平面弧形曲线结构及构件施工工法祥解

平面弧形曲线结构及构件施工工法兰州二建集团有限公司二O一0年六月1、前 言…………22、技术特点…………23、适用范围…………34、工艺原理…………35、施工工艺流程及操作要点 46、 材料与设备………87、质量控制…………98、 安全措施…………109、 环保措施…………1010、效益分析 111211、应用实例121、前言：近年来，随着改革开放的进一步深入，经济水平的迅猛增长，建筑物独特造型成了城市规划中一道靓丽的风景，由比较简单的矩形“L”形等发展到弧形、扇形、“S”形等弧形曲线形式。弧形曲线建筑物以其外形柔和、轻松、活泼、视觉感官良好等特点，已经成为建筑物不可或缺的活跃因素，得到了广泛的应用。但其施工较为复杂，模板分项工程从放样、设计、制作到安装工艺繁琐，轴线控制难度大，精度要求高，结构及构件曲率难以控制。根据国内相关弧形曲线结构及构件施工经验及我司在几个施工项目的应用实例，总结出了平面弧形曲线结构及构件施工工法，克服了以往施工中的不足，模板制作简单、尺寸准确、加固便捷，构件曲率控制到位、混凝土观感质量良好，并为类似工程的施工提供了参考价值。2、工法特点：平面弧形曲线结构及构件施工工法解决了弧形梁、墙、板、S形线条等模板和钢筋施工中的难题，其特点有：2.1以矢高法为主要计算形式利用CAD制图系列软件进行配模设计、制作、加工、复核，以及钢筋翻样、加工及安装。计算简便、数据精确。根据建筑物形状及特点，确定基准控制线及基准控制点，进行结构轴线和形状尺寸控制，确保构件成型尺寸准确，控制到位。曲面结构和弧形构件受力复杂，受构件内外弧长不一、环境等因素耦合的不利影响，容易出现不均匀变形和应力集中等引起的混凝土裂缝。采取在构件外弧钢筋保护层内设置钢丝防裂网，减少了裂缝的发生。借助于激光铅锤仪进行控制线投测，有效的控制了平面弧形曲线构件的位置。3、适用范此工法适用于平面弧形曲线建筑结构及构件的施工，不适用于平面其它参数方程曲线及三维曲线建筑结构及构件的施工。4、工艺原理：此工法的工艺原理是利用矢高法确定平面弧形曲线构件的弧线，弧正中所对的弧高b=R-Rcosa两侧任意一段弧高c=Vr2-na2-Rcosa,（n为从中数第n段矢高）根据弧线进行定型模板设计、加工、钢筋翻样、施工放线和轴线复核，并借助于CAD制图系列软件进行矢高测量、箍筋排列、板筋下料、模板及轴线尺寸复核等。（见图1）用此种计算简图及公式确定的平面圆弧曲线，不仅方便而且曲线顺畅，较好地实现了设计意图。

5、图1：矢高法计算简zlOo5、图1：矢高法计算简zlOo7、ClCLf-CLe」、CX1p 」+exE■iEJ亠” L '/f4 I1施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程：内业计算—T成果整理一彳现场放样—T模板及钢筋加工一苹工放线T支撑搭设T梁底模安装T梁钢筋安装T防裂网设置一f梁侧模安装——板模安装］——•板筋安装——f验收——"混凝土浇筑——卜养护一f循环施工5.2操作要点：5.2.1内业计算：以矢高法为主要计算形式，利用CAD制图系列软件进行定型模板、钢筋加工模具及施工放线等相关数据计算。5.2.2成果整理：根据内业计算结果，将等分弦长点所对应的矢高值汇总、整理、列表，为现场放样提供准确的依据。5.2.3现场放样：在施工现场设专用场地，碾压整平后用细石混凝土抹面、压光，用来实地弹线、放样。先在地面上确定弧形曲线的弦一一即矢高基准线，

弹出弦长中心线并向两侧作弦长等分线（等分线线数量由弦长和模板加工精确度来定），应用矢高法计算每段等分线处的矢高值并从矢高基准线开始逐一量取各点，然后将各点按次序顺滑连接起来，即为所要放样的平面弧形曲线。5.2.4模板及钢筋加工：1、模板加工：平面弧形曲线结构及构及构件侧模采用竹胶板、钢板或具有一定强度可弯曲材料。弧形梁内外弧两侧模板由于曲率和受约束条件不同，致使混凝土对模板侧压力也不同，要分别计算后进行配模。次龙骨采用40x4角钢锯成豁口加工成弧形模板上下口各设一道，内弧间距不得大于300mm，外弧间距不得大于200m，与板面采用铆钉连接。成型模板要进行现场试拼、调整偏差后按次序统一编号（。见图2）。圆弧内边周长L1-圆弧外边周长L2豁口宽度B= - 豁口数量n，n——根据曲率大小确定。三角形豁口并单面焊接梁侧模板（竹胶板或镜面板）Ri404角钢间距250I404角钢间距250II底模采用镜面板、木胶板、塑料模板等，根据放样的弧形曲线分段

裁割、现场试拼、调整偏差后按次序编号（。见图3）22Bri梁底模板（竹胶裁割、现场试拼、调整偏差后按次序编号（。见图3）22Bri梁底模板（竹胶板或镜面板）图3：弧形梁底模加工示意图为了保证外观效果，防止漏浆，模板拼缝均采用企口连接。母口5血、子口10血，边框间留5血空隙，子母扣接缝处粘贴单面纸胶带，保证模板接缝质量。2、钢筋加工：1）主筋加工：主筋加工时要制作专用钢筋加工模具。钢筋加工模具制作时，采用矢高法计算各等分线处矢高值，并借助CAD制图软件建立平面模型，输入相关参数进行尺寸复核，无误后方可放样加工。扁钢与立柱、立柱与钢板焊接连接，钢板与底座采用M12螺栓连接，间距300mm,螺母朝下。立柱数量可根据弧长和加工精度来确定。弧形梁内外弧主筋由于曲率不同，要制作曲率不同的模具进行加工，确保钢筋加工尺寸及成型弧度准确无误。详见（图4）4:弧形梁钢筋加工示意其中：L 弦长；b 弧高；c 矢高2）板筋加工:板筋下料重点要确定平直段长度。根据弧形半径（减去钢筋保护层后的半径）建立CAD图形模型，确定弧高和弦长基准线。根据钢筋设计间距，沿弧高方向对弦长基准线进行阵列分布，逐个量取各段弧高处的弦长——即为上排钢筋平直段下料长度。根据钢筋间距对弦长基准线进行等分，利用矢高法计算各等分点的矢高值，有梁的计算到梁中——即为下排钢筋平直段下料长度。5.2.5施工放线:首层施工时要求在地面弦长基准线或基准线的平行线上预埋中点及任意一段矢高点，并在每层施工时预留投测孔，利用激光铅锤仪进行竖向投测，确保投测点准确无误。根据投测点在板面上弹线，应用矢高法计算每段等分线处的矢高值，并从基准线或基准线的平行线开始逐一量取各点，然后将各点按次序顺滑连接起来，即为平面弧形曲线控制线。同时可借助CAD制图软件建模，查询各点的矢高值进行尺寸复核。5.2.6钢筋安装：采用CAD制图系列软件进行弧形梁箍筋排布设计。首先根据箍筋设计间距对弧形中心线按等距分配，确定箍筋数量，然后根据数量对内外弧进行等数分配，确定绑扎间距。板筋绑扎时制作红白相间的标尺，依据标尺间距划点、弹线、绑扎钢筋，确保钢筋间距符合要求。钢筋安装要严格按照钢筋料单编号进行排列。5.2.7防裂网设置：平面弧形曲线结构及构件往往处于室外环境或外露构件，考虑到曲面结构和弧形构件受力复杂，以及构件内外弧长不一、环境等因素耦合的不利影响，采取在构件外弧钢筋保护层内设置钢丝防裂网，减少了构件的不均匀变形、曲率半径过小产生的应力集中等因素造成的混凝土裂缝。选用直径0.9血、12.7x12.7血钢丝防裂网，用20#的扎丝固定在箍筋外侧，防止钢丝网紧贴模板产生混凝土表面锈蚀。5.2.8模板安装：在平面弧形曲线结构及构件侧模和底模上作永久性弧高和矢高标示点，与板面弹线一致。模板安装时要按编号进行组拼，标示点与地面弹线对准。底模安装时在模板支架上沿曲线长度方向垂直排布60x100血短方木，外弧间距300mm，将成品底模固定到短方木上，就位矫正并固定牢靠。侧板安装采用钢管加固，高度大于500血的弧形梁，沿长度方向设置对拉丝杆，丝杆直径34，垂直于模板接触面外弧丝杆间距600血，内弧借助CAD制图软件进行等数等分确定间距，必要时可在外弧外侧增设加固立杆。5.2.9混凝土浇筑：混凝土施工要一气呵成，禁止留置施工缝。弧形梁混凝土浇筑时，先浇筑钢丝网外侧，再浇筑内侧。为了防止裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。5.2.10混凝土养护：混凝土浇筑完毕后，及时进行混凝土表面处理，覆盖塑料薄膜和保温材料进行混凝土保温养护，养护时间不得少于7天。6、材料与设备:材料：材料的质量、性能均应符合国家相关规范标准的规定，所有材料应附有“质量合格证明书”和材料复试报告。材料试件取样方式、数量和试验程序应严格按照国家相关规范规定执行。设备：塔吊、切割机、电锯、电焊机、台钻、扳手、铆钉枪、手枪钻、经纬仪、水准仪、激光铅锤仪、卷尺、线坠、墨斗等。7、质量控制:平面弧形曲线结构及构件施工中，必须严格按《混凝土工程施工质量验收规范》GB50204-2002）的要求进行施工与质量验收，模板、钢筋、混凝土等分项工程的主控项目与一般项目的质量验收必须符合规范要求。配置的定型模板要尽量减少板面的拼缝数量，同时要确保几何尺寸、曲率和光洁度满足设计要求。平面弧形曲线结构及构件的定型模板应放置平稳，施工中要轻拿轻放，防止变形。为保证外观效果，防止漏浆，模板拼缝采用企口缝连接，帮板与底板、帮板与帮板接缝粘贴单面纸胶带，确保模板拼缝质量。模板拆除时要按程序进行，并及时涂刷脱模剂。严禁用大锤敲击或撬棍硬撬模板。钢筋翻样重点考虑内外弧的不同下料长度及曲率、钢筋接头位置、搭接长度、锚固长度、端头弯钩等。7.5钢筋定位及保护层采用塑料垫块，有效控制钢筋保护层厚度。7.6严格按照CAD制图软件模拟计算所得间距进行箍筋排列确保箍筋间距满足设计要求。为了防止混凝土结构及构件出现裂缝，要求选用品质较好的混凝土生产厂家、优化混凝土配合比，施工过程中加强覆盖养护。平面弧形曲线结构及构件轴线控制除满足《混凝土工程施工质量验收规范》GB50204-2002要求外，还须符合《工程测量规范》GB50026-2007相关规定。8、安全措施:8.1结构及构件作业高度在2米以上时，要严格按“高处作业安全技术规范”的要求进行操作和防护。高处支模工人所用工具不用时，要放在工具袋内，不能随意将工具、模板零件放在脚手架上，以免坠落伤人。夜间施工，必须有足够的照明，各种电源线应用绝缘线，不允许直接固定在钢筋上。8.4模板等易燃材料要远离火源堆放，并配备消防器材。模板支撑不能固定在围护（防护）脚手架上，避免发生倒塌或模板移位。9、环保措施:9.1大气污染控制4级（含4级）以上大风禁止产生扬尘的作业施工；施工现场主要干道硬化，施工现场实行工完料尽现场清，场区内可能引起扬尘的材料和垃圾，袋装清运，定期清扫洒水湿润，保持目测扬尘高度不超过1米；严禁施工用车车轮带泥土上路，拉运水泥、白灰和其他易飞扬的建筑材料的车辆一律进行苫盖，防止遗撒、飞扬；圆盘锯设在封闭的木工棚内作业，砂轮切割机采用防尘罩。9.2水污染控制施工现场设置三级沉淀池，对废物水进行处理后排入市政管网；食堂设置隔油池，做到无污染排放；对废弃油污用容器回收，集中处理，防止造成跑、冒、滴、漏，污染水资源。噪声污染的控制施工作业时间严格控制在6:00-22:00内，7:00前、19:00后不进行有强噪声作业；尽量选择一些低噪音机械设备，对强噪音施工机具装置消声器，并搭设隔音围护棚，从声源处进行控制；白天工地内噪声控制在70分贝之内，晚10时前控制在55分贝之内。9.4固体废弃物污染控制对于可回收的建筑垃圾分门别类地进行分捡以便回收利用；不能回收的施工垃圾及时清运到指定的垃圾站统一处理；易爆、有毒的危险废弃物统一堆放，集中销毁；生活垃圾实行袋装化，做到日产日清。光污染控制：尽量避免或减少施工过程中的光污染，探照灯尽量选择既能满足照明要求又不刺眼的新型灯具，电焊作业采取遮挡措施，避免电焊弧光外泄，夜间室外照明灯加设灯罩，防止光漫反射造成光污染。10、效益分析：10.1与传统的施工方法相比，提高了混凝土观感质量，接缝严密、曲率顺畅。10.2模板制作简单、重量较轻、安装方便，施工过程中只需更换面板材料，增加了周转周转次数。节约了工效，降低了成本。10.3应用矢高法放样，计算简便、数据精确。10.4借助于CAD制图软件进行箍筋排列、钢筋下料及尺寸复核等，计算精确，提高了工效，节约了时间。钢筋绑扎控制到位，混凝土成型尺寸准确，较好地完成了设计意图。11、应用实例:兰州商学院新校区学生大食堂工程位于兰州市榆中县城框，剪结构，地下一层，地上四层，建筑面积约17558m2。本工程整个结构外型成弧形，左右对称，正中为半径10000mm圆形。结构内弧半径为75600mm，外弧半径为104400m。主体施工阶段所有的结构及构件采用此工法，达到了预期的质量效果。中广都市丽景工程位于兰州市城关区解放门立交桥东南角（静安门外），框架剪力墙结构，地下二层，地上三十二层，建筑面积约57000m2。2003年11月开工建设，2005年12月竣工。本工程地下室及商场的西北角为半径22500m的弧形曲线。结构施工阶段采用此工法，混凝土构件表面光洁、弧线顺畅、曲率控制到位，获得了参建单位的充分肯定。盛世凯旋宫工程位于兰州市城关区金昌路与