大跨弧形桁架混凝土梁支模施工技術(shù)

軒 莉，周可可

（中國(guó)建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450004）

0 引言

隨著建筑行業(yè)不斷發(fā)展，城市建設(shè)水平提高，越來(lái)越多靈活多變的異形結(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn)，橢圓形、圓形、弧形等結(jié)構(gòu)形式廣泛應(yīng)用于各類(lèi)建筑中，各種形式的弧形梁不斷涌現(xiàn)，給施工帶來(lái)一定難度，傳統(tǒng)“木方+模板”的支模方式已無(wú)法滿(mǎn)足大跨弧形梁的施工需求。

針對(duì)大跨弧形梁施工，本文采用“槽鋼+模板”作為弧形梁梁底龍骨的支模方式，達(dá)到精準(zhǔn)快捷、成型質(zhì)量好、安全性高、經(jīng)濟(jì)效益突出的目的，克服傳統(tǒng)“木方+模板”加工困難、施工難度大、周期長(zhǎng)、易變形的施工難題。

1 工程概況

某中學(xué)體育館上部為籃球場(chǎng)，下部為游泳池，游泳池頂部為大跨弧形梁結(jié)構(gòu)，跨度28m，弧形梁跨度較大，負(fù)荷較重，下弦為拱形結(jié)構(gòu)，拱形上邊腹桿支撐上弦，整體為混凝土桁架結(jié)構(gòu)。

2 施工工藝原理

1）結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)常用材料規(guī)格，在BIM軟件中建立大跨弧形梁三維模型，按照每3m一段進(jìn)行放樣模擬，并在加工廠(chǎng)用強(qiáng)度較高的槽鋼整體加工成型，為方便運(yùn)輸，按照每4.5m一段進(jìn)行分割。

2）弧形槽鋼運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行焊接拼裝成型，每90cm焊接1道防滑支腿，吊裝至作業(yè)面進(jìn)行固定。為確保弧形梁精準(zhǔn)定位，按圖紙軸線(xiàn)尺寸用經(jīng)緯儀打出1條通線(xiàn)后，再用扣件將防滑支腿固定在梁底橫桿上。

3）弧形梁弧形側(cè)模板在現(xiàn)場(chǎng)按1∶1放樣，分段加工，使用時(shí)吊裝拼接。

4）按照弧形梁的施工流程進(jìn)行梁底模板鋪設(shè)、鋼筋綁扎、梁側(cè)模安裝及加固。

5）為保證成型質(zhì)量，嚴(yán)格控制混凝土坍落度在160mm以?xún)?nèi)，用2臺(tái)泵車(chē)從兩端由下而上順序同時(shí)澆筑混凝土，用直徑30mm振搗棒每50cm振搗1次，保證振搗密實(shí)，及時(shí)收面并用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)。

3 操作要點(diǎn)

針對(duì)弧形梁跨度大、荷載較重的特點(diǎn)，傳統(tǒng)施工方法無(wú)法直接加工成型，需進(jìn)行精確計(jì)算，利用BIM技術(shù)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行放樣加工。

3.1 測(cè)量放線(xiàn)及高支模腳手架搭設(shè)

在泳池底板混凝土澆筑完畢且達(dá)到測(cè)量放線(xiàn)條件后，根據(jù)軸線(xiàn)定位樁及外引的軸線(xiàn)基準(zhǔn)線(xiàn)進(jìn)行施工放線(xiàn)。用經(jīng)緯儀將軸線(xiàn)引到建筑物上，在建筑物的施工層面上彈出軸線(xiàn)，再根據(jù)軸線(xiàn)放出每條弧形梁控制線(xiàn)，并將控制線(xiàn)標(biāo)識(shí)在結(jié)構(gòu)板上，便于后期進(jìn)行弧形梁定位。

3.2 BIM技術(shù)深化設(shè)計(jì)

在模板和槽鋼弧度、尺寸現(xiàn)場(chǎng)加工放樣前，通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)弧形梁進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，在軟件中提前進(jìn)行尺寸定位并創(chuàng)建模型（見(jiàn)圖1），結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)所用材料規(guī)格，按照每4.5m一段進(jìn)行放樣模擬，便于工廠(chǎng)進(jìn)行加工。

圖1 大跨弧形桁架BIM模型

3.3 梁底弧形槽鋼加工

根據(jù)圖紙弧形梁長(zhǎng)度及弧度要求，結(jié)合BIM模型，在加工廠(chǎng)對(duì)模具進(jìn)行精準(zhǔn)定位，反復(fù)調(diào)整，以滿(mǎn)足弧度要求，選用強(qiáng)度較高的80型槽鋼整體加工。首先加工弧形槽鋼樣品，按照?qǐng)D紙進(jìn)行復(fù)核，滿(mǎn)足精度要求后方可進(jìn)行批量加工。同時(shí)為方便運(yùn)輸，對(duì)整條弧形槽鋼每隔4.5m一段進(jìn)行分割。

3.4 弧形梁現(xiàn)場(chǎng)放樣、防滑支腿焊接

平整場(chǎng)地，并按照?qǐng)D紙對(duì)弧形梁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)1∶1放樣、定位，并用墨斗彈出弧形梁輪廓線(xiàn)。分段弧形槽鋼運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，依照彈好的弧形梁輪廓線(xiàn)進(jìn)行拼裝焊接。將焊接為整體的弧形槽鋼放置于地面弧形梁輪廓線(xiàn)處再次進(jìn)行比對(duì)調(diào)整，對(duì)調(diào)整好的槽鋼每隔90cm焊接1個(gè)角鋼式防滑支腿，便于和梁底橫桿咬合，避免弧形槽鋼整體滑動(dòng)。

3.5 弧形梁上架及定位放線(xiàn)

利用塔式起重機(jī)將已焊接好的弧形槽鋼吊至作業(yè)面，吊裝時(shí)注意將鋼絲繩與槽鋼連接緊密，避免脫落發(fā)生意外。槽鋼上架后利用防滑支腿與梁底橫桿的交叉簡(jiǎn)單固定，使其不發(fā)生滑落現(xiàn)象。根據(jù)架體底部已打好的弧形梁控制線(xiàn)進(jìn)行槽鋼位置調(diào)整，并按圖紙軸線(xiàn)尺寸用經(jīng)緯儀打出1條通線(xiàn)后，用扣件將防滑支腿角鋼固定在梁底桿上，確保弧形梁底槽鋼龍骨精準(zhǔn)定位。

3.6 弧形梁槽鋼內(nèi)嵌木方及弧形梁梁底模板鋪設(shè)

弧形梁底槽鋼龍骨校正固定驗(yàn)收完成后進(jìn)行模板安裝，首先在槽鋼內(nèi)側(cè)凹槽內(nèi)嵌入木方，并進(jìn)行敲擊固定，使其不易脫落為準(zhǔn)，以便梁底模的安裝固定。進(jìn)行梁底模板鋪設(shè)時(shí)應(yīng)注意選用18mm厚全新模板，且模板方向順直，鋪設(shè)方向與弧形槽鋼邊緣一致，從一端向另一端順序鋪設(shè)，加固時(shí)輔助使用測(cè)量?jī)x器減小誤差。用鐵釘將模板與槽鋼內(nèi)嵌木方連接牢固，使其能夠承載較大荷載不偏移。待梁底模板鋪設(shè)固定校驗(yàn)完成后，方可進(jìn)行鋼筋的綁扎。

3.7 弧形梁側(cè)模加工及安裝

依照在平地上彈好的1∶1弧形梁輪廓線(xiàn)，分段加工弧形梁側(cè)模板，每間隔90cm設(shè)置1段，并將分段加工好的弧形梁側(cè)模板從一側(cè)向另一側(cè)逐一進(jìn)行編號(hào)（見(jiàn)圖2）。將分段模板按編號(hào)進(jìn)行擺放，避免錯(cuò)誤放置。用3道木方作為龍骨對(duì)分段側(cè)模進(jìn)行拼接固定，拼成長(zhǎng)12m和2m的弧形梁側(cè)模板。拼接時(shí)注意要以弧形梁輪廓線(xiàn)為參照進(jìn)行調(diào)校，校驗(yàn)合格后方可吊裝至作業(yè)面進(jìn)行固定。吊裝時(shí)注意將鋼絲繩與側(cè)模板緊密連接，避免吊裝中脫落發(fā)生意外。側(cè)模吊裝至作業(yè)面后，逐段安裝，穿墻螺桿用塑料套管保護(hù)后穿入梁內(nèi)，梁兩側(cè)用3形卡扣和螺母將雙鋼筋背楞固定。

圖2 弧形梁側(cè)模布置示意

3.8 弧形梁澆筑

在混凝土澆筑時(shí)，將混凝土坍落度控制在160mm以?xún)?nèi)，施工縫留在弧形根部以下1.5m處，用2臺(tái)泵車(chē)從兩端由下而上順序澆筑，用直徑30mm振搗棒每50cm振搗1次，保證振搗密實(shí)，及時(shí)收面塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)，弧形梁成型效果如圖3所示。

圖3 弧形梁成型效果

4 結(jié)語(yǔ)

在大跨弧形桁架混凝土梁支模施工中，通過(guò)采用成品組裝式拱形龍骨及拼裝式模板的方法，有效提高施工工效，節(jié)約工期，經(jīng)濟(jì)效益明顯，弧形梁成型效果好，為同類(lèi)工程施工提供經(jīng)驗(yàn)，具有良好的推薦價(jià)值和發(fā)展前景。

1）技術(shù)特點(diǎn) 取材方便，在鋼結(jié)構(gòu)加工廠(chǎng)用槽鋼直接加工成型，弧度自然，弧形梁成型效果好，解決普通模板加工困難、誤差較大的技術(shù)難題。

2）安全性 剛度較高，不易變形，滿(mǎn)足大跨弧形梁承載力要求，克服普通模板易變形、固定困難的難題。

3）經(jīng)濟(jì)合理性 加工廠(chǎng)加工弧形梁需要時(shí)間短，且現(xiàn)場(chǎng)安裝較簡(jiǎn)單，與傳統(tǒng)施工工藝相比大大縮短施工工期。