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1、单曲圆弧形斜面钢筋混凝土屋盖施工工法广州市建筑集团第一建筑工程分公司审定：审核：校对：关而道编写：崔伟锋编制日期：二00七年九月目 录1、前言22、工法特点23、适用范围24、工艺原理25、工艺流程及操作要点26、材料与设备57、质量控制68、安全措施79、环保措施710、效益分析 811、应用实例 9单曲圆弧形斜面钢筋混凝土屋盖施工工法广州市建筑集团有限公司 崔伟锋1 前言现代建筑设计除了满足一定的建造目的外，还必须包括人们对它的使用功能的要求、对它的视觉感受的要求而进行的设计，它使具体的物质材料在技术、经济等方面可行的条件下形成能够成为审美对象的产物。随着建筑材料的不断研制发展和结构计算软
2、件的可靠性增强，众多的设计作品已超越了传统设计思维的限制，在结构满足安全及功能的前提下，建筑风格融入了更多的元素，建筑物高大的空间、变化的曲线使人们的视觉不再单一，建筑物的造型越趋复杂给人们带来了视觉震撼的同时给施工带来了更多的技术难题。本工法主要针对结构设计为弧形斜面的钢筋混凝土工程施工。2 工法特点2.1 通过计算机放样及弧形结构的节点数据计算，准确排列弧形楼板的脚手支架及控制结构各变截面处的模板高度，有效保证弧形斜面砼结构的底模造型。2.2采取斜面砼浇筑技术措施，保证在高跨度的斜面上浇筑砼达到一次成型效果。 2.3将数据处理和信息反馈技术应用于施工，利用监控测量指导施工，动态修正施工方法
3、和技术参数，确保施工安全和工期。3 适用范围设计为大跨度单曲线或双曲线弧形、斜面的砼结构工程施工。4 工艺原理采用计算机建立弧形结构楼板的空间模型，分析弧形楼板的曲线变化，将梁、板节点处高程量化，计算出模板、支架的排列组合顺序及高程控制基准点，从空间上转到平面为构造弧形造型，在砼浇筑时采取调整砼塌落度和优化砼浇筑路线，并利用辅助设施控制砼表面平顺，通过全过程的施工监控量测，监视模板、支架的稳定，使弧形斜面的屋面砼顺利完成施工。5 工艺流程及操作要点5.1工艺流程施工准备计算机建立弧形屋面的模型放样计算节点数据安装脚手架模板钢筋绑扎砼浇筑。5.2操作要点5.2.1测量控制1、在弧形斜面结构楼板的
4、周边建立统一的轴线、标高控制点，视工程面积大小可同时采用“内控法”、“外控法”对轴线进行引测，复杂异形的平面工程可采用全站仪结合“极坐标”进行测量。2、对施工图纸进行数据复核，特别是图纸中没有标注的变截面处标高，必须通过计算或电脑放样对原图进行数据上校准。3、按照主、次梁的位置计算确定模板支架的平面相对位置，以解决模板支架排列顺序和支架的安装高度，避免因弧形斜面的标高变化造成的顶部支架需切割等浪费。4、借用统一的辅助控制线对模板、钢筋、砼的施工标高进行监测。5.2.2模板施工弧形屋面施工最大的一个技术难点就是屋面弧形模板的测量控制，因为整个屋面呈弧型，模板的标高是变化的，故应严格控制各个部分支
5、模的标高，通过电脑放样技术优化模板支架的平面排序组合与模板的定型安装实现结构的弧形造型。见模板安装工艺流程图5.2.21。模板支架布局电脑放样将弧形结构线投影在下一层楼板上主次龙骨木枋铺排梁底模板的制作梁侧板的制作板底模板的制作标高复核门架或钢管支架搭设及高程、轴线引测图5.2.211、模板轴线控制方法：由于弧形屋面的结构造型需要，模板安装往往涉及超高支模，在空中对结构的梁、板放样定位将比较难以控制，为此要保证模板的轴线准确就必须先在下一层结构的平地面上进行轴线测量定位。1）按弧形结构的垂直投影，通过电脑软件autocad计算出弧形屋面的结构梁、板、柱位置尺寸，同步计算出投影尺寸与下一层结构轴
6、线的相对关系，根据以上数据就可将屋面的投影轴线准确放在下一层结构面上。2）根据投影在下一层结构上的轴线，准确排列出经过验算的高支模钢管位置并做好在楼板上用油漆标识出来，见图5.2.22。图5.2.223）按照已定位好的高支模钢管位置搭设钢管脚手架，当接近屋面结构底模板高度时，利用全站仪或锤球将已放出的屋面轴线从下层地面引测至接近屋面脚手架的水平钢管上，并用砖线拉通固定在钢管上，给工人安装屋面模板时提供测量依据。通过此方法控制弧形屋面结构的轴线位置。2、模板高程控制方法：1）复核与计算首先运用电脑软件AutoCAD技术复核图纸中弧形的弧率和图纸标注数据，避免本身弧形线弧率的误差而导致以后更大的错
7、误。其次，确保弧率无误之后，就进入电脑的放样阶段，根据图纸所提供的在轴线处的标高，根据图纸中轴线的尺寸以1米为单位整理出标高的数据。要注意弧线的梁底标高可以直接按照弧率的变化而计算，而与其垂直的直梁梁底标高则要根据每一条次梁的尺寸来分别放样，而且同一条梁侧的左右底模板高度也不相同，因此要逐一计算整理出数据指导施工。2）高程引测与控制a、在下一层结构上1.0m处测量一个高程点，并标记在高支模的钢管上。b、高支模钢管既作为模板支撑之用又作为高程传递控制点，为此，钢管的定位必须通过电脑aotucad放样后才能准确定出每条钢管的传递高程，即计算出下层结构上1.0m后到屋面结构的距离。c、当支撑脚手架接
8、近屋面标高时，利用脚手架的活动可调托作为模板龙骨高度的调整工具，以此达到精确控制屋面高程的目的，见图5.2.13 。图5.2.233、模板安装质量控制方法：为了保证屋面模板弧度的准确，除了严格按照电脑放样定位好支撑钢管的位置和结构特征点的高程外，还可以采用如图5.2.14所示的方法在弧形模板面高出1m处每隔35m设置一木板条，固定在主次梁侧并按图纸量测出该位置高出屋面结构底模板1m的水平控制点。然后在控制点上拉线，每根拉线的高度比同一坐标处的下面模板标高高1m。这样整个屋面的弧度不仅可以通过下面各个支模点的高程来确定，还可以通过这些拉线来复核，另外也为以后的砼浇筑面高程提供测量依据。当结构为弧
9、形时，由于其弧度较大，截取某一段结构剖立面时可简化为直线段，但为保证结构曲线的顺滑，在进行模板的安装时，仍需考虑其弧线段始高模量的影响，故安装时每块模板的宽度不宜太大，安装时也要考虑钢管支模点的间距和主次龙骨的排序。如支模的钢管纵横步距为900mm，模板整件尺寸为1.8m0.9m，所以设计模板的宽度为1.8m0.45m左右进行安装，主龙骨排列方向则以垂直弧线变化方向放置，基本上能保证屋面弧度的正确。图5.2.245.2.3钢筋施工 钢筋本身具有可塑性，在斜面上直接绑扎并通过自重形成弧度，故弧形斜面结构的钢筋绑扎基本按常规施工方法。如个别工程的弧度变化较大时，则可通过放样在地面加工成弧型再运输到
10、安装点绑扎。1、按图纸绑扎好梁、板钢筋，并按规范要求设置新型塑料砼垫块，保证梁、板的结构保护层厚度满足设计要求，见图5.2.31。 图5.2.31 图5.2.322、利用高出弧形斜面结构底模板1m的水平控制点复测钢筋完成面的标高，通过加密铁凳子或烧焊等措施保证钢筋截面的有效高度。3、通过结构面水平控制点测量出砼完成面标高，并利用“T”或“7”字型钢筋头烧焊固定在梁筋或板筋上，以此作为砼浇筑时标高控制点，见图5.2.22。5.2.4混凝土施工在斜面上浇筑砼除了底模板提供准确的几何模具外，浇筑过程中的材料选用和施工方法同是本工法重点。弧形斜面结构的混凝土浇筑按照下面的方法实施：1、采取“分散均匀Z
11、型浇筑方式”从斜面的低端往高端浇筑混凝土。 图5.2.41 斜屋面混凝土浇筑方法 2、结构面积较大时且需一次成型，混凝土从斜面的低端往高端浇筑的同时，使用如图5.2.41所示的方法进行浇筑，即从结构斜面的中间向两端对称浇筑，一次浇筑的屋面宽度为2米左右，一直连续施工到结构面的另一端，再从这一端起返回浇筑下一个2m左右的结构面。这时必须控制好前一个2m左右的混凝土没有达到初凝，如此往返施工下去，最终实现整个斜面的连续整体成型。3、计算砼泵车的功效与砼的供应能力，避免出现冷缝，保持浇筑的连续施工。6 材料本工法主要采用混凝土工程施工所必须的各种常规材料，其中在钢筋保护层中应用了新型环保节能材料塑料
12、垫块。其余无特别材料。7机具设备本工程采用的机具设备见表7.1。表7.1 机具设备表序号设备名称设备型号单位数量用途1全站仪Niko dtm310台1轴线、高程测量2钢筋弯曲机GW40台1钢筋加工3钢筋切割机GJ40台1钢筋加工4电焊机BX-300台2钢筋加工5木界机MJ225台4模板加工6砼汽车泵SY5291THB台2砼浇筑7针式震动棒HB-35-台4砼浇筑8平板振动器-台4砼浇筑8质量控制8.1工程质量控制标准本工法遵照以下国家相关规范条款执行。1、混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002；2、屋面工程技术规范（GB50345-2004）；3、屋面工程质量验收规范(GB 50
13、2072002)。8.2质量保证措施1、将弧形结构的轴线准确投影到下一层楼面，并以投影线作为控制模板支架排序方向与排距的依据，排支架步距时要先满足梁的位置，然后再排楼板支架。2、高程传递时可借助支架钢管，但必须准确定位。由于梁底标高沿着弧形变化，所以高程控制可从主次梁端开始，再反推梁中段标高。3、斜面混凝土应左右对称、由下往上、分层浇筑，混凝土泵输出的混凝土在浇捣面处不要堆积过量，以免引起过载。浇筑完毕后覆盖湿润麻袋进行养护。4、利用梁侧的标高控制点对砼浇筑面进行监测，保证斜面砼的平顺。5、由于结构是斜面，混凝土的流动性不能太大，必须严格控制混凝土的水灰比和塌落度，同时应保证混凝土的密实度。经过计算和实践应用，8米距离的斜面高差在1.52.5米范围内使用汽车泵的混凝土塌落度值取1518cm为宜，能有效防止混凝土因为自重的作用出现流动及溜坠。如砼的坡度更大时除了调整配比外还可采取在已安装好的底面钢筋之间放置一道的钢丝网，用以阻挡砼向下流动。另可以根据屋面的弧度制作一些弧形的木模工具，一旦发现混凝土流淌，采用此模具临时压住，限制混凝土的继续流动。最后在混凝土收水初凝前，必须采取木抹进行二次抹压，以消除因混凝土因收缩和自重而出现的裂缝，施工完的混凝土应加强养护，以防止干缩裂缝的出现,见图8.
