3、弧形梁工法

弧形外边混凝土梁施工工法完成单位名称：中铁建设集团有限公司主要完成人：李胜兵 田硕云 贺晨龙1 前言随着社会经济的高速发展，为满足人们对于个性与美感的追求，近些年来在建筑设计中，越来越频繁的出现弧形梁构件。弧形梁在给建筑带来个性与美感的同时，却给建筑施工带来了更多的挑战：弧形梁在模板加工、安装，支撑体系搭设，钢筋加工、安装中相较直线、折线梁难度均较大。百度科技园（一期）工程地上结构建筑平面设计呈英文字母“C”字型，地上七层。结构宽度30.6m，“C”型结构外边缘弧半径R=17.5m、16.1m，梁截面2001100mm。在百度科技园（一期）工程中，项目部采用扣件式钢管脚手架搭设弧形梁支撑体系；弧形梁通过采用模板预加工和网格定点测量放线控制偏差，形成了现浇弧形外边混凝土梁施工工法，顺利完成了现浇弧形梁施工任务，取得了良好的社会效益。2. 工法特点2.1采用扣件式钢管脚手架作为弧形梁模板支撑体系，同时将模板支撑架与周围结构支撑架体相连，使架体连为整体，满足模板支撑体系稳定性要求。2.2采用弧形模板加工、安装技术，达到了弧形梁曲线成型效果。2.3采用网格定点放线技术，保证弧形梁成型曲线满足设计要求。3. 适用范围弧半径较大、弧长较长情况下的现浇混凝土弧形梁施工。4. 工艺原理弧形梁模板安装过程中，利用CAD绘图软件布设网格测量控制网，将控制网投射在结构上后形成控制点，利用控制点来测量、定位弧形梁模板的安装精度。采用预制弧形梁底模板的方法，利用网格控制点在安装过程中的实时调整弧形梁底模板的位置、两侧模板的垂直度，使模板安装的质量满足结构外观质量的要求。5. 施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程下道工序校正检查弧形梁外侧模板安装弧形梁钢筋绑扎弧形梁周边顶板模板制作弧形梁周边顶板模板安装弧形梁内侧模板安装弧形梁底模安装弧形梁脚手架搭设测量放线梁底模板制作施工准备5.2操作要点5.2.1施工准备针对外边弧形梁施工操作面较小、梁宽度较小的特点，弧形梁底模板和与之相连的顶板模板，采用在地面上按1:1比例进行放样、裁割，并进行编号，模板采用15mm木胶板。为保证梁底方木安装方便，弧形梁模板弧长控制在1.2m1.5m左右为宜。5.2.2测量放线准备工作：利用CAD制图软件，选定纵、横向轴线各一条，将纵横向轴网加密为1m1m方格网，并测量出梁外边与方格网最近焦点的距离，逐一标识后将该点作为测量控制点和后期校正控制点，如图5.2.2所示。现场放线：在顶板混凝土浇筑完毕后，达到测量放线条件后，现场测设轴网，将轴网加密为1m1m方格网，并将控制点标识在结构板上。图5.2.2 加密轴线控制网及控制点设定5.2.3弧形梁脚手架搭设弧形梁底模板架体采用扣件式钢管架搭设，搭设要求如下：（1）根据梁宽度确定搭设梁底模板架体的宽度；（2）梁底架体与顶板架体采用钢管和扣件连接成整体，横杆步距不大于1.2m，架体上部自由端高度0.6m；（3）因梁高度较大，梁架体沿梁方向加密设置支撑，间距600mm；（4）弧形梁底部支撑采用1010cm方木作为横向背楞，搭设时需要注意根据纵向背楞和模板厚度调整该背楞的高度。5.2.4弧形梁底模安装 将预制的1.2m1.5m弧形梁底模进行预拼，并在背部固定510cm方木（立放），根据梁宽确定方木间距，200梁宽设置三道背楞，外侧两道方木超出模板约20mm，三道背楞错开不小于600mm，如图5.2.4所示：图5.2.4 弧形梁底模拼接图将弧梁底部安放在架体支撑的钢管上，从弧形梁端部逐一拼放，利用控制点调整模板位置，并及时的将梁底模板固定在支撑架体的钢管背楞上。待整体弧形梁底模在架体上拼装完毕后，根据水平控制线逐一检查调整梁底模板标高，调整完毕后方可进行下道工序。5.2.5弧形梁内侧模板安装 弧形梁侧面侧模板采用容易弯曲8mm竹胶板；竖向背楞采用510cm方木，间距30cm；水平背楞采用两根直径20mm钢筋，间距40cm设置一道，共设置两道。图5.2.5 圆弧梁模板安装轴测图内侧模板安装时，暂时不安装水平背楞，将侧模板底部与梁底模板固定后，上部做临时固定，防止模板倾覆，待顶板模板安装时再予以固定。5.2.6弧形梁周边顶板模板安装 安装预制的弧形梁周边裁切好的顶板模板，预安装完毕后利用控制点调整顶板模板的位置，然后再进行固定。顶板模板安装完毕后，将顶板模板固定在弧形梁内侧模板竖向方木背楞上，使梁内侧模板弧线与顶板模板弧线相吻合。固定时，需要从一端向另外一端顺序固定，防止内侧模板变形。5.2.7弧形梁钢筋绑扎弧形梁钢筋绑扎前，需要采用钢筋弯曲机将主筋按照1m间距的小角度弯曲，弯曲度23为宜（计算公式：每米弯曲度=弧心角/弧长（m）。梁钢筋绑扎完毕后，在梁筋上绑扎定位钢筋，定位筋采用直径不小于14mm钢筋，长度为198mm（梁宽-2mm），两端刷防锈漆。定位筋不得焊接在主筋上，可另设附加筋或焊接在箍筋上，定位筋水平方向间距600mm，竖向间距400mm。5.2.8弧形梁外侧模板安装将竖向背楞提前固定在梁外侧模板上，逐段安装，穿墙螺杆用塑料套管保护后穿入梁内，梁两侧用3型卡扣和螺母将双钢筋背楞固定。最终模板图如图5.2.8所示：图5.2.8 弧形外边梁安装图5.2.9校正检查为确保外边梁整体外观统一、一致，需要对外边梁模板的位置和垂直度在进行检查、复核；复核时采用控制点和下层外边梁双控措施。6. 人员材料与设备6.1 人员（表6.1）为确保圆弧梁模板施工质量，项目部配备一施工班组专门负责圆弧梁模板施工，人员配备如下：表6.1 人员配备序号工种名称职责分工数量（人）1架子工梁底支撑体系施工102木工模板安装及加固253信号工现场材料运输24测量工放圆弧控制线25杂工56电工现场临时用电16.2 材料（表6.2）表6.2 主要材料序号材料名称规格型号单位数量(单跨梁)1架子管484mm502十字扣件国标个903旋转扣件国标个304U托36500个285钢筋HRB400E，20mmt706木龙骨50100m30.657竹胶合板8mm厚m2206.3 机具设备表6.3表6.3 主要机具设备序号材料名称规格型号单位数量1扭矩扳手把52钢卷尺5m把57. 质量控制7.1 工程质量控制标准7.1.1扣件式钢管架施工执行建筑施工模板安全技术规范（JGJ162-2008）和建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011）准，脚手架搭设允许偏差按表7.1.1执行。表7.1-1 扣件式钢管支撑架搭设施工允许偏差序号项目允许偏差检查方法1立杆垂直度100mm吊线坠和钢尺检查2间距步距20mm钢尺检查纵距50mm横距20mm3纵向水平杆件高差同一根管的两端20mm水平尺检查同跨内两根纵向水平杆的高差10mm4扣件螺栓拧紧扭力矩40-65Nm扭矩扳手7.2.2梁底板模板及面层模板施工执行混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002，2011版）标准，允许偏差按表4执行。表7.1-2梁模板工程施工允许偏差序号项目允许偏差/mm检验方法1底板模板模板轴线位置5钢尺检查底板板面标高5水准仪检查底模横向水平高差3水平尺检查相邻两板面高低差2钢尺检查表面平整度52m靠尺和塞尺底板截面尺寸3钢尺检查2面层模板相邻面板表面高低差2钢尺检查表面平整度52m靠尺和塞尺7.2 质量保证措施（1）梁、板模板制备时应在模板上放线，保证梁截面尺寸和底模的弧线准确。（2）模板支撑架体搭设前，应先在地面上弹出梁模控制线，以保证模板安装位置准确。（3）模板支撑架的搭设过程中要控制好立杆的垂直度，在搭设过程中及时检查校正，减小立杆的初始偏心。（4）底模安装过程中，应做好过程标高控制工作，按设计和规范要求严格控制起拱高度。（5）在底模固定后，通过1m*1m的控制网确定控制点，控制点间距2m，每跨通过4个控制点进行底模安装定位的复测工作，复测合格后才能进行梁侧模板的施工。8. 安全措施8.1模板安装前，必须对周边的外脚手架进行验收，验收合格后方可在顶板上进行施工作业。外脚手架验收需要定期进行检查和管理，特别是需要检查外脚手架的基础、架体与结构之间的缝隙的防护、层间操作平台的完整性等，及时发现不安全因素并消除隐患，保证架子的使用安全。8.2模板架体搭拆过程中，严格执行方案、交底的安全技术要求，保证工人的安全，操作工人操作时必须正确佩戴防护用具。8.3模板架体搭设完毕后，必须由相关科室共同验收合格后方可进行下道工序。9. 环保措施9.1施工过程中模板加工机械应采取降低噪声的防护措施，在密闭防护棚内加工。9.2弧形梁模板加工时合理排布，减少板材浪费；并将梁底和梁内侧模板在加工过程中将板材进行编号，上部进行周转时，可减少浪费。9.3梁外侧模板配置一层，顶板混凝土浇筑完毕后24h可拆除作为上部外侧模板使用，减少模板配置。9.4施工操作时，施工工人不得在架体上打闹、敲打钢管。9.5搭拆脚手架时，应进行排专人监护、指挥，拆下的钢管和卡子分类码放。10. 效益分析本工法通过采用预制弧形梁底模板的方法，并采用网格控制网作为控制弧形梁安装位置的精确度，有效的提高了施工工效，使最终混凝土成型质量达到了控制的质量目标，为下一阶段的创优提供了有力保障。圆弧梁施工工艺通常比较复杂，本工法在很大程度上减少了圆弧梁模板的施工难度，对于在单位工程中有较大量形状较规则的圆弧圆弧梁工程，有很大的借鉴意义。11. 应用实例百度科技园（一期）工程结构形式为框架核心筒结构，外边梁截面2001100mm，地上七层结构在东南侧和东北侧均为弧形结构，而且弧半径分别为17.5m、16.1m。本工法在该工程外边梁施工中取得了预期的理想效果，质量得到了很好的保证，为结构质量创优创造了有力保障，同时也得到了业主和甲方的一致好评。