悬挂式海工水池结构及其施工方法与流程

1.本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种悬挂式海工水池结构及其施工方法。

背景技术：

2.随着建筑业的飞速发展，近年来各地大量兴建海洋馆。海洋馆内一般分布有众多的海工水池，用于饲养和展览各类海洋生物。海工水池上设置预留洞口(下称垭口)用于安装亚克力玻璃视窗，游客可以通过视窗观赏池内的海洋生物和景观。海工水池垭口尺寸随亚克力玻璃视窗大小变化，垭口四周的内壁面(即装配面)一般设计为l型截面便于嵌固亚克力玻璃。安装亚克力玻璃视窗对于垭口的装配面平整度要求极高，需控制在2mm内。如何保证海工水池垭口的装配面精度，降低其结构变形对精度的影响，也是目前海工水池的设计和施工难点。若海工水池结构成型尺寸精度不足或结构的相对位置偏差过大，在安装亚克力玻璃时，轻则需要对垭口结构进行打磨施工，影响施工进度，重则会造成亚克力玻璃无法安装，不仅影响施工进度，而且增加项目成本。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种悬挂式海工水池结构及其施工方法，用于解决现有海工水池结构精度难控制，施工难度大的问题。
4.第一方面，本发明提供一种悬挂式海工水池结构，包括：
5.支撑结构，包括多个结构柱、多个拱架梁和多个吊柱；多个结构柱呈第一环形阵列分布；多个拱架梁的中心在第一环形阵列的中心相交汇构成穹顶结构，所述穹顶结构的底端与所述多个结构柱连接；多个吊柱呈第二环形阵列悬吊在所述穹顶结构的下方；以及
6.水池结构本体，包括外圆环悬挑结构、内圆环悬挂结构和亚克力玻璃；所述外圆环悬挑结构与所述第一环形阵列同心，且与所述多个结构柱连接，构成所述水池结构本体的第一环形侧壁，所述外圆环悬挑结构设置有第一环形垭口；所述内圆环悬挂结构与所述第二环形阵列同心，且与所述多个吊柱连接，构成所述水池结构本体的第二环形侧壁，所述内圆环悬挂结构设置有第二环形垭口；所述亚克力玻璃装配在所述第一环形垭口和第二环形垭口上，构成所述水池结构本体的池底。
7.进一步地，所述外圆环悬挑结构包括连接于所述结构柱的外圆环侧壁部和外圆环悬挑部，所述外圆环悬挑部悬挑在外圆环侧壁部的底端且向环内延伸；所述第一环形垭口设置在所述外圆环悬挑部；所述内圆环悬挂结构包括内圆环侧壁部、内圆环悬挑部以及内圆环平台部，所述内圆环悬挑部悬挑在内圆环侧壁部的底端且向环内延伸，所述内圆环平台部与内圆环侧壁部的顶端连接；所述第二环形垭口设置在所述内圆环悬挑部；所述内圆环侧壁部与所述吊柱连接。
8.进一步地，所述水池结构本体还包括第一施工缝；所述外圆环悬挑部与所述外圆环侧壁部的接缝处设置有所述第一施工缝；所述内圆环悬挑部与所述内圆环侧壁部的接缝
处设置有所述第一施工缝。
9.进一步地，所述水池结构本体还包括第二施工缝；所述外圆环侧壁部的顶端与所述拱架梁连接，且在接缝处设置有所述第二施工缝；所述内圆环侧壁部的顶端与所述吊柱连接，且在接缝处设置有所述第二施工缝。
10.本发明的悬挂式海工水池结构的有益效果是：通过将支撑结构设置为穹顶结构，并在穹顶结构的底端连接呈第一环形阵列分布的多个结构柱，在穹顶结构的下方悬吊呈第二环形阵列分布的多个吊柱，使吊柱连接水池结构本体的内圆环悬挂结构，结构柱连接水池结构本体的外圆环悬挑结构，将第一环形垭口和第二环形垭口的配合精度转移至第一环形阵列和第二环形阵列的施工精度，精度更易控制，且施工方便，提高施工效率和质量；穹顶结构将力均匀的分散至各个结构柱，再扩散至地面或其他环境结构，水池结构本体不易发生整体沉降或局部变形，保证装配面精度。另外，水池结构本体采用悬挂式结构，相对传统坐落在楼层结构板上的海工水池，通过将水池悬挂在空中，可以为游客提供一种全新的观赏视角，既可以通过亚克力玻璃视窗观赏池内各种海洋生物景观，同时也能观赏到悬挂海工水池结构本身的优美艺术造型，观赏性更强。
11.第二方面，本发明提出一种海工水池结构的施工方法，所述海工水池结构采用上述的悬挂式海工水池结构，所述施工方法包括以下步骤：
12.步骤s1，建立所述海工水池结构的模型，基于所述模型进行受力分析，确定所述海工水池结构在施工工况和使用工况下的相对位移及变形情况是否满足设计工况要求；
13.步骤s2，基于所述水池结构本体的外圆环悬挑结构和内圆环悬挂结构的形状，匹配相适应的模板体系，并进行深化设计；
14.步骤s3，基于所述水池结构本体的形状，利用高精度加工设备加工出外圆环悬挑结构和内圆环悬挂结构内部的圆弧钢筋；
15.步骤s4，对所述外圆环悬挑结构和内圆环悬挂结构进行施工缝划分设计，将其分别沿高度方向划分至少一道施工缝；
16.步骤s5，按照先浇筑施工所述水池结构本体，再浇筑施工所述支撑结构的顺序施工所述海工水池结构；所述水池结构本体的浇筑施工基于所述步骤4划分的施工缝进行逐步的混凝土浇筑施工和纠偏；所述支撑结构的浇筑施工采用混凝土一次浇筑成型工艺；
17.步骤s6，基于所述受力分析和深化设计，确定浇筑施工时搭设的架体的拆除卸荷顺序，并实时监测卸荷过程，确保所述海工水池结构从施工工况到使用工况的平稳转换。
18.进一步地，所述步骤s1中，若所述海工水池结构在施工工况和使用工况下的相对位移及变形情况满足设计工况要求，则进入步骤s2；
19.若所述海工水池结构在施工工况和使用工况下的相对位移及变形情况不满足设计工况要求，则对所述海工水池结构的设计和施工进行调整，直至满足设计工况要求。
20.进一步地，所述对海工水池结构的设计和施工进行调整的步骤包括：采用减小所述水池结构本体的内圆环悬挂结构的自重、增大所述拱架梁的截面尺寸、增加配筋率、提高混凝土强度、施工预起拱的一种或多种组合方式进行调整。
21.进一步地，所述模板体系包括定型垭口钢模和定型圆弧木模；所述步骤s2中，匹配相适应的模板体系的步骤包括：基于所述水池结构本体的外圆环悬挑结构和内圆环悬挂结构的形状，匹配与所述第一环形垭口和第二环形垭口相适应的定型垭口钢模，匹配与所述
水池结构本体的第一环形侧壁和第二环形侧壁相适应的定型圆弧木模。
22.进一步地，所述定型垭口钢模包括多块弧形的钢面板以及位于每块钢面板一侧的支撑肋板；所述钢面板的弧形与所述第一环形垭口或第二环形垭口的弧形匹配；所述定型圆弧木模包括多块木模面板以及位于每块木模面板一侧的支撑木枋；所述木模面板的弧形与所述第一环形侧壁或第二环形侧壁的弧形匹配；每两根支撑木枋连接有调节器，利用所述调节器调节两根支撑木枋的距离实现木模面板弧度的调节。
23.进一步地，所述外圆环悬挑结构包括连接于所述结构柱的外圆环侧壁部和外圆环悬挑部，所述外圆环悬挑部悬挑在外圆环侧壁部的底端且向环内延伸，所述外圆环侧壁部的顶端与拱架梁连接；所述内圆环悬挂结构包括内圆环侧壁部以及悬挂在内圆环侧壁部的底端的内圆环悬挑部，所述内圆环侧壁部与所述吊柱连接；
24.所述步骤s4的对外圆环悬挑结构和内圆环悬挂结构进行施工缝划分设计的步骤包括：
25.将所述外圆环悬挑部和外圆环侧壁部的接缝设计为第一施工缝；将所述内圆环悬挑部和内圆环侧壁部的接缝设计为第一施工缝；
26.将所述外圆环侧壁部的顶端与拱架梁连接的接缝设计为第二施工缝；将所述内圆环侧壁部与所述吊柱连接的接缝设计为第二施工缝。
27.本发明海工水池结构的施工方法的有益效果包括：通过建模分析、模板体系匹配及深化设计、圆弧钢筋的高精度加工、合理划分施工缝、确定合理卸荷顺序及监测等一系列施工措施，保证了海工水池结构从施工工况到使用工况转换的平稳过渡，确保了海工水池结构成型质量及高精度要求，提高了施工效率，降低了施工质量风险及成本。
附图说明
28.图1为本发明悬挂式海工水池结构的平面结构示意图。
29.图2为图1的立面结构示意图。
30.图3为图2中施工缝划分示意图。
31.图4为本发明悬挂式海工水池结构施工的模板体系的平面结构示意图。
32.图5为本发明悬挂式海工水池结构施工的模板体系的单块定型垭口钢模的主视结构示意图。
33.图6为图5的侧视结构示意图。
34.图7为本发明悬挂式海工水池结构施工的模板体系的单块定型圆弧木模的主视结构示意图。
35.图8为图7的俯视结构示意图。
36.图中，10-支撑结构；11-结构柱；12-拱架梁；13-吊柱；20-水池结构本体；21-外圆环悬挑结构；211-外圆环侧壁部；212-外圆环悬挑部；213-第一环形垭口；22-内圆环悬挂结构；221-内圆环侧壁部；222-内圆环悬挑部；223-内圆环平台部；224-第二环形垭口；23-亚克力玻璃；30-垭口钢模；31-钢面板；32-支撑肋板；33-钢模连接安装孔；40-圆弧木模；41-木模面板；42-支撑木枋；43-调节器；44-木模连接安装孔；50-定尺钢管内撑；60-施工缝；61-第一施工缝；62-第二施工缝。
具体实施方式
37.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
38.如图1、2所示的悬挂式海工水池结构，包括支撑结构10和水池结构本体20。
39.支撑结构10包括多个结构柱11、多个拱架梁12和多个吊柱13；多个结构柱11呈第一环形阵列分布；多个拱架梁12的中心在第一环形阵列的中心相交汇构成穹顶结构，穹顶结构的底端与多个结构柱11连接；多个吊柱13呈第二环形阵列悬吊在穹顶结构的下方。本实施例中的结构柱11有六个，拱架梁12有三个，吊柱13有六个，每个拱架梁12连接有两个结构柱11和两个吊柱13。第一环形阵列的中线与第二环形阵列的中线优选为重合，利用该特性，可验证多个吊柱13的施工位置和多个结构柱11的施工位置是否满足要求，从而提高水池结构本体20的施工精度。
40.水池结构本体20包括外圆环悬挑结构21、内圆环悬挂结构22和亚克力玻璃23；外圆环悬挑结构21与第一环形阵列同心，且与多个结构柱11连接，构成水池结构本体20的第一环形侧壁，外圆环悬挑结构21设置有第一环形垭口213；内圆环悬挂结构22与第二环形阵列同心，且与多个吊柱13连接，构成水池结构本体20的第二环形侧壁，内圆环悬挂结构22设置有第二环形垭口224；亚克力玻璃23装配在第一环形垭口213和第二环形垭口224上，构成水池结构本体20的池底。
41.当结构柱11构成的第一环形阵列的中心确定后，拱架梁12的中心也被确定，从而拱架梁12上的吊柱13的位置也被确定，进而确定了吊柱13构成的第二环形阵列的中心；相应的，内圆环悬挂结构22的中心和外圆环悬挑结构21的中心均被确定。水池结构本体20的形状和位置被初步确定。
42.外圆环悬挑结构21包括连接于结构柱11的外圆环侧壁部211和连接于结构柱11和外圆环侧壁部211的外圆环悬挑部212，如图2所示，外圆环侧壁部211和外圆环悬挑部212的竖立截面呈l形。外圆环侧壁部211和外圆环悬挑部212连接，外圆环侧壁部211还与环境结构连接。外圆环悬挑部212悬挑在外圆环侧壁部211的底端且向环内延伸；第一环形垭口213设置在外圆环悬挑部212。第一环形垭口213设置在外圆环悬挑部212的环内侧的上棱边。
43.内圆环悬挂结构22包括内圆环侧壁部221、悬挂在内圆环侧壁部221的底端的内圆环悬挑部222以及悬挑在内圆环侧壁部221的环内的内圆环平台部223，该内圆环平台部223可供游客站立；第二环形垭口224设置在内圆环悬挑部222，具体位于内圆环悬挑部222的环外侧的上棱边；内圆环侧壁部221的顶端与吊柱13连接。在吊柱13的作用下，内圆环悬挂结构22处于被悬吊的状态。
44.本实施例中，第二环形垭口224的设置高度高于第一环形垭口213的设置高度。亚克力玻璃23整体为圆环形结构，为了施工便利，由若干块扇形玻璃拼接而成。每块扇形玻璃的外弧端安装在第一环形垭口213上，内弧端安装在第二环形垭口224上。
45.水池结构本体20还包括第一施工缝61和第二施工缝62。
46.外圆环悬挑部212与外圆环侧壁部211的接缝处设置有第一施工缝61；内圆环悬挑部222与内圆环侧壁部221的接缝处设置有第一施工缝61。
47.外圆环侧壁部211的顶端与拱架梁12连接，且在接缝处设置有第二施工缝62；内圆环侧壁部221的顶端与吊柱13连接，且在接缝处设置有第二施工缝62。
48.第一施工缝61包括抗海水腐蚀性强的316不锈钢止水带及预埋注浆导管，利于止
水带和预埋注浆导管进行二次注浆的双重防渗漏措施，提高第一施工缝61位置的防水性能，确保水池结构本体20的高耐久性。
49.基于同一发明构思，本发明还提出了海工水池结构的施工方法，海工水池结构采用上述实施例的悬挂式海工水池结构，施工方法包括以下步骤：
50.步骤s1，建立海工水池结构的模型，基于模型进行受力分析，确定海工水池结构在施工工况和使用工况下的相对位移及变形情况是否满足设计工况要求；若海工水池结构在施工工况和使用工况下的相对位移及变形情况满足设计工况要求，则进入步骤s2；若海工水池结构在施工工况和使用工况下的相对位移及变形情况不满足设计工况要求，则对海工水池结构的设计和施工进行调整，直至满足设计工况要求。其中，对海工水池结构的设计和施工进行调整的步骤包括：采用减小水池结构本体20的内圆环悬挂结构22的自重、增大拱架梁12的截面尺寸、增加配筋率、提高混凝土强度、施工预起拱的一种或多种组合方式进行调整。
51.步骤s2，基于水池结构本体20的外圆环悬挑结构21和内圆环悬挂结构22的形状，匹配相适应的模板体系，并进行深化设计。如图4所示，模板体系包括定型垭口钢模30和定型圆弧木模40；匹配相适应的模板体系的步骤包括：基于水池结构本体20的外圆环悬挑结构21和内圆环悬挂结构22的形状，匹配与第一环形垭口213和第二环形垭口224相适应的定型垭口钢模30，匹配与水池结构本体20的第一环形侧壁和第二环形侧壁相适应的定型圆弧木模40。
52.如图5、6所示，定型垭口钢模30包括多块弧形的钢面板31以及位于每块钢面板31一侧的支撑肋板32；钢面板31的弧形与第一环形垭口213或第二环形垭口224的弧形匹配。如图7、8所示，定型圆弧木模40包括多块木模面板41以及位于每块木模面板41一侧的支撑木枋42；木模面板41的弧形与第一环形侧壁或第二环形侧壁的弧形匹配；每两根支撑木枋42连接有调节器43，利用调节器43调节两根支撑木枋42的距离实现木模面板41弧度的调节。
53.步骤s3，基于水池结构本体20的形状，利用高精度加工设备加工出外圆环悬挑结构21和内圆环悬挂结构22内部的圆弧钢筋；
54.步骤s4，对外圆环悬挑结构21和内圆环悬挂结构22进行施工缝60划分设计，将其分别沿高度方向划分至少一道施工缝60。外圆环悬挑结构21包括连接于结构柱11的外圆环侧壁部211和外圆环悬挑部212，外圆环悬挑部212悬挑在外圆环侧壁部211的底端且向环内延伸，外圆环侧壁部211的顶端与拱架梁12连接；内圆环悬挂结构22包括内圆环侧壁部221以及悬挂在内圆环侧壁部221的底端的内圆环悬挑部222，内圆环侧壁部221与吊柱13连接。
55.对外圆环悬挑结构21和内圆环悬挂结构22进行施工缝60划分设计的步骤包括：
56.将外圆环悬挑部212和外圆环侧壁部211的接缝设计为第一施工缝61；将内圆环悬挑部222和内圆环侧壁部221的接缝设计为第一施工缝61；
57.将外圆环侧壁部211的顶端与拱架梁12连接的接缝设计为第二施工缝62；将内圆环侧壁部221与吊柱13连接的接缝设计为第二施工缝62。
58.步骤s5，按照先浇筑施工水池结构本体20，再浇筑施工支撑结构10的顺序施工海工水池结构；水池结构本体20的浇筑施工基于步骤4划分的施工缝60进行逐步的混凝土浇筑施工和纠偏；支撑结构10的浇筑施工采用混凝土一次浇筑成型工艺；
59.步骤s6，基于受力分析和深化设计，确定浇筑施工时搭设的架体的拆除卸荷顺序，并实时监测卸荷过程，确保海工水池结构从施工工况到使用工况的平稳转换。
60.具体的，在一个实施例中，步骤s1包括：
61.步骤s11，根据海工水池结构的结构特点，利用有限元软件进行建模，模型为海工水池结构整体，其中外圆环悬挑结构21的内侧直径18m，内圆环悬挂结构22的外侧直径8.3m，水池结构本体20的侧壁厚0.5m(即内圆环侧壁部221、外圆环侧壁部211的壁厚为0.5m)，水池深度2.4m，拱架梁12(或称拱形梁)竖向截面0.6m
×
0.8m，吊柱13横向截面直径0.35m，水池结构本体20的混凝土强度等级c40，钢筋均为三级钢。模型中不建立钢筋，采用加强截面的方法，其中水池结构本体20以及结构柱11用实体单元建立，上部的拱架梁12与吊杆用梁单元建立。混凝土等级c40，弹性模量为3.2
×
10^10n/m^2，泊松比为0.2，密度2500kg/m3；钢筋为三级钢，弹性模量为2
×
10^11n/m^2，泊松比为0.3，密度为7800kg/m3；均采用弹性本构。模型只建立主要的结构受力部分，其他如周边的梁、板、柱等环境结构均只考虑其荷载传递；
62.步骤s12，通过有限元软件模型进行受力模拟分析，分别计算施工工况与使用工况的相对位移及变形情况是否满足设计工况要求；
63.若是，则组织下一步施工，即进入步骤s2；
64.若否，则根据模拟分析结果优化设计方案或采取其他可行的预控措施，直到满足为止。
65.需要说明的是，在一个实施例中，设计工况的相对位移及变形情况要求控制在2mm内。若模拟计算的相对位移及变形不满足2mm要求时，则根据模拟分析结果采取设计优化或施工优化等方式进行调整。例如，拱架梁12挠度过大，则可通过减小内圆环悬挂结构22自重、增大拱架梁12截面尺寸、增加配筋率、提高混凝土强度或采取施工预起拱等方式中的一种或多种组合方式进行调整，直至模拟满足要求为止。
66.根据上述步骤，通过有限元软件模型进行受力模拟分析，确定海工水池结构的施工工况与使用工况的相对位移及变形情况是否满足设计工况要求，从设计源头确保海工水池结构的高精度控制。
67.具体的，在一个实施例中，步骤s2包括：
68.步骤s21，针对海工水池结构不同部位形状及精度要求优选不同类型模板，并进行模板体系深化设计；
69.步骤s22，针对海工水池结构及组合模板体系特点，深化设计配套支模架体及加固措施。
70.根据上述步骤，通过确保模板形状及变形满足高精度控制要求，保证结构成型尺寸及内外圆环结构相对定位精度。
71.具体的，在一个实施例中，如图4所示，针对海工水池结构的亚克力玻璃23安装部位的第一环形垭口213和第二环形垭口224的模板，优选变形小的定型垭口钢模30，通过深化设计及工厂定制加工，确保定型垭口钢模30刚度及贴合垭口形状，保证垭口装配面2mm高精度成型要求；针对水池结构本体20的内圆环侧壁部221和外圆环侧壁部211的圆弧形侧壁结构，优选弧度可调的定型圆弧木模40，通过深化设计及工厂定制加工，确保定型圆弧木模40形状完美贴合不同弧度侧壁结构，保证圆弧型侧壁结构成型效果；针对海工水池结构其
他无特殊要求部位，采用常规普通木模现场常规加工制作即可。
72.具体的，在一个实施例中，如图5、6所示，定型垭口钢模30包括对应垭口(第一环形垭口213和第二环形垭口224)形状的钢面板31及位于钢面板31一侧的支撑肋板32，支撑肋板32上开设有多个钢模连接安装孔33用于多块定型垭口钢模30拼接；如图7、8所示，定型圆弧木模40包括对应圆弧形侧壁结构的木模面板41及位于木模面板41一侧的支撑木枋42，每两根支撑木枋42靠外侧设有调节器43，调节器43由螺杆与蝴蝶螺帽组成，通过蝴蝶螺帽调节螺杆的长度来调节两根木枋外侧的距离，从而调节木模面板41的弧度，定型圆弧木模40两侧支撑木枋42开设有多个木模连接安装孔44用于多块定型圆弧木模40拼接。
73.具体的，在一个实施例中，步骤s3，外圆环悬挑结构21及内圆环悬挂结构22内部的圆弧钢筋或弧形钢筋加工采用的高精度加工设备为数控弯曲机。通过数字化加工，可有效保证圆弧钢筋或弧形钢筋弧度，从而保证圆弧钢筋或弧形钢筋安装质量及保护层厚度。
74.具体的，在一个实施例中，如图3所示，步骤s4中，施工缝60根据海工水池结构特点，划分至少两道施工缝60，即第一施工缝61和第二施工缝62。第二施工缝62设置在水池结构本体20的顶面，将水池结构本体20与吊柱13、拱架梁12分开施工。第一施工缝61设置在第一环形垭口213和第二环形垭口224的顶面偏上方约10～20cm部位，将外圆环悬挑部212和外圆环侧壁部211分开，将内圆环悬挑部222和内圆环侧壁部221分开施工。通过合理划分施工缝60，将整体施工精度控制分解为对每步施工进行高精度控制，降低了每步施工精度控制难度，且下一步施工可以对上一步施工偏差进行纠偏，可有效提高最终整体施工精度。同时，通过在第一施工缝61位置预埋适应水池结构本体20弧度的圆弧型的抗海水腐蚀性强的316不锈钢止水带及预埋注浆导管进行二次注浆的双重防渗漏措施，提高第一施工缝61位置的防水性能，确保海工水池结构的高耐久性。
75.具体的，在一个实施例中，步骤s5包括：
76.步骤s51，根据海工水池结构形状，按照最大的结构板厚进行大面的架体布设，局部根据水池结构本体20大截面的侧壁结构进行加强，同时按照规范要求设置连续的剪刀撑，以增强架体的整体性。
77.步骤s52，架体搭设完成后进行钢筋绑扎及模板安装。内圆环悬挂结构22及外圆环悬挑结构21通过底部支模架体控制结构的标高，并在底模上将结构定位线放样标记，安装好内圆环悬挂结构22及外圆环悬挑结构21的定型垭口钢模30；顺着内圆环悬挂结构22及外圆环悬挑结构21的圆心等角度安装定尺钢管内撑50，每根钢管的长度一致，且延长线均经过圆心，从而保证第一环形垭口213和第二环形垭口224上的定型垭口钢模30相对定位的准确，并增强模板体系的整体性，钢筋、模板施工完成后进行混凝土的浇筑。
78.步骤s53，水池结构本体20施工完成后，进行拱架梁12的架体搭设。根据拱架梁12底的弧度，进行实际放样，确定架体的每根立杆的顶部标高，架体搭设采用扣件式钢管支撑架进行搭设。上方拱架梁12的支模架与下方水池结构本体20的支撑架相连成一个整体。
79.步骤s54，进行吊柱13及拱架梁12的钢筋绑扎、模板安装，再进行混凝土浇筑施工。吊柱13及拱架梁12的混凝土同时浇筑，一次浇筑成型，从而保证上部支撑结构10的整体性。
80.根据上述步骤，通过在对支架搭设、模板、钢筋安装及加固、浇筑混凝土施工过程中，严格控制各道工序测量及施工精度，在进行下一道工序之前进行二次复测及调整，从而确保每道工序施工精度满足要求，保证最终成型质量及精度。
81.具体的，在一个实施例中，步骤s6包括：
82.步骤s61，根据受力模拟分析及深化设计的结果，海工水池结构施工完成后架体拆除顺序需从上方拱架梁12的支撑架开始。先拆除上方拱架梁12的支撑架，使拱架梁12开始受到同心内圆环悬挂结构22的自重。
83.步骤s62，通过逐步拆除海工水池结构下方的水池结构本体20的支撑架(支撑架也称支架或架体)，进行施工工况到尚未注水时的使用工况转换，吊柱13逐步从施工工况下的受压状态转换成使用工况下的受拉状态，并将下部受到的拉力通过上部拱架梁12转换成对两侧拱脚处结构柱11的水平推力及竖向压力。
84.步骤s63，架体拆除前，在吊柱13的顶部、拱架梁12的顶部、外圆环悬挑结构21的第一环形垭口213与内圆环悬挂结构22的第二环形垭口224部位安装好位移测量设备，拆除过程中实时监控结构变形情况，根据监测数据确定架体拆除顺序。比如，当从一侧开始拆除拱架梁12的下方架体时，导致不同吊柱13的顶部变形监测数据差异较大且接近预警值时，则调整为从两侧对称拆除的方式。
85.根据上述步骤，通过合理拆除卸荷顺序及监测，确保海工水池结构从施工工况到使用工况的平稳转换，保证最终结构变形满足高精度控制要求。
86.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，同样也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种悬挂式海工水池结构，其特征在于，包括：支撑结构，包括多个结构柱、多个拱架梁和多个吊柱；多个结构柱呈第一环形阵列分布；多个拱架梁的中心在第一环形阵列的中心相交汇构成穹顶结构，所述穹顶结构的底端与所述多个结构柱连接；多个吊柱呈第二环形阵列悬吊在所述穹顶结构的下方；以及水池结构本体，包括外圆环悬挑结构、内圆环悬挂结构和亚克力玻璃；所述外圆环悬挑结构与所述第一环形阵列同心，且与所述多个结构柱连接，构成所述水池结构本体的第一环形侧壁，所述外圆环悬挑结构设置有第一环形垭口；所述内圆环悬挂结构与所述第二环形阵列同心，且与所述多个吊柱连接，构成所述水池结构本体的第二环形侧壁，所述内圆环悬挂结构设置有第二环形垭口；所述亚克力玻璃装配在所述第一环形垭口和第二环形垭口上，构成所述水池结构本体的池底。2.根据权利要求1所述的悬挂式海工水池结构，其特征在于，所述外圆环悬挑结构包括连接于所述结构柱的外圆环侧壁部和外圆环悬挑部，所述外圆环悬挑部悬挑在外圆环侧壁部的底端且向环内延伸；所述第一环形垭口设置在所述外圆环悬挑部；所述内圆环悬挂结构包括内圆环侧壁部、内圆环悬挑部以及内圆环平台部，所述内圆环悬挑部悬挑在内圆环侧壁部的底端且向环内延伸，所述内圆环平台部与内圆环侧壁部的顶端连接；所述第二环形垭口设置在所述内圆环悬挑部；所述内圆环侧壁部与所述吊柱连接。3.根据权利要求2所述的悬挂式海工水池结构，其特征在于，所述水池结构本体还包括第一施工缝；所述外圆环悬挑部与所述外圆环侧壁部的接缝处设置有所述第一施工缝；所述内圆环悬挑部与所述内圆环侧壁部的接缝处设置有所述第一施工缝。4.根据权利要求2所述的悬挂式海工水池结构，其特征在于，所述水池结构本体还包括第二施工缝；所述外圆环侧壁部的顶端与所述拱架梁连接，且在接缝处设置有所述第二施工缝；所述内圆环侧壁部的顶端与所述吊柱连接，且在接缝处设置有所述第二施工缝。5.一种海工水池结构的施工方法，其特征在于，所述海工水池结构采用如权利要求1所述的悬挂式海工水池结构，所述施工方法包括以下步骤：步骤s1，建立所述海工水池结构的模型，基于所述模型进行受力分析，确定所述海工水池结构在施工工况和使用工况下的相对位移及变形情况是否满足设计工况要求；步骤s2，基于所述水池结构本体的外圆环悬挑结构和内圆环悬挂结构的形状，匹配相适应的模板体系，并进行深化设计；步骤s3，基于所述水池结构本体的形状，利用高精度加工设备加工出外圆环悬挑结构和内圆环悬挂结构内部的圆弧钢筋；步骤s4，对所述外圆环悬挑结构和内圆环悬挂结构进行施工缝划分设计，将其分别沿高度方向划分至少一道施工缝；步骤s5，按照先浇筑施工所述水池结构本体，再浇筑施工所述支撑结构的顺序施工所述海工水池结构；所述水池结构本体的浇筑施工基于所述步骤4划分的施工缝进行逐步的混凝土浇筑施工和纠偏；所述支撑结构的浇筑施工采用混凝土一次浇筑成型工艺；
步骤s6，基于所述受力分析和深化设计，确定浇筑施工时搭设的架体的拆除卸荷顺序，并实时监测卸荷过程，确保所述海工水池结构从施工工况到使用工况的平稳转换。6.根据权利要求5所述的海工水池结构的施工方法，其特征在于，所述步骤s1中，若所述海工水池结构在施工工况和使用工况下的相对位移及变形情况满足设计工况要求，则进入步骤s2；若所述海工水池结构在施工工况和使用工况下的相对位移及变形情况不满足设计工况要求，则对所述海工水池结构的设计和施工进行调整，直至满足设计工况要求。7.根据权利要求6所述的海工水池结构的施工方法，其特征在于，所述对海工水池结构的设计和施工进行调整的步骤包括：采用减小所述水池结构本体的内圆环悬挂结构的自重、增大所述拱架梁的截面尺寸、增加配筋率、提高混凝土强度、施工预起拱的一种或多种组合方式进行调整。8.根据权利要求5所述的海工水池结构的施工方法，其特征在于，所述模板体系包括定型垭口钢模和定型圆弧木模；所述步骤s2中，匹配相适应的模板体系的步骤包括：基于所述水池结构本体的外圆环悬挑结构和内圆环悬挂结构的形状，匹配与所述第一环形垭口和第二环形垭口相适应的定型垭口钢模，匹配与所述水池结构本体的第一环形侧壁和第二环形侧壁相适应的定型圆弧木模。9.根据权利要求8所述的海工水池结构的施工方法，其特征在于，所述定型垭口钢模包括多块弧形的钢面板以及位于每块钢面板一侧的支撑肋板；所述钢面板的弧形与所述第一环形垭口或第二环形垭口的弧形匹配；所述定型圆弧木模包括多块木模面板以及位于每块木模面板一侧的支撑木枋；所述木模面板的弧形与所述第一环形侧壁或第二环形侧壁的弧形匹配；每两根支撑木枋连接有调节器，利用所述调节器调节两根支撑木枋的距离实现木模面板弧度的调节。10.根据权利要求5所述的海工水池结构的施工方法，其特征在于，所述外圆环悬挑结构包括连接于所述结构柱的外圆环侧壁部和外圆环悬挑部，所述外圆环悬挑部悬挑在外圆环侧壁部的底端且向环内延伸，所述外圆环侧壁部的顶端与拱架梁连接；所述内圆环悬挂结构包括内圆环侧壁部以及悬挂在内圆环侧壁部的底端的内圆环悬挑部，所述内圆环侧壁部与所述吊柱连接；所述步骤s4的对外圆环悬挑结构和内圆环悬挂结构进行施工缝划分设计的步骤包括：将所述外圆环悬挑部和外圆环侧壁部的接缝设计为第一施工缝；将所述内圆环悬挑部和内圆环侧壁部的接缝设计为第一施工缝；将所述外圆环侧壁部的顶端与拱架梁连接的接缝设计为第二施工缝；将所述内圆环侧壁部与所述吊柱连接的接缝设计为第二施工缝。

技术总结

本申请涉及建筑施工技术领域，提供一种悬挂式海工水池结构及其施工方法，包括：支撑结构，包括结构柱、拱架梁和吊柱；多个拱架梁构成穹顶结构，穹顶结构与多个结构柱和吊柱连接；以及水池结构本体，包括外圆环悬挑结构、内圆环悬挂结构和亚克力玻璃；外圆环悬挑结构与多个结构柱连接，外圆环悬挑结构设置有第一环形垭口；内圆环悬挂结构与多个吊柱连接，内圆环悬挂结构设置有第二环形垭口；亚克力玻璃装配在第一环形垭口和第二环形垭口上。本发明水池结构本体不易发生整体沉降或局部变形，保证装配面精度。观赏性强。通过建模分析、模板体系匹配及深化设计、合理划分施工缝等一系列施工措施，确保了海工水池结构成型质量及高精度要求。求。求。