平面弧形曲線結(jié)構(gòu)及構(gòu)件施工工法

平面弧形曲線結(jié)構(gòu)及構(gòu)件施工工法蘭州二建集團(tuán)有限公司二O一0年六月TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1、前言22、技術(shù)特點(diǎn)2\o"CurrentDocument"3、適用范圍3\o"CurrentDocument"4、工藝原理3\o"CurrentDocument"5、施工工藝流程及操作要點(diǎn)4\o"CurrentDocument"6、材料與設(shè)備8\o"CurrentDocument"7、質(zhì)量控制9\o"CurrentDocument"8、安全措施10\o"CurrentDocument"9、環(huán)保措施10\o"CurrentDocument"10、效益分析11\o"CurrentDocument"11、應(yīng)用實(shí)例121、前言：近年來(lái)，隨著改革開(kāi)放的進(jìn)一步深入，經(jīng)濟(jì)水平的迅猛增長(zhǎng)，建筑物獨(dú)特造型成了城市規(guī)劃中一道靚麗的風(fēng)景，由比較簡(jiǎn)單的矩形、L”形等發(fā)展到弧形、扇形、“S”形等弧形曲線形式?；⌒吻€建筑物以其外形柔和、輕松、活潑、視覺(jué)感官良好等特點(diǎn)，已經(jīng)成為建筑物不可或缺的活躍因素，得到了廣泛的應(yīng)用。但其施工較為復(fù)雜，模板分項(xiàng)工程從放樣、設(shè)計(jì)、制作到安裝工藝繁瑣，軸線控制難度大，精度要求高，結(jié)構(gòu)及構(gòu)件曲率難以控制。根據(jù)國(guó)內(nèi)相關(guān)弧形曲線結(jié)構(gòu)及構(gòu)件施工經(jīng)驗(yàn)及我司在幾個(gè)施工項(xiàng)目的應(yīng)用實(shí)例，總結(jié)出了平面弧形曲線結(jié)構(gòu)及構(gòu)件施工工法，克服了以往施工中的不足，模板制作簡(jiǎn)單、尺寸準(zhǔn)確、加固便捷，構(gòu)件曲率控制到位、混凝土觀感質(zhì)量良好，并為類似工程的施工提供了參考價(jià)值。2、工法特點(diǎn)：平面弧形曲線結(jié)構(gòu)及構(gòu)件施工工法解決了弧形梁、墻、板、S形線條等模板和鋼筋施工中的難題，其特點(diǎn)有：2.1以矢高法為主要計(jì)算形式，利用CAD制圖系列軟件進(jìn)行配模設(shè)計(jì)、制作、加工、復(fù)核，以及鋼筋翻樣、加工及安裝。計(jì)算簡(jiǎn)便、數(shù)據(jù)精確。2.2根據(jù)建筑物形狀及特點(diǎn)，確定基準(zhǔn)控制線及基準(zhǔn)控制點(diǎn)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)軸線和形狀尺寸控制，確保構(gòu)件成型尺寸準(zhǔn)確，控制到位。2.3曲面結(jié)構(gòu)和弧形構(gòu)件受力復(fù)雜，受構(gòu)件內(nèi)外弧長(zhǎng)不一、環(huán)境等因素耦合的不利影響，容易出現(xiàn)不均勻變形和應(yīng)力集中等引起的混凝土裂縫。采取在構(gòu)件外弧鋼筋保護(hù)層內(nèi)設(shè)置鋼絲防裂網(wǎng)，減少了裂縫的發(fā)生。2.4借助于激光鉛錘儀進(jìn)行控制線投測(cè)，有效的控制了平面弧形曲線構(gòu)件的位置。3、適用范圍：此工法適用于平面弧形曲線建筑結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的施工，不適用于平面其它參數(shù)方程曲線及三維曲線建筑結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的施工。4、工藝原理：此工法的工藝原理是利用矢高法確定平面弧形曲線構(gòu)件的弧線，弧正中所對(duì)的弧高：b=R-Rcosa;兩側(cè)任意一段弧高：c=JR2_na2-Rcosa,（n為從中數(shù)第n段矢高）。根據(jù)弧線進(jìn)行定型模板設(shè)計(jì)、加工、鋼筋翻樣、施工放線和軸線復(fù)核，并借助于CAD制圖系列軟件進(jìn)行矢高測(cè)量、箍筋排列、板筋下料、模板及軸線尺寸復(fù)核等。（見(jiàn)圖1）用此種計(jì)算簡(jiǎn)圖及公式確定的平面圓弧曲線，不僅方便而且曲線順暢，較好地實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)意圖。圖1：矢高法計(jì)算簡(jiǎn)圖5、施工工藝流程及操作要點(diǎn)：5.1工藝流程：內(nèi)業(yè)計(jì)算I—->|成果整理—-］現(xiàn)場(chǎng)放樣—-［模板及鋼筋加工—-g工放線一->|支撐搭設(shè)|--梁底模安裝—T梁鋼筋安裝—T防裂網(wǎng)設(shè)置，梁側(cè)模安裝>板模安裝，板筋安裝，驗(yàn)收-混凝土澆筑［養(yǎng)護(hù)|循環(huán)施工5.2操作要點(diǎn)：5.2.1內(nèi)業(yè)計(jì)算：以矢高法為主要計(jì)算形式，利用CAD制圖系列軟件進(jìn)行定型模板、鋼筋加工模具及施工放線等相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算。5.2.2成果整理：根據(jù)內(nèi)業(yè)計(jì)算結(jié)果，將等分弦長(zhǎng)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的矢高值匯總、整理、列表，為現(xiàn)場(chǎng)放樣提供準(zhǔn)確的依據(jù)。5.2.3現(xiàn)場(chǎng)放樣：在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專用場(chǎng)地，碾壓整平后用細(xì)石混凝土抹面、壓光，用來(lái)實(shí)地彈線、放樣。先在地面上確定弧形曲線的弦——即矢高基準(zhǔn)線，彈出弦長(zhǎng)中心、線并向兩側(cè)作弦長(zhǎng)等分線（等分線線數(shù)量由弦長(zhǎng)和模板加工精確度來(lái)定）應(yīng)用矢高法計(jì)算每段等分線處的矢高值并從矢高基準(zhǔn)線開(kāi)始逐一量取各點(diǎn)，然后將各點(diǎn)按次序順滑連接起來(lái)，即為所要放樣的平面弧形曲線。5.2.4模板及鋼筋加工：1、模板加工：平面弧形曲線結(jié)構(gòu)及構(gòu)及構(gòu)件側(cè)模采用竹膠板、鋼板或具有一定強(qiáng)度可彎曲材料?；⌒瘟簝?nèi)外弧兩側(cè)模板由于曲率和受約束條件不同，致使混凝土對(duì)模板側(cè)壓力也不同，要分別計(jì)算后進(jìn)行配模。次龍骨采用0x4角鋼鋸成豁口加工成弧形，模板上下口各設(shè)一道，內(nèi)弧間距不得大于300啞，外弧間距不得大于200mm與板面采用鉚釘連接。成型模板要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試拼、調(diào)整偏差后按次序統(tǒng)一編號(hào)。（見(jiàn)圖2）?；砜趯挾菳圓弧內(nèi)邊周長(zhǎng)L1-圓弧外邊周長(zhǎng)L2豁口數(shù)量n,n根據(jù)曲率大小確定。圖2：弧形梁側(cè)模加工示意圖底模采用鏡面板、木膠板、塑料模板等，根據(jù)放樣的弧形曲線分段裁割、現(xiàn)場(chǎng)試拼、調(diào)整偏差后按次序編號(hào)。（見(jiàn)圖3）22梁底模板（竹膠板或鏡面板）圖3:弧形梁底模加工示意圖22梁底模板（竹膠板或鏡面板）為了保證外觀效果，防止漏漿，模板拼縫均采用企口連接。母口5啞、子口10啞，邊框間留5啞空隙，子母扣接縫處粘貼單面紙膠帶，保證模板接縫質(zhì)量。2、鋼筋加工：1）主筋加工：主筋加工時(shí)要制作專用鋼筋加工模具。鋼筋加工模具制作時(shí)，采用矢高法計(jì)算各等分線處矢高值，并借瞇AD制圖軟件建立平面模型，輸入相關(guān)參數(shù)進(jìn)行尺寸復(fù)核，無(wú)誤后方可放樣加工。扁鋼與立柱、立柱與鋼板焊接連接，鋼板與底座采用M12螺栓連接，間距300mm螺母朝下。立柱數(shù)量可根據(jù)弧長(zhǎng)和加工精度來(lái)確定?；⌒瘟簝?nèi)外弧主筋由于曲率不同，要制作曲率不同的模具進(jìn)行加工，確保鋼筋加工尺寸及成型弧度準(zhǔn)確無(wú)誤。詳見(jiàn)（圖4）圖4：弧形梁鋼筋加工示意圖其中：L——弦長(zhǎng)；b——弧高；c——矢高2）板筋加工：板筋下料重點(diǎn)要確定平直段長(zhǎng)度。根據(jù)弧形半徑（減去鋼筋保護(hù)層后的半徑）建立CAD圖形模型，確定弧高和弦長(zhǎng)基準(zhǔn)線。根據(jù)鋼筋設(shè)計(jì)間距，沿弧高方向?qū)ο议L(zhǎng)基準(zhǔn)線進(jìn)行陣列分布，逐個(gè)量取各段弧高處的弦長(zhǎng)一一即為上排鋼筋平直段下料長(zhǎng)度。根據(jù)鋼筋間距對(duì)弦長(zhǎng)基準(zhǔn)線進(jìn)行等分，利用矢高法計(jì)算各等分點(diǎn)的矢高值，有梁的計(jì)算到梁中一一即為下排鋼筋平直段下料長(zhǎng)度。5.2.5施工放線：首層施工時(shí)要求在地面弦長(zhǎng)基準(zhǔn)線或基準(zhǔn)線的平行線上預(yù)埋中點(diǎn)及任意一段矢高點(diǎn)，并在每層施工時(shí)預(yù)留投測(cè)孔，利用激光鉛錘儀進(jìn)行豎向投測(cè)，確保投測(cè)點(diǎn)準(zhǔn)確無(wú)誤。根據(jù)投測(cè)點(diǎn)在板面上彈線，應(yīng)用矢高法計(jì)算每段等分線處的矢高值，并從基準(zhǔn)線或基準(zhǔn)線的平行線開(kāi)始逐一量取各點(diǎn)，然后將各點(diǎn)按次序順滑連接起來(lái)，即為平面弧形曲線控制線。同時(shí)可借助CAD制圖軟件建模，查詢各點(diǎn)的矢高值進(jìn)行尺寸復(fù)核。5.2.6鋼筋安裝：采用CAD制圖系列軟件進(jìn)行弧形梁箍筋排布設(shè)計(jì)。首先根據(jù)箍筋設(shè)計(jì)間距對(duì)弧形中心線按等距分配，確定箍筋數(shù)量，然后根據(jù)數(shù)量對(duì)內(nèi)外弧進(jìn)行等數(shù)分配，確定綁扎間距。板筋綁扎時(shí)制作紅白相間的標(biāo)尺，依據(jù)標(biāo)尺間距劃點(diǎn)、彈線、綁扎鋼筋，確保鋼筋間距符合要求。鋼筋安裝要嚴(yán)格按照鋼筋料單編號(hào)進(jìn)行排列。5.2.7防裂網(wǎng)設(shè)置：平面弧形曲線結(jié)構(gòu)及構(gòu)件往往處于室外環(huán)境或外露構(gòu)件，考慮到曲面結(jié)構(gòu)和弧形構(gòu)件受力復(fù)雜，以及構(gòu)件內(nèi)外弧長(zhǎng)不一、環(huán)境等因素耦合的不利影響，采取在構(gòu)件外弧鋼筋保護(hù)層內(nèi)設(shè)置鋼絲防裂網(wǎng)，減少了構(gòu)件的不均勻變形、曲率半徑過(guò)小產(chǎn)生的應(yīng)力集中等因素造成的混凝土裂縫。選用直徑0.9皿、12.7x12.7皿鋼絲防裂網(wǎng)，用20#的扎絲固定在箍筋外側(cè)，防止鋼絲網(wǎng)緊貼模板產(chǎn)生混凝土表面銹蝕。5.2.8模板安裝：在平面弧形曲線結(jié)構(gòu)及構(gòu)件側(cè)模和底模上作永久性弧高和矢高標(biāo)示點(diǎn)，與板面彈線一致。模板安裝時(shí)要按編號(hào)進(jìn)行組拼，標(biāo)示點(diǎn)與地面彈線對(duì)準(zhǔn)。底模安裝時(shí)在模板支架上沿曲線長(zhǎng)度方向垂直排布60x100皿短方木，外弧間距300皿，將成品底模固定到短方木上，就位矯正并固定牢靠。側(cè)板安裝采用鋼管加固，高度大于600皿的弧形梁，沿長(zhǎng)度方向設(shè)置對(duì)拉絲桿，絲桿直徑①14,垂直于模板接觸面，外弧絲桿間距600皿，內(nèi)弧借助CAD制圖軟件進(jìn)行等數(shù)等分確定間距，必要時(shí)可在外弧外側(cè)增設(shè)加固立桿。5.2.9混凝土澆筑：混凝土施工要一氣呵成，禁止留置施工縫?；⌒瘟夯炷翝仓r(shí)，先澆筑鋼絲網(wǎng)外側(cè)，再澆筑內(nèi)側(cè)。為了防止裂縫，在混凝土初凝前和混凝土預(yù)沉后采取二次抹面壓實(shí)措施。5.2.10混凝土養(yǎng)護(hù)：混凝土澆筑完畢后，及時(shí)進(jìn)行混凝土表面處理，覆蓋塑料薄膜和保溫材料進(jìn)行混凝土保溫養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7天。6、材料與設(shè)備：6.1材料：材料的質(zhì)量、性能均應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，所有材料應(yīng)附有“質(zhì)量合格證明書(shū)”和材料復(fù)試報(bào)告。材料試件取樣方式、數(shù)量和試驗(yàn)程序應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。6.2設(shè)備：塔吊、切割機(jī)、電鋸、電焊機(jī)、臺(tái)鉆、扳手、鉚釘槍、手槍鉆、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、激光鉛錘儀、卷尺、線墜、墨斗等。7、質(zhì)量控制：平面弧形曲線結(jié)構(gòu)及構(gòu)件施工中，必須嚴(yán)格按《混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB50204-2002)的要求進(jìn)行施工與質(zhì)量驗(yàn)收，模板、鋼筋、混凝土等分項(xiàng)工程的主控項(xiàng)目與一般項(xiàng)目的質(zhì)量驗(yàn)收必須符合規(guī)范要求。7.1配置的定型模板要盡量減少板面的拼縫數(shù)量，同時(shí)要確保幾何尺寸、曲率和光潔度滿足設(shè)計(jì)要求。7.2平面弧形曲線結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的定型模板應(yīng)放置平穩(wěn)，施工中要輕拿輕放，防止變形。為保證外觀效果，防止漏漿，模板拼縫采用企口縫連接，幫板與底板、幫板與幫板接縫粘貼單面紙膠帶，確保模板拼縫質(zhì)量。7.3模板拆除時(shí)要按程序進(jìn)行，并及時(shí)涂刷脫模劑。嚴(yán)禁用大錘敲擊或撬棍硬撬模板。7.4鋼筋翻樣重點(diǎn)考慮內(nèi)外弧的不同下料長(zhǎng)度及曲率、鋼筋接頭位置、搭接長(zhǎng)度、錨固長(zhǎng)度、端頭彎鉤等。7.5鋼筋定位及保護(hù)層采用塑料墊塊，有效控制鋼筋保護(hù)層厚度。7.6嚴(yán)格按照CAD制圖軟件模擬計(jì)算所得間距進(jìn)行箍筋排列，確保箍筋間距滿足設(shè)計(jì)要求。7.7為了防止混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，要求選用品質(zhì)較好的混凝土生產(chǎn)廠家、優(yōu)化混凝土配合比，施工過(guò)程中加強(qiáng)覆蓋養(yǎng)護(hù)。7.8平面弧形曲線結(jié)構(gòu)及構(gòu)件軸線控制除滿足《混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2002要求外，還須符合《工程測(cè)量規(guī)范》GB50026-2007相關(guān)規(guī)定。8、安全措施：8.1結(jié)構(gòu)及構(gòu)件作業(yè)高度在2米以上時(shí)，要嚴(yán)格按“高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范”的要求進(jìn)行操作和防護(hù)。8.2高處支模工人所用工具不用時(shí)，要放在工具袋內(nèi)，不能隨意將工具、模板零件放在腳手架上，以免墜落傷人。8.3夜間施工，必須有足夠的照明，各種電源線應(yīng)用絕緣線，不允許直接固定在鋼筋上。8.4模板等易燃材料要遠(yuǎn)離火源堆放，并配備消防器材。8.5模板支撐不能固定在圍護(hù)（防護(hù)）腳手架上，避免發(fā)生倒塌或模板移位。9、環(huán)保措施：9.1大氣污染控制4級(jí)（含4級(jí)）以上大風(fēng)禁止產(chǎn)生揚(yáng)塵的作業(yè)施工；施工現(xiàn)場(chǎng)主要干道硬化，施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行工完料盡現(xiàn)場(chǎng)清，場(chǎng)區(qū)內(nèi)可能引起揚(yáng)塵的材料和垃圾，袋裝清運(yùn)，定期清掃灑水濕潤(rùn)，保持目測(cè)揚(yáng)塵高度不超過(guò)1米；嚴(yán)禁施工用車車輪帶泥土上路，拉運(yùn)水泥、白灰和其他易飛揚(yáng)的建筑材料的車輛一律進(jìn)行苫蓋，防止遺撒、飛揚(yáng)；圓盤鋸設(shè)在封閉的木工棚內(nèi)作業(yè)，砂輪切割機(jī)采用防塵罩。9.2水污染控制施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置三級(jí)沉淀池，對(duì)廢物水進(jìn)行處理后排入市政管網(wǎng)；食堂設(shè)置隔油池，做到無(wú)污染排放；對(duì)廢棄油污用容器回收，集中處理，防止造成跑、冒、滴、漏，污染水資源。9.3噪聲污染的控制施工作業(yè)時(shí)間嚴(yán)格控制在6:00?22：00內(nèi)，7:00前、19:00后不進(jìn)行有強(qiáng)噪聲作業(yè)；盡量選擇一些低噪音機(jī)械設(shè)備，對(duì)強(qiáng)噪音施工機(jī)具裝置消聲器，并搭設(shè)隔音圍護(hù)棚，從聲源處進(jìn)行控制；白天工地內(nèi)噪聲控制在70分貝之內(nèi)，晚10時(shí)前控制在55分貝之內(nèi)。9.4固體廢棄物污染控制對(duì)于可回收的建筑垃圾分門別類地進(jìn)行分撿以便回收利用；不能回收的施工垃圾及時(shí)清運(yùn)到指定的垃圾站統(tǒng)一處理；易爆、有毒的危險(xiǎn)廢棄物統(tǒng)一堆放，集中銷毀；生活垃圾實(shí)行袋裝化，做到日產(chǎn)日清。9.5光污染控制：盡量避免或減少施工過(guò)程中的光污染，探照燈盡量選擇既能滿足照明要求又不刺眼的新型燈具，電焊作業(yè)采取遮擋措施，避免電焊弧光外泄，夜間室外照明燈加設(shè)燈罩，防止光漫反射造成光污染。10、效益分析：10.1與傳統(tǒng)的施工方法相比，提高了混凝土觀感質(zhì)量，接縫嚴(yán)密、曲率順暢。10.2模板制作簡(jiǎn)單、重量較輕、安裝方便，施工過(guò)程中只需更換面板材料，增加了周轉(zhuǎn)周轉(zhuǎn)次數(shù)。節(jié)約了工效，降低了成本。10.3應(yīng)用矢高法放樣，計(jì)算簡(jiǎn)便、數(shù)據(jù)精確。10.4借助于CAD制圖軟件進(jìn)行箍筋排列、鋼筋下料及尺寸復(fù)核等，計(jì)算精確，提高了工效，節(jié)約了時(shí)間。11.5鋼筋綁扎控制到位，混凝土成型尺寸準(zhǔn)確，較好地完成了設(shè)計(jì)意圖。11、應(yīng)用實(shí)例：蘭州商學(xué)院新校區(qū)學(xué)生大食堂工程位于蘭州市榆中縣城框剪結(jié)構(gòu)，地下一層，地上四層，建筑面積約17558m2。本工程整個(gè)結(jié)構(gòu)外型成弧形，左右對(duì)稱，正中為半徑10000皿圓形。結(jié)構(gòu)內(nèi)弧半徑為75600皿，外弧半徑為104400皿。主體施工階段所有的結(jié)構(gòu)及構(gòu)件采用此工法，達(dá)到了預(yù)期的質(zhì)量效果。中廣都市麗景工程位于蘭州市城關(guān)區(qū)解放門立交橋東南角（靜安門外），框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下二層，地上三十二層，建筑面積約7000m2。2003年11月開(kāi)工建設(shè)，2005年12月竣工。本工程地下室及商場(chǎng)的西北角為半徑22500皿的弧形曲線。結(jié)構(gòu)施工階段采用此工法，混凝土構(gòu)件表面光潔、弧線順暢、曲率控制到位，獲得了參建單位的充分肯定