大型商業(yè)密集式多圓心拼接異型弧形梁模板施工技術(shù)分析

朱旭良，于吉祥，莊帥 （中建七局第一建筑有限公司，河南 鄭州 473000）

1 工程概況

漯河市愛琴海購物公園項目位于河南省漯河市，為1 棟地下2 層、地上5 層的商業(yè)綜合體，單層面積13000m2，項目品質(zhì)定位為打造高鐵商業(yè)圈的標(biāo)志性建筑。建筑結(jié)構(gòu)平面設(shè)計呈“O”字型，由不同曲率的弧線組合而成，不規(guī)則圓弧共計19 個部位。每個部位圓弧均由十余段不同圓心、直徑的圓曲線拼接而成，其中最多的一個圓弧圓心達14 個，最大圓弧直徑為23.5m，最小圓心圓弧直徑為13.6m，最大梁截面400mm×1200 mm。

2 結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)

針對密集、多曲率弧線拼接組合而成的異型梁特性，并基于弧形曲線模板成型難易程度、成型效果方面考慮，區(qū)別于傳統(tǒng)的幾何作圖、坐標(biāo)法等方法，將“圖形定位”和“現(xiàn)場試拼”相結(jié)合，配以新型塑料模板的應(yīng)用，提高弧形梁精度，達到曲線走向、線形順接流暢的目的。主要借助CAD 圖形工具將弧形梁不同曲率段的弧長、拱高、弦長等參數(shù)提取出來，并按照這些參數(shù)對弧線進行劃分，分解成若干個“特征點”，運用CAD 繪圖軟件畫出控制網(wǎng)，并將“特征點位”和主軸線的水平、豎向位置關(guān)系進行鎖定。充分發(fā)揮新型塑料模板彎曲性能對弧形梁曲線成型效果的促進作用，依據(jù)上述參數(shù)進行模板的加工、預(yù)拼，按照測量控制網(wǎng)對應(yīng)的各特征點位置進行各板塊的現(xiàn)場精準(zhǔn)匹配。同時通過對相鄰兩種不同曲率交接處模板的處理，實現(xiàn)不同弧線間的平順過渡，提升整體弧形梁的模板加固效果，從而達到結(jié)構(gòu)實體成型的曲線效果，詳細工程技術(shù)開展流程圖見圖1。

圖1 密集式多圓心弧形梁施工流程圖

2.1 簡化工作量，提高效率

與常規(guī)的測量方法如直接拉線法、幾何作圖法、直角坐標(biāo)法、極坐標(biāo)法等相比，該技術(shù)具有內(nèi)業(yè)計算工作量小、施工不受場地限制等優(yōu)點。使用網(wǎng)格定點放線技術(shù)，簡化了工作量的同時，也有效保障了弧形梁成型曲線，滿足設(shè)計的要求。

2.2 方法綜合化，確保精度

“圖形定位”和“現(xiàn)場試拼”相結(jié)合，采用CAD 電子圖形測量提取數(shù)據(jù)，以各段曲線的弧長、拱高、弦長三大參數(shù)為基準(zhǔn)，將不同曲率的圓弧進行分解，形成圓弧線性上的各代表性“獨立特征點”位，并依據(jù)橫縱主軸線或現(xiàn)場主控線進行橫縱向距離的測量，確定現(xiàn)場曲線放樣的各點位參數(shù)。結(jié)合現(xiàn)場放樣試拼，將各弧段長度和特征點按順序進行匹配，實現(xiàn)以控制網(wǎng)精確定位弧線各點具體位置及特征點之間的曲線線形。

2.3 實現(xiàn)預(yù)拼裝，加快速度

依據(jù)分解后的各段弧長參數(shù)，按順序進行各單塊模板的配板和編號標(biāo)識，可在架體支設(shè)前完成對模板的加工和預(yù)拼，將多曲率模板精確加工的難題“前置化”，有效加速了施工速度。

2.4 應(yīng)用新材料，提升效果

結(jié)合弧形梁的曲線特點，采用彎曲性能較好的新型塑料模板。其作為梁側(cè)模材料，在方便工人操作的同時，更能保證曲線成型效果，同時方便將來相鄰弧線段拼接處的連接柔順性。為滿足弧形梁模板架體的整體安全性、穩(wěn)定性，采用了新型盤扣式腳手架，該架體能使模板與周圍的支撐架體連接更有效，并更具整體性，通過驗算該支撐系統(tǒng)穩(wěn)定性符合要求。

2.5 經(jīng)驗可推廣，適用性強

本施工方法區(qū)別于其他弧形梁，它是由多個不同曲率的圓弧拼接組合而成，所形成的模板定位、放樣、加工、安裝經(jīng)驗，可以適用到類似工程中，有效降低施工難度，提升效率。

3 施工流程

3.1 施工準(zhǔn)備

因在主樓邊緣的弧形梁平面較小、梁寬較窄等特點，使用15mm 厚的塑料模板是最好的選擇，并將曲梁模板的弧長制定在1200～1500mm，對其按照相同的尺寸進行配模、編號。

3.2 測量放線

通過CAD 制圖軟件將圓弧劃分為幾個相等的網(wǎng)格，并測量梁外緣與圓心每個中心點之間的距離。在逐一標(biāo)識后，該點被用作測量控制點和后續(xù)校對控制點。待澆筑完樓板面的混凝土后，現(xiàn)場進行測試，放設(shè)軸網(wǎng)，將每個圓心的距離點位標(biāo)記在圖紙上，保證不同圓心、半徑弧形曲線的連貫性以及平順過渡，并將控制點標(biāo)識在結(jié)構(gòu)板上。

3.3 弧形梁的架體搭設(shè)

弧梁底部模板框架采用螺旋鋼管框架架設(shè)，架設(shè)要求如下：依據(jù)弧形梁的截面尺寸來確定弧形梁模板的框架寬度；梁的底框架體和頂框架體用盤扣式鋼管連接為一體，橫梁的步距不超過1200mm，上框體自由端高度不超過600mm；由于梁體過高，需沿梁方向采用斜向拉桿加密支撐，每900mm 一道；圓弧梁底部采用50mm×70mm 的木枋作為水平后緣，施工時應(yīng)按照水平背楞和模板厚度調(diào)整高度；采用原比例尺寸放樣，使不同心弧形在架體上準(zhǔn)確定位。

3.4 弧形梁底模安裝

按原設(shè)計的尺寸配置模板，并進行切割及編碼，便于梁模安裝，也有利于減少施工工期。模板采用15mm 厚塑料模板，加工好后模板及時進行覆蓋保存，以防淋雨暴曬變形。

將在工廠廠房制作好的1200～1500mm 的弧形梁底模板進行試拼裝，并在背部采用50mm×70mm 鋼木龍骨加固，再根據(jù)梁的寬度確定木枋之間的距離，大于等于400mm 的梁寬需要設(shè)置三道背楞，兩側(cè)的兩道木枋應(yīng)長于模板約20mm，三道背楞錯開的間距應(yīng)不小于600mm，如圖2所示。

圖2 弧形梁底模拼接圖

圖3 圓弧梁模板安裝軸測圖

圖4 弧形梁側(cè)?？刂拼胧?/p>

將配置好的弧形梁底模板進行預(yù)拼裝，從弧形梁端部逐個施工，施工過程中應(yīng)及時對梁底模板進行糾偏，將安裝控制點允許偏差控制在2mm內(nèi)，同時把梁底的模板固定在支撐架的鋼管后緣上?；⌒瘟旱啄０灏惭b完畢后，用水平控制線全數(shù)檢查，并調(diào)整梁底標(biāo)高，調(diào)整后可以執(zhí)行下一工序。安裝預(yù)制弧形梁周圍切割的頂板模板。預(yù)安裝完成后，利用控制點對模板進行位置調(diào)整，然后進行固定。樓面模板安裝完畢后，將樓面模板固定在弧形梁內(nèi)模的垂直方木背楞上，使弧形梁內(nèi)模板的圓弧與樓面模板的圓弧重合。應(yīng)從一端固定到另一端，以防止內(nèi)模變形。整個弧形梁底模板組裝在框架上后，應(yīng)根據(jù)控制線全數(shù)檢查并進行調(diào)整，調(diào)整合格后，方可進行下道施工工序。

3.5 弧形梁內(nèi)側(cè)模板安裝

梁側(cè)模使用15mm 厚塑料模板；豎向背楞采用50mm×70mm 木枋，每300m 設(shè)置一道；水平背楞采用兩根直徑為22mm 的鋼筋，每400mm 設(shè)置一道。

內(nèi)側(cè)模板安裝時，只需做臨時固定，待頂板模板安裝時再安裝其它部位。

3.6 弧形梁周邊頂板模板安裝

在弧形梁附近安裝并切割模板進行配模，在預(yù)拼及安裝完成后，利用現(xiàn)場控制線進行調(diào)整，最后再進行固定。

當(dāng)頂板模板安裝完成后，將頂板模板固定在弧形梁內(nèi)側(cè)模板豎向背楞上，使梁內(nèi)側(cè)模板的圓弧與頂板模板的圓弧重合。固定時，應(yīng)從一端至另一端按順序固定，防止模板變形。

3.7 弧形梁鋼筋綁扎

在綁扎梁鋼筋之前，主筋應(yīng)以1m的間距小角度彎曲，彎曲度為2°～3°。定位鋼筋的直徑不應(yīng)小于14mm，梁寬應(yīng)為-2mm，并在兩端做防銹措施。定位鋼筋不得焊接在主鋼筋上，可在箍筋、附加筋上焊接。定位桿的縱向間距為500mm，豎向間距為300mm。為確保外側(cè)梁整體外觀均勻一致，應(yīng)復(fù)核外側(cè)梁模板的平整度、垂直度以及所在位置。

3.8 曲率弧線不同圓心順直度控制措施

控制點應(yīng)采用兩種測量方法進行檢查。在澆筑完成的首層樓板上放線，標(biāo)記出圓形梁的位置，控制點應(yīng)每隔500mm設(shè)置一個，并將控制點在相應(yīng)位置彈出，此時開始架設(shè)底部模板。之后進行鋼筋綁扎，待鋼筋綁扎完畢后，梁的側(cè)部模板即可進行支設(shè)，彈出相應(yīng)控制線后，側(cè)模方可架設(shè)。

圓弧梁鋼筋及模板施工要點：圓弧梁的底模加工后，在進場時應(yīng)進行復(fù)檢，并聯(lián)合多部門進行驗收。在鋼筋加工完成后、送至施工現(xiàn)場綁扎前，應(yīng)提供相關(guān)的質(zhì)量證明文件。根據(jù)定位控制點位置鋪設(shè)側(cè)模，次龍骨為50mm×70mm 木方垂直放置，加固鋼筋為C20鋼筋，沿圓弧布置。

斜梁和多角度交叉梁：根據(jù)現(xiàn)場控制軸線位置確定終點，畫線確定中心線位置，并根據(jù)該位置鋪設(shè)底模。多角度交叉梁柱交接處的梁柱節(jié)點模板應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際位置放樣加工。在多梁相交或斜梁相交處，箍筋的布置應(yīng)垂直于梁的縱向受力鋼筋，按照主梁鋼筋在底部和次梁鋼筋在頂部的布置順序。箍筋尺寸應(yīng)根據(jù)梁柱核心區(qū)附近的實際情況進行調(diào)整。

4 結(jié)束語

采用網(wǎng)格控制網(wǎng)作為控制圓弧梁安裝的控制方法，有效提高了梁位置的精度和施工效率，最終混凝土成型質(zhì)量、觀感質(zhì)量得以有效控制，且達到控制的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為下一階段的建設(shè)工作提供了保障。雖然圓弧梁的施工過程、施工工藝較為復(fù)雜，但通過對現(xiàn)場問題的解決，極大地降低了圓弧梁模板的施工難度，對單位工程中有大量規(guī)則形狀的圓弧梁工程具有借鑒及指導(dǎo)意義。