超高钢筋混凝土半球形穹顶屋面模板施工工法(修改2011.6.20)

青建集团股份公司企业工法

CNQC-GF

超高钢筋混凝土半球形穹顶

屋面模板施工工法

Construction Method for Superelevation Formwork of

Reinforced Concrete Domical Vault Roof

2010年12月7日发布 2010年12月10日实施

青建集团股份公司发布

目次

1 前言 (2)

2工法特点 (2)

3适用范围 (2)

4工艺原理 (2)

5工艺流程及操作要点 (3)

6 材料与设备 (5)

7质量控制 (6)

8安全措施 (7)

9 环保措施 (7)

10效益分析 (7)

11工程实例 (8)

1 前 言

半球形穹顶屋面在阿尔及利亚属于比较典型的

伊斯兰建筑风格，清真寺及其它公共建筑屋面多采用

此类造型。在施工过程中，此类结构从定位放线、钢

筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑等各工序施工难度均

大于普通混凝土结构。为了加快施工进度、保证施工

质量、节约成本，阿分公司工程技术人员在总结奥兰

大清真寺（见图1.0.1）、铁木森省政府办公楼、奥兰

38套住宅等项目施工实践基础上，编制本工法，用于

指导后续同类结构施工。本工法以奥兰大清真寺为例

进行阐述。

2 工法特点

2.0.1 操作简单易行，模板体系采用常用的周转材料，施工方法与普通坡屋面基本类似； 2.0.2 节约工程成本，模板背楞安装可使用木方小料及胶合板下脚料进行拼接（见图5.2.1、图

5.2.2），模板可周转使用；

2.0.3 加快施工进度，半球模板采用现场组拼，缩短施工时间；

2.0.4 保证成型质量，半球分段施工（见图4.0.2），模板分段拼装，混凝土分段浇筑，保证混凝土成型质量。

3 适用范围

本工法主要适用于钢筋混凝土结构半球形穹顶屋面的施工，其它如坡屋面等造型的钢筋混凝土结构也可借鉴。

4 工艺原理

4.0.1 支模方案选择

以奥兰大清真寺为例说明，该项目穹顶位于标高为

+18.00m 的屋面上，穹顶天窗上标高+23.00m 处为穹顶半球，

半球为钢筋混凝土结构，内径为33.48m ，薄厚为225mm ，

见图4.0.1、图11.1.2。

选择模板工程方案时，由于半球尺寸较大，需分段施工，

分段组拼，薄壳下部第一段至第三段球环结构沿经线方向弦

倾角较大，采用类似墙体的双侧支模方案，第四段球环及上

部球冠部分圆弧的弦倾角较小，采用类似坡屋面的单侧支

模。以半球内模为例进行说明，模板拼装分段图见图4.0.2，

外模与内模类似。

内外模板均采用放大样方式现场预制、分段组拼，为了

便于施工，内模一次组拼安装到顶，外模与混凝土分段施工，

模板周转使用。

4.0.2 水平施工缝的设置

由于模板及混凝土浇筑需分段施工，分段的高度根据胶合板的规格（1220mm ×2440mm 图1.0.1奥兰大清真寺效果图 壁厚225mm内半径为16.74m 的穹顶半球700X500mm圆弧梁800X2500mm的穹顶圆拱窗600X400mm的圆弧梁800X600mm的屋面圆弧梁直径900mm的混凝土圆柱

图4.0.1穹顶结构剖面图

×12mm ），胶合板应整张直接使用，尽量减少随意锯截，造成胶合板浪费，本项目模板预制组拼，安装时沿半球经线方向每4480mm 弧长分段一次，见图4.0.2，混凝土水平缝施工缝留置同穹顶半球外模高度，见图5.2.3。

5 工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程

5.1.1 模板组拼

配制模板背楞木方→搭设组拼操作架→铺放背楞木方→铺放面层胶合板→将胶合板与背楞用钉子钉牢→钻穿螺栓孔→安装吊钩→模板编号→合格后吊至存放架内存放。

5.1.2 模板安装

半球内模施工工艺如下：

定位放线→搭设模板满堂支撑架→用塔吊吊运对应编号模板至半球壁处设计位置→根据墙体控制线将模板下口调整到位→加设墙体斜撑→校正圆弧横肋钢筋的位置及加固与支撑架的连接。

半球外模施工工艺如下：

半球钢筋绑扎→用塔吊吊运对应编号模板至半球壁处设计位置→插放穿墙螺栓及塑料套管→根据套管长度紧固螺栓→验收→浇筑第一段混凝土→第二、三段模板安装、混凝土浇筑。

5.1.3 拆模

松开模板支撑→抽出穿墙螺栓→拆除模板横肋→塔吊整块吊离或人工搬运→模板表面清理并整平。

5.2 操作要点

5.2.1 配制模板背楞与弧形面板

内模、外模的背楞与弧形面板配制方法相同，仅以奥兰

大清真寺半球穹顶内模为例说明配制技术要点。

1 配制模板背楞

按设计图纸尺寸在完工屋面按照1：1的比例放大样配制

背楞。以第一段球环模板为例说明，在屋面放出半径R 为

16.74m 、弧长为4880m 的线，背楞选用锯割成规格50mm ×

100mm ×600mm 短木方沿弧线拼接，接头两侧用规格90mm ×

200mm ×12mm 的胶合板小条钉牢连成整体，见图5.2.1。

2 配制弧形面板

在屋面搭设组拼操作架，在操作架侧沿经线方向铺

放背楞木方，以球环第一段为例说明，面板先用整板拼

接，然后按设计图纸计算出的尺寸用旧板小条拼接斜角，

拼装的模板展开图见图5.2.2。

为保证每片模板的弧度、强度和整体性，在模板背面用Φ20螺纹钢筋预弯成模板放样的弧度，用铁丝固定在背楞和模板上，组拼完成后吊至存放架内存放。

5.2.2 模板安装 在半球每段模板整体安装前，先找出每段模板上下两边的圆心，在满堂架上加固好，圆心不能移动，然后

将按照实际放样组拼好的分片模板先后进行组装，模板

安装见图5.2.3，Φ20的钢筋作模板横肋，与模板背楞连

接，根据每道对拉螺栓的所在的纬线圆半径进行校正、

固定，确保第段模板弧度的准确性。

内模模板配制一次完成，一次安装到顶。外模模板

周转使用，每段模板弧线相同，但弦倾角不同，第一施工段每片模板间的三角空隙大小也不同，每片模板之间的三角空隙在半球现场用旧板锯割拼缝。外模下部第一、二、三段需安装模板，第四段及球冠部分由于弦倾角较小，仅为32°和12°，此部分采用单侧支模。

外模与内模通过对拉螺栓连接，在钻对拉螺栓孔时，为防止雨水渗漏，内模上的开孔要比外模上的孔高5cm ，并且在每一段混凝土浇筑时，放置50×100mm 的木方留置施工缝，施工缝留置应遵循内高外低的原则，内侧混凝土表面高于外侧50mm ，见图5.2.3。

5.2.3 模板支架构造要求

1 支架设计及构造要求

（1）立杆的纵、横间距均为1.00m ，步高采用下小上大的方案进行搭设，按照自下而上的顺序，下部12步间距为1.00m ，中部12步间距为1.20m ，上部8步间距为1.50m ，见图5.2.4。

（2）支撑架按照图5.2.4、图5.2.5所示设置竖向剪刀撑，纵横向各设置四道，竖向剪刀撑由底到顶连续设置，剪刀撑杆件底端与地面顶紧，夹角为45°。在竖向剪刀撑的顶部及扫地杆处设置水平剪刀撑（见图5.2.5），与立杆连接，从而形成整体性的水平加强层，使之成为具有较大刚度和变形约束力的空间结构层。

（3）立杆底部垫50mm

厚的垫板，立杆采用对接扣件连接，严禁搭接，相邻两立杆接头

场锯割拼缝