征在于，在步骤五中，完成组拼模具、下钢筋笼、浇筑混凝土、强度检测和脱模这一完成预制过程，将各构件组装并固定到集成水电管井内，复核定位精准度，验算安全性及稳定性，确保整体吊装时不会松动。

3.如权利要求1所述的集成水电管井综合设计方法，其特征在于，在步骤六中，利用堆放架堆放各构件时，考虑墙体倾斜、风荷载作用下堆放架的稳定性，堆放架各构件的截面强度验算，对用于吊装构件的吊具进行强度验算。

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