平面弧形曲線結構及構件施工工法蘭州二建集團有限公司二O一0年六月1、前 言…………22、技術特點…………23、適用范圍…………34、工藝原理…………35、施工工藝流程及操作要點 46、 材料與設備………87、質量控制…………98、 安全措施…………109、 環保措施…………1010、效益分析 111211、應用實例121、前言：近年來，隨著改革開放的進一步深入，經濟水平的迅猛增長，建筑物獨特造型成了城市規劃中一道靚麗的風景，由比較簡單的矩形“L”形等發展到弧形、扇形、“S”形等弧形曲線形式。弧形曲線建筑物以其外形柔和、輕松、活潑、視覺感官良好等特點，已經成為建筑物不可或缺的活躍因素，得到了廣泛的應用。但其施工較為復雜，模板分項工程從放樣、設計、制作到安裝工藝繁瑣，軸線控制難度大，精度要求高，結構及構件曲率難以控制。根據國內相關弧形曲線結構及構件施工經驗及我司在幾個施工項目的應用實例，總結出了平面弧形曲線結構及構件施工工法，克服了以往施工中的不足，模板制作簡單、尺寸準確、加固便捷，構件曲率控制到位、混凝土觀感質量良好，并為類似工程的施工提供了參考價值。2、工法特點：平面弧形曲線結構及構件施工工法解決了弧形梁、墻、板、S形線條等模板和鋼筋施工中的難題，其特點有：2.1以矢高法為主要計算形式利用CAD制圖系列軟件進行配模設計、制作、加工、復核，以及鋼筋翻樣、加工及安裝。計算簡便、數據精確。根據建筑物形狀及特點，確定基準控制線及基準控制點，進行結構軸線和形狀尺寸控制，確保構件成型尺寸準確，控制到位。曲面結構和弧形構件受力復雜，受構件內外弧長不一、環境等因素耦合的不利影響，容易出現不均勻變形和應力集中等引起的混凝土裂縫。采取在構件外弧鋼筋保護層內設置鋼絲防裂網，減少了裂縫的發生。借助于激光鉛錘儀進行控制線投測，有效的控制了平面弧形曲線構件的位置。3、適用范此工法適用于平面弧形曲線建筑結構及構件的施工，不適用于平面其它參數方程曲線及三維曲線建筑結構及構件的施工。4、工藝原理：此工法的工藝原理是利用矢高法確定平面弧形曲線構件的弧線，弧正中所對的弧高b=R-Rcosa兩側任意一段弧高c=Vr2-na2-Rcosa,（n為從中數第n段矢高）根據弧線進行定型模板設計、加工、鋼筋翻樣、施工放線和軸線復核，并借助于CAD制圖系列軟件進行矢高測量、箍筋排列、板筋下料、模板及軸線尺寸復核等。（見圖1）用此種計算簡圖及公式確定的平面圓弧曲線，不僅方便而且曲線順暢，較好地實現了設計意圖。

5、圖1：矢高法計算簡zlOo5、圖1：矢高法計算簡zlOo7、ClCLf-CLe」、CX1p 」+exE■iEJ亠” L '/f4 I1施工工藝流程及操作要點5.1工藝流程：內業計算—T成果整理一彳現場放樣—T模板及鋼筋加工一蘋工放線T支撐搭設T梁底模安裝T梁鋼筋安裝T防裂網設置一f梁側模安裝——板模安裝］——?板筋安裝——f驗收——"混凝土澆筑——卜養護一f循環施工5.2操作要點：5.2.1內業計算：以矢高法為主要計算形式，利用CAD制圖系列軟件進行定型模板、鋼筋加工模具及施工放線等相關數據計算。5.2.2成果整理：根據內業計算結果，將等分弦長點所對應的矢高值匯總、整理、列表，為現場放樣提供準確的依據。5.2.3現場放樣：在施工現場設專用場地，碾壓整平后用細石混凝土抹面、壓光，用來實地彈線、放樣。先在地面上確定弧形曲線的弦一一即矢高基準線，

彈出弦長中心線并向兩側作弦長等分線（等分線線數量由弦長和模板加工精確度來定），應用矢高法計算每段等分線處的矢高值并從矢高基準線開始逐一量取各點，然后將各點按次序順滑連接起來，即為所要放樣的平面弧形曲線。5.2.4模板及鋼筋加工：1、模板加工：平面弧形曲線結構及構及構件側模采用竹膠板、鋼板或具有一定強度可彎曲材料。弧形梁內外弧兩側模板由于曲率和受約束條件不同，致使混凝土對模板側壓力也不同，要分別計算后進行配模。次龍骨采用40x4角鋼鋸成豁口加工成弧形模板上下口各設一道，內弧間距不得大于300mm，外弧間距不得大于200m，與板面采用鉚釘連接。成型模板要進行現場試拼、調整偏差后按次序統一編號（。見圖2）。圓弧內邊周長L1-圓弧外邊周長L2豁口寬度B= - 豁口數量n，n——根據曲率大小確定。三角形豁口并單面焊接梁側模板（竹膠板或鏡面板）Ri404角鋼間距250I404角鋼間距250II底模采用鏡面板、木膠板、塑料模板等，根據放樣的弧形曲線分段

裁割、現場試拼、調整偏差后按次序編號（。見圖3）22Bri梁底模板（竹膠裁割、現場試拼、調整偏差后按次序編號（。見圖3）22Bri梁底模板（竹膠板或鏡面板）圖3：弧形梁底模加工示意圖為了保證外觀效果，防止漏漿，模板拼縫均采用企口連接。母口5血、子口10血，邊框間留5血空隙，子母扣接縫處粘貼單面紙膠帶，保證模板接縫質量。2、鋼筋加工：1）主筋加工：主筋加工時要制作專用鋼筋加工模具。鋼筋加工模具制作時，采用矢高法計算各等分線處矢高值，并借助CAD制圖軟件建立平面模型，輸入相關參數進行尺寸復核，無誤后方可放樣加工。扁鋼與立柱、立柱與鋼板焊接連接，鋼板與底座采用M12螺栓連接，間距300mm,螺母朝下。立柱數量可根據弧長和加工精度來確定。弧形梁內外弧主筋由于曲率不同，要制作曲率不同的模具進行加工，確保鋼筋加工尺寸及成型弧度準確無誤。詳見（圖4）4:弧形梁鋼筋加工示意其中：L 弦長；b 弧高；c 矢高2）板筋加工:板筋下料重點要確定平直段長度。根據弧形半徑（減去鋼筋保護層后的半徑）建立CAD圖形模型，確定弧高和弦長基準線。根據鋼筋設計間距，沿弧高方向對弦長基準線進行陣列分布，逐個量取各段弧高處的弦長——即為上排鋼筋平直段下料長度。根據鋼筋間距對弦長基準線進行等分，利用矢高法計算各等分點的矢高值，有梁的計算到梁中——即為下排鋼筋平直段下料長度。5.2.5施工放線:首層施工時要求在地面弦長基準線或基準線的平行線上預埋中點及任意一段矢高點，并在每層施工時預留投測孔，利用激光鉛錘儀進行豎向投測，確保投測點準確無誤。根據投測點在板面上彈線，應用矢高法計算每段等分線處的矢高值，并從基準線或基準線的平行線開始逐一量取各點，然后將各點按次序順滑連接起來，即為平面弧形曲線控制線。同時可借助CAD制圖軟件建模，查詢各點的矢高值進行尺寸復核。5.2.6鋼筋安裝：采用CAD制圖系列軟件進行弧形梁箍筋排布設計。首先根據箍筋設計間距對弧形中心線按等距分配，確定箍筋數量，然后根據數量對內外弧進行等數分配，確定綁扎間距。板筋綁扎時制作紅白相間的標尺，依據標尺間距劃點、彈線、綁扎鋼筋，確保鋼筋間距符合要求。鋼筋安裝要嚴格按照鋼筋料單編號進行排列。5.2.7防裂網設置：平面弧形曲線結構及構件往往處于室外環境或外露構件，考慮到曲面結構和弧形構件受力復雜，以及構件內外弧長不一、環境等因素耦合的不利影響，采取在構件外弧鋼筋保護層內設置鋼絲防裂網，減少了構件的不均勻變形、曲率半徑過小產生的應力集中等因素造成的混凝土裂縫。選用直徑0.9血、12.7x12.7血鋼絲防裂網，用20#的扎絲固定在箍筋外側，防止鋼絲網緊貼模板產生混凝土表面銹蝕。5.2.8模板安裝：在平面弧形曲線結構及構件側模和底模上作永久性弧高和矢高標示點，與板面彈線一致。模板安裝時要按編號進行組拼，標示點與地面彈線對準。底模安裝時在模板支架上沿曲線長度方向垂直排布60x100血短方木，外弧間距300mm，將成品底模固定到短方木上，就位矯正并固定牢靠。側板安裝采用鋼管加固，高度大于500血的弧形梁，沿長度方向設置對拉絲桿，絲桿直徑34，垂直于模板接觸面外弧絲桿間距600血，內弧借助CAD制圖軟件進行等數等分確定間距，必要時可在外弧外側增設加固立桿。5.2.9混凝土澆筑：混凝土施工要一氣呵成，禁止留置施工縫。弧形梁混凝土澆筑時，先澆筑鋼絲網外側，再澆筑內側。為了防止裂縫，在混凝土初凝前和混凝土預沉后采取二次抹面壓實措施。5.2.10混凝土養護：混凝土澆筑完畢后，及時進行混凝土表面處理，覆蓋塑料薄膜和保溫材料進行混凝土保溫養護，養護時間不得少于7天。6、材料與設備:材料：材料的質量、性能均應符合國家相關規范標準的規定，所有材料應附有“質量合格證明書”和材料復試報告。材料試件取樣方式、數量和試驗程序應嚴格按照國家相關規范規定執行。設備：塔吊、切割機、電鋸、電焊機、臺鉆、扳手、鉚釘槍、手槍鉆、經緯儀、水準儀、激光鉛錘儀、卷尺、線墜、墨斗等。7、質量控制:平面弧形曲線結構及構件施工中，必須嚴格按《混凝土工程施工質量驗收規范》GB50204-2002）的要求進行施工與質量驗收，模板、鋼筋、混凝土等分項工程的主控項目與一般項目的質量驗收必須符合規范要求。配置的定型模板要盡量減少板面的拼縫數量，同時要確保幾何尺寸、曲率和光潔度滿足設計要求。平面弧形曲線結構及構件的定型模板應放置平穩，施工中要輕拿輕放，防止變形。為保證外觀效果，防止漏漿，模板拼縫采用企口縫連接，幫板與底板、幫板與幫板接縫粘貼單面紙膠帶，確保模板拼縫質量。模板拆除時要按程序進行，并及時涂刷脫模劑。嚴禁用大錘敲擊或撬棍硬撬模板。鋼筋翻樣重點考慮內外弧的不同下料長度及曲率、鋼筋接頭位置、搭接長度、錨固長度、端頭彎鉤等。7.5鋼筋定位及保護層采用塑料墊塊，有效控制鋼筋保護層厚度。7.6嚴格按照CAD制圖軟件模擬計算所得間距進行箍筋排列確保箍筋間距滿足設計要求。為了防止混凝土結構及構件出現裂縫，要求選用品質較好的混凝土生產廠家、優化混凝土配合比，施工過程中加強覆蓋養護。平面弧形曲線結構及構件軸線控制除滿足《混凝土工程施工質量驗收規范》GB50204-2002要求外，還須符合《工程測量規范》GB50026-2007相關規定。8、安全措施:8.1結構及構件作業高度在2米以上時，要嚴格按“高處作業安全技術規范”的要求進行操作和防護。高處支模工人所用工具不用時，要放在工具袋內，不能隨意將工具、模板零件放在腳手架上，以免墜落傷人。夜間施工，必須有足夠的照明，各種電源線應用絕緣線，不允許直接固定在鋼筋上。8.4模板等易燃材料要遠離火源堆放，并配備消防器材。模板支撐不能固定在圍護（防護）腳手架上，避免發生倒塌或模板移位。9、環保措施:9.1大氣污染控制4級（含4級）以上大風禁止產生揚塵的作業施工；施工現場主要干道硬化，施工現場實行工完料盡現場清，場區內可能引起揚塵的材料和垃圾，袋裝清運，定期清掃灑水濕潤，保持目測揚塵高度不超過1米；嚴禁施工用車車輪帶泥土上路，拉運水泥、白灰和其他易飛揚的建筑材料的車輛一律進行苫蓋，防止遺撒、飛揚；圓盤鋸設在封閉的木工棚內作業，砂輪切割機采用防塵罩。9.2水污染控制施工現場設置三級沉淀池，對廢物水進行處理后排入市政管網；食堂設置隔油池，做到無污染排放；對廢棄油污用容器回收，集中處理，防止造成跑、冒、滴、漏，污染水資源。噪聲污染的控制施工作業時間嚴格控制在6:00-22:00內，7:00前、19:00后不進行有強噪聲作業；盡量選擇一些低噪音機械設備，對強噪音施工機具裝置消聲器，并搭設隔音圍護棚，從聲源處進行控制；白天工地內噪聲控制在70分貝之內，晚10時前控制在55分貝之內。9.4固體廢棄物污染控制對于可回收的建筑垃圾分門別類地進行分撿以便回收利用；不能回收的施工垃圾及時清運到指定的垃圾站統一處理；易爆、有毒的危險廢棄物統一堆放，集中銷毀；生活垃圾實行袋裝化，做到日產日清。光污染控制：盡量避免或減少施工過程中的光污染，探照燈盡量選擇既能滿足照明要求又不刺眼的新型燈具，電焊作業采取遮擋措施，避免電焊弧光外泄，夜間室外照明燈加設燈罩，防止光漫反射造成光污染。10、效益分析：10.1與傳統的施工方法相比，提高了混凝土觀感質量，接縫嚴密、曲率順暢。10.2模板制作簡單、重量較輕、安裝方便，施工過程中只需更換面板材料，增加了周轉周轉次數。節約了工效，降低了成本。10.3應用矢高法放樣，計算簡便、數據精確。10.4借助于CAD制圖軟件進行箍筋排列、鋼筋下料及尺寸復核等，計算精確，提高了工效，節約了時間。鋼筋綁扎控制到位，混凝土成型尺寸準確，較好地完成了設計意圖。11、應用實例:蘭州商學院新校區學生大食堂工程位于蘭州市榆中縣城框，剪結構，地下一層，地上四層，建筑面積約17558m2。本工程整個結構外型成弧形，左右對稱，正中為半徑10000mm圓形。結構內弧半徑為75600mm，外弧半徑為104400m。主體施工階段所有的結構及構件采用此工法，達到了預期的質量效果。中廣都市麗景工程位于蘭州市城關區解放門立交橋東南角（靜安門外），框架剪力墻結構，地下二層，地上三十二層，建筑面積約57000m2。2003年11月開工建設，2005年12月竣工。本工程地下室及商場的西北角為半徑22500m的弧形曲線。結構施工階段采用此工法，混凝土構件表面光潔、弧線順暢、曲率控制到位，獲得了參建單位的充分肯定。盛世凱旋宮工程位于蘭州市城關區金昌路與