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1、建工集团科技进步奖申报推荐书 一、项目基本情况申报专业组：混凝土结构工程申报编号：直属二部2010-kj-01申报项目名称现浇混凝土外斜9圆形斜柱整体施工技术主要完成人 项目完成单位北京建工集团直属第二工程经理部第一项目经理部邮政编码100054联系人联系电话89072手机16709推荐单位（盖章）北京建工集团直属第二工程经理部通讯地址北京宣武区右内西街甲10#院邮政编码100053联系人联系电话66手 机1099推荐等级一等奖项目起止日期起始日期2010年3月18日完成日期2010年11月12日申报专业组：混凝土结构工程申报编号：直属二部2010-kj-01二、项目简介（项目主要研究内容及解
2、决的主要技术问题、特点、技术创新点、对科学技术进步的推动作用、推广应用及经济社会效益） 随着汽车迅速走入百姓家庭的时代步伐，作为国家重点扶持的高新技术产业“汽车产业”，在完成从纯进口合资运行模仿研发、制造、生产等不同发展阶段执行角色的转变后，近年在国内已形成较大规模和品牌效应的北京汽车工业控股有限责任公司，着眼于未来汽车产业的发展趋势，加速自主品牌汽车的研发进程，不断提升汽车核心技术实力，推进汽车产品节能环保的先进理念，展现北京汽车产业的独特风采。于2008年向北京市政府提交了北京汽车产业研发基地建设项目可行性研究报告，经市政府和发改委审批通过，该项目被列为2008年、2009年市重点工程，并
3、被批准进入2008年和2009年市政府扩大内需重大项目绿色通道审批项目。该项目经过初期的设计方案评比，最终选定由德国GKK建筑师事务所提供的设计方案，国内由北京市工业设计研究院和北京市建筑设计研究院组成设计联合体来完善整座建筑的方案设计，并于2009年下半年开始投入施工建设。北京汽车产业研发基地工程为奥运会后北京地区最大的单体建筑，工程总建筑面积达到17.5万m2，东西向全长约320m，南北向全长约198m，建筑总高36m,地下1层（局部3层），地上7层（局部3层），由五个功能区组成。因采用了具有悠久“汽车历史文化”的德国建筑师设计方案，使整座建筑在外观流线造型，平面俯视效果，内部细节处理及楼
4、宇智能性、绿色性、先进性等方面设计均处于国内外顶尖设计行列。如此强烈的超现代感建筑设计作品的呈现，也同时加大了结构设计难度，尤其是其整体结构外端框架柱（共计466根）外斜9的结构设计，对于参建施工单位的施工技术实力具有较大的挑战性。针对于如此大范围的特殊异形结构，项目部施工过程中需要采取边探索、边改进、边总结、边培训的方式组织进行。所采取具体施工控制步骤：1）倾斜方向及角度控制；2）钢筋调弯处理与定位；3）斜柱位置校核与纠偏；4）斜柱模板设计优化与拼装方法；5）斜柱模板加固方案执行；6)斜柱砼浇筑方案确定；7）斜柱模板拆除管理规定；8）斜柱混凝土养护措施。 通过对此类外斜9斜柱结构在施工过程中
5、每道施工工序的严格控制，操作法的认真贯彻执行，以及各级施工人员的辛勤付出，最终成型的外斜9混凝土斜柱施工质量及外观效果均得到了设计、专家及参观者的高度认可。同时，通过这个展示平台，得以向外界更加充分的展现出“北京建工集团”高水平的施工技术能力及企业实力，进一步加强了“北京建工集团”与“北汽控股集团”的战略合作伙伴关系，为集团收获了多项新的工程施工任务。三、项目详细内容及申报推荐理由1研究背景2.详细科学技术内容（总体思路、技术方案、实施效果）3.该项目与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较（包括存在的问题及改进措施）4.创新点及对科学技术进步的推动作用5.推广应用及论文应用情况7.经济效益情
6、况现浇混凝土外斜9圆形斜柱整体施工技术1 前言由经理部承揽施工的北京汽车产业研基地工程，其建筑整体造型呈“汽车状”，外观新颖独特，结构变化复杂，尤其是地上13层外边缘框架柱的整体外斜9设计表现手法属国内外少见，是结构变化中的亮点，同时也是施工中的难点。该斜柱为一种单向倾斜混凝土框架斜柱，其倾斜角度为向外倾斜9（即柱中心线与水平面夹角为81），斜柱倾斜转折点为柱中心轴由0.000m标高向外倾斜9，12.91m标高以上范围（除区）外斜柱又恢复成竖直柱，整根斜柱结构变化多，施工繁琐，其钢筋、混凝土及模板支撑体系施工难度极大。 图1.0.1-1圆形混凝土斜柱弯折点表述图 图1.0.1-2圆形混凝土斜柱
7、立面表述图2 主要难点、特点2.0.1 斜柱倾斜变化多，斜柱在0.00m以下范围呈直立型，0.00m12.91m范围呈向外倾斜型，12.91m以上范围呈直立型（除区），不仅增加了施工工序，还加大了测量定位、钢筋调弯与绑扎、模板安装与混凝土浇筑施工难度。2.0.2 斜柱最大高度8.45m，倾斜角度为81度，单根混凝土斜柱重量达到13吨，对模板刚度、强度要求高。2.0.3 斜柱主筋直径粗，数量多，箍筋间距密，主筋间拉勾筋设置多（呈十字交叉状），导致混凝土浇筑振捣、浇筑难度大。2.0.4 柱体向外倾斜其支撑架体要有足够的抵抗水平力和抗倾覆力，如何保证柱体支撑体系的安全，控制变形和保证精度至关重要。2
8、.0.5 整根框架柱自下至上需要两次调整，柱主筋较粗，加工成型钢筋无法就位安装，只能现场调弯，人工调弯难度大，不宜控制好精度。3 适用范围本工法适用于结构外形变化较多，且沿建筑外端框架柱中心轴按照一定角度发生倾斜变化的现浇混凝土框架结构施工。此类结构常见于各类文娱活动场馆及大型公建项目等。4 工艺原理针对于一般斜柱及异形斜柱，利用定型模板和钢管支撑架搭设方便等特点，用模板拼成斜柱所需的形状，通过控制模板的倾斜角度、支撑架的搭设高度，来满足异形截面、倾斜角度的要求。模板支撑可单独采用扣件式钢管支撑架，也扣件式支撑架与碗扣式钢管支撑架结合使用。针对于超高斜柱，底模采用定型钢模，柱身模板采用多标准节
9、玻璃钢模拼接组装方式，可以拼装成任意长度模板，有效解决模板一次投入多，周转效率低的缺点；模板拼接采用螺栓连接，保证了组拼模板的整体强度。同时对于超高模板的支撑加固采用模板与柱成品通过钢管连接为一体的支撑加固体系，有效保证了模板支撑体系的强度需要，控制住了模板变形与移位现象。5 施工工艺5.1 工艺流程见图5.1-1搭设放线定位操作平台（或借助楼板结构模板）平面线位及倾斜方向指示线施测斜柱根部钢筋由人工操作弯曲机进行调弯处理斜柱根部楼板结构钢筋绑扎，放置定位箍固定楼板结构混凝土浇筑在已浇筑成型的结构楼板面上再次进行平面线位及倾斜方向指示线的施测根据二次施测的控制线位调整斜柱钢筋位置，连接斜柱主筋
10、斜柱主筋连接并通过验收后，由下往上绑扎斜柱箍筋及设置截面内拉勾筋斜柱钢筋隐检后放置底座钢模板底座钢模板校正固定后连接上部玻璃钢模板上部玻璃钢模板连接固定后设置模板支撑体系支撑体系设置后，再次校正斜柱位置并进行验收斜柱钢筋隐检后放置底座钢模板浇筑斜柱混凝土混凝土浇筑成型3天后，强度达到MPa后，分段拆除上部玻璃钢模板，随拆对加拉杆斜柱混凝土包裹养护图5.1-1工艺流程图5.2 施工方法5.2.1测量放线施工 1、平面线位与外倾9方向控制点位坐标计算值与放样值对比分析1）依据斜柱中心点在0.00m以上每一楼层给出的坐标值，通过CAD完成斜柱在各层平面线位、空间控制点位、钢筋的调弯控制线及倾斜方向指
11、示线的放样。同时通过斜柱倾斜面三角投影关系分别计算出每根斜柱上下层之间水平投影长度值及楼层差值，并换算成相应空间控制点位坐标值，将计算值与CAD放样值进行核对，确定最终施测控制点坐标值。2）根据0.00m标高柱网定位图给出的柱中心坐标值，利用全站仪对斜柱在0.00m以下部分的柱顶中心坐标点进行复核，将实测数值与设计图给出的柱中心坐标值进行对比，将存在偏差的柱点坐标值逐个记录，对偏差较大的柱位制定调整方案，在梁柱节点范围内完成柱位调整，经调整的柱位满足上部斜柱设计规定。2、斜柱平面线位及外倾方向指示线的投测1）斜柱平面线位（见图5.2.1-1）：待地下室顶板（-0.130m标高）结构混凝土强度达
12、到1.2MPa(即板面达到上人操作强度)后,首先根据设计图纸（柱配筋图、本层柱网定位图及结构平面模板图等）分别将本层结构平面线、构件截面边线、结构“+50标高线”等投测至结构板面和柱主筋上，根据所投测的平面线再次复核斜柱根部定位的准确度，逐个做好记录，对于错位偏差较大的柱位制定调整方案，及时进行调整处理，使调整后的柱位满足上部结构设计规定。图5.2.1-1斜柱平面线位投测控制线表述图2）斜柱外倾9方向指示线（见图5.2.1-2）：此指示线应分两次分别进行投测。第一次投测在地下室结构顶板钢筋绑扎施工前完成，第二次投测在首层斜柱主筋绑扎施工前完成。每次投测的外倾方向指示线均是依据柱网定位图中给出的
13、柱中坐标值，用全站仪将每根斜柱在0.00m和4.910m（或8.910m）处的定位点投测至放线定位操作平台（或结构混凝土板面）上，将投测在平面上的两点连成直线，并在直线的一端标示出指示箭头，箭头指向即为斜柱外倾9方向。此外倾9方向指示线同时也是斜柱中心轴线在平面上的投影线。3）斜柱截面投影平面边线（见图5.2.1-2）：以斜柱外倾9方向指示线为基准，根据斜柱设计截面尺寸沿斜柱外倾方向分别做出斜柱中心轴平面投影线的两侧平行线，此平行线即为斜柱截面边线在平面上的投影控制线。此投影控制线可作为钢筋调整、模板就位等各专业作业施工的验收控制线。图5.2.1-2倾斜方向指示线及截面边线投测关系图4）斜柱空
14、间控制点位（见图5.2.1-3）：结合首层外端斜柱范围结构设计特点，以二层结构板面标高（即4.910m、8.910m）为第一道水平标高控制线，利用本层柱网定位设计图给出的斜柱中心点坐标值，在CAD中将斜柱进行精确放样，通过CAD精确放样图可从图中直接量测斜柱竖向任一标高点与相应控制轴线的水平投影距离，从而准确找出斜柱在任意标高点处的空间坐标点位，以便于更有效的控制好斜柱钢筋安装、模板安装及混凝土浇筑等分项工程施工质量。图5.2.1-3 斜柱任意高度空间控制点位计算关系图3、钢筋、模板、混凝土等分项工程施工控制线的投测1)在进行斜柱根部钢筋调弯处理及上部钢筋绑扎施工过程中，均需要借助结构水平标高
15、线，外倾9方向指示线，楼层标高线，斜柱平面投影边线等2）在进行斜柱底座钢模就位、上部玻璃钢模板连接、模板安装质量验收等施工过程中，均需要借助外倾9方向指示线，楼层标高线，斜柱平面投影边线，模板定位控制线等几条施工控制线的共同作用，才能有效和精确控制好斜柱模板安装施工质量。3）斜柱混凝土浇筑过程中，借助投测的楼层标高线、斜柱平面投影边线及模板定位控制线等，设测量人员随时观察斜柱顶端下沉和模板变形情况，对于模板变形和斜柱偏移超出允许偏差的斜柱通过局部设置加强顶撑和斜拉钢索的方式对浇筑过程中出现变形或移位斜柱进行调整，确保浇筑成型后的斜柱质量满足设计规定。5.2.2钢筋工程1、斜柱根部钢筋的调弯就位钢筋调弯自地下室顶板底模支设完毕后开始（即利用底模作为施工操作平台和定位控制线投测平台），钢筋调弯处理采用人工操作液压弯曲机在作业面调弯的方法进行。具体步骤有：1）在进行调弯处理前，首先根据设计图中给出的标高设计值，弹出结构“+50”水平标
