CN100460615C - 三维弧形钢筋混凝土墙体结构的定型施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维弧形钢筋混凝土墙体结构的定型施工方法，该方法采用大模板拼装施工。利用本方法施工混凝土成型效果好，观感良好，达到清水混凝土要求；施工速度快，与弧墙模板支设速度相当；模板使用后，可重复使用50次以上，即可支设三维墙体，也可支设普通墙体，因此相对成本较普通模板低；本方法是在传统的单曲线可调式大模板的基础上进行了创新，很好的解决了双曲线模板施工的技术难点。本方法特殊设计大模板可以保证模板支拆简单、工效高，并可用于不同层高，浇制出符合要求的清水面墙面。

Description

三维弧形钢筋混凝土墙体结构的定型施工方法

技术领域

本发明属于特殊形状混凝土墙体的加工方法，具体涉及一种三维弧形钢筋混凝土结构模板及施工方法。

背景技术

双曲线墙体，墙体形状为以空间半径画弧，围绕水平半径运行所闭合成的面，墙体为现浇混凝土墙；墙体施工质量要求达到清水砼的要求，即一次成型不作任何装饰的标准砼，表面要作到平整光滑、色泽均匀，施工缝设置规则整齐，砼平整度、垂直度、截面尺寸符合规范要求，无蜂窝麻面。具体形状请参阅图1。

这种墙体的施工，目前一共有如下几种方式：

1、小钢模加角模拼装。Φ22螺纹钢做为水平龙骨，1米短钢管做为竖向龙骨。优缺点，支设速度慢，造价较低，拼缝多且大，构件整体尺寸控制难度大，混凝土成型观感差。

2、木条、竹胶板拼装。加工圆弧钢管做为水平及竖向龙骨。优缺点，混凝土成型观感较好，施工速度慢，材料损耗大，不能周转使用。

3、定型钢模板。由专业钢模公司定型制作定型钢大模。优缺点，支设速度较快，造价极高，观感好，达到清水墙效果，无法周转使用。

4、定型玻璃钢模板。由专业玻璃钢模板公司定型加工。优缺点，支设速度较快，造价高，观感好，达到清水墙效果，无法周转使用。

综观上述4种施工方法，对于三维弧形钢筋混凝土结构墙体的施工来说，要么就是虽然造价较低但施工难度大、施工效果较差，要么就是虽然施工效果较好但成本高，不能重复使用，浪费严重。所以如何能找出一种可以重复使用，施工方便、施工效果好，成本较低的方法是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为解决上述问题提供一种三维弧形钢筋混凝土墙体结构的定型施工方法，该方法施工方便，施工模板可以重复使用，而且施工效果好，成本低。

为达到上述目的本发明的技术方案如下：

本发明公开了一种三维弧形钢筋混凝土墙体结构的定型施工方法，采用大模板拼装施工按照如下步骤施工：

A、准备阶段；

定位放线→基层找平→架设满堂脚手架→大模板曲弧；步骤A中大模板曲弧的方法是：根据设计图纸尺寸，计算出每层大板上口及下口弧度，现场放样做出每层弧度控制板，根据控制板，对每层大板用左右丝进行曲弧，并做好每道板的标记，曲弧完毕验收合格后分类堆放，进行安装；

B、内侧墙体模板拼装；

内侧导墙板安装、校正、固定→内侧底层大模板安装、校正→内侧二层大模板安装、校正；以此类推重复拼装；

C、内侧模板整体调整；

内侧模板达到设计层高后整体校正→墙体钢筋绑扎、安装→墙厚控制筋固定→穿单面模板对拉螺栓；

D、外侧墙体模板拼装；

外侧第一层导墙板安装、校正、固定→外侧底层大模板安装、校正→对穿对拉螺栓→外侧二层大模板安装、校正→对穿对拉螺栓；以此类推重复拼装；

E、外侧模板整体调整；

达到设计层高后整体校正→对拉螺栓紧固→支承体系加固→报验

F、墙体混凝土浇筑成型；

混凝土浇筑。

优化地，所述大模板拼装过程中水平方向呈弧线，该大模板其余空间方向用导向板定向后折线拼接。

优化地，上述步骤B中内侧导墙板安装、校正、固定的方法是：根据放好墙体导墙控制线，注意留置出导墙板与大模板的安装缝隙；安装导墙板，导墙安装必须垂直、规矩，校正后利用满堂脚手架及导墙板上连接钢管进行加固牢靠；导墙板控制两层大模板空间安装轨道，水平方向每块大模板两侧都要安装；安装加固牢靠后报验，合格方可进行大模板安装；步骤B中内侧大模板的安装方法是：大模板可从中间开始安装，也可从一边进行，大模板采用塔吊运输，将标记好的已曲弧的第一层模板安装就位，大模板左右与导墙板预留的连接点采用螺丝连接，连接完毕后，大模板空间方向自然确定，然后，采用已放样加工的弧线控制板验收此道大模板，若有偏差，用左右丝现场进行微调，合格后，进行底层第二块大模板安装，施工工艺相同；大模板底部与下层大模板顶部采用已预制的连接孔用螺栓连接牢靠；其它同第一层模板安装；两层安装完毕后，进行第二道导墙板安装、校正、固定，然后依此类推，进行三、四层大模板安装；工艺同上；步骤B和步骤D方法相同。

优化地，上述步骤C的方法是：达到设计层高后整体校正，验收合格后，进行墙体钢筋绑扎、安装，墙体钢筋事先根据图纸要求加工成圆弧型，安装前，在模板上画出钢筋位置，根据图纸，墙体钢筋收向通过水平圆轨道圆心的垂直线；钢筋安装就位验收合格后，在钢筋骨架上焊好墙体厚度控制筋；在安装三维墙体外侧模板同时，相应进行墙体对拉螺栓的安装，先穿对拉螺栓套管，对位置进行调节；步骤C与步骤E方法相同。

优化地，上述步骤F的方法是混凝土浇筑在抽插振捣棒时，棒管由钢性牵引，以便将棒体输送到墙体下部。

本发明与现有技术相比所具有的优点是：利用本方法施工混凝土成型效果好，观感良好，达到清水混凝土要求；施工速度快，与弧墙模板支设速度相当；模板使用后，可重复使用50次以上，即可支设三维墙体，也可支设普通墙体，因此相对成本较普通模板低；本方法是在传统的单曲线可调式大模板的基础上进行了创新，很好的解决了双曲线模板施工的技术难点。本方法特殊设计大模板可以保证模板支拆简单、工效高，并可用于不同层高，浇制出符合要求的清水面墙面。

以下结合说明书附图对本发明作进一步披露。

附图说明

图1是本发明要求施工的墙体示意图；

图2是本发明大模板的主视图；

图3是图2的左视图；

图4是图3的俯视图；

图5是图4中薄钢龙骨的放大图；

图6是内弧空墙板示意图；

图7是外弧空墙板示意图；

图8是模板及导墙板平面布置图；

图9是弧墙模板定位导架图；

图10是模板平装立面展开示意图；

图11是图10的剖视图。

具体实施方式

实施例1：

以墙体为三维弧形墙为例，标高+0.5～+5.5；+5.5～+9.7，至女儿墙，有墙1、墙2、墙3、墙4、墙5、墙9，墙厚为300～400mm，不同高度不同半径的三维弧形墙。这是本工程在艺术上要求作出的一大特点，也是砼模板最大难点。

针对上述特点，决定采用“墙体钢筋胶合板大模板”的技术进行组合设计，配备有关部件及支撑控制系统，解决三维空间不同曲率的变化，可以保证模板支拆简单、工效高，并可用于不同层高，浇制出符合要求的清水面墙面。本工程工12道三维墙，模板共制作三面墙体的，其他用此三面墙体的周转使用。

三维墙体模板定型设计的基本参数：

根据艺术表演剧场墙体的设计尺寸，水平起始半径为15—28.25M不等，空间半径为分别为25M、26M、36M不等。

·墙1：r＝17000mm，ρ＝5.88×10-5，R＝26000mm，ρ＝3.85×10-5

·墙2：r＝27700mm，ρ＝3.61×10-5  R＝26000mm，ρ＝3.85×10-5

·墙3：r＝15000mm，ρ＝6.67×10-5  R＝25000mm，ρ＝4.00×10-5

·墙4：r＝28250mm，ρ＝3.54×10-5  R＝25000mm，ρ＝4.00×10-5

·墙5：r＝24470mm，ρ＝4.09×10-5  R＝36000mm，ρ＝2.78×10-5

·墙9：r＝16110mm，ρ＝6.21×10-5  R＝26000mm，ρ＝3.85×10-5

注：r为水平半径，R为空间半径，ρ为曲率。

模板的曲弧设计

从上述参数可以看出三维墙体的空间半径大，水平相对半径小，因此确定：模板水平方向走弧线，即模板上口及下口根据不同层面的水平半径分别曲弧(曲弧利用模板固定龙骨及左右丝控制)。

请参阅图2、图3、图4、图5；一种大模板，包括金属板体1，该板体1覆膜胶合板3；该板体1长度方向一个面间隔设置固定龙骨2，其另一个平面与混凝土接触；龙骨2之间设置调整整个钢板弧度的螺栓4。龙骨2采用薄钢龙骨。

竖向曲弧设计：

空间方向走折线(经计算，空间方向走折线混凝土面偏差最大为6mm)，折线空间导向根据专门设计导墙板，导墙板采用与大模板相同材质的木胶板，不同层间模板空间走向由导墙板导向，请参见图6和图7，导墙平面布置图请参见图8，弧墙模板定位导架立面图请参见图9。

由于三维墙上口小，下口大，呈收势，同一块大模板，上口与下口水平角度基本相同，半径分别为R1、R2，则弧长之比等同于半径之比R1/R2，假设下口模板宽度为a，则上口理想宽度为a-(1-R1/R2)，模板上口较下口宽度应减小，已便能够安装到位。但考虑到模板能够周转使用，而且，上述三维墙体曲率较小，因此，设计时，将模板在不同层面模板递减宽度，避免对模板进行大小头切割，以便周转使用。即：一、二层胶合板大模板尺寸为2440×1100mm，三、四层为2400×1100mm，第五层为2360×1100mm不等的定型矩形模板材，这样模板层与层间的宽度递减就得以解决。而同一块模板上口比下口宽度减小则采用安装前在基层模板与模板间预留间隔缝隙解决(间隔缝隙根据不同高度半径之比求得)，以使模板可以顺利拼装，不至于到了上层模板无法安装，缝隙由安装在导墙板上的角铁封堵，角铁宽度根据半径之比求得。请参见图10和图11。

墙体胶合板大模板加工可在三维墙模板施工前在工厂里加工，加工周期短、加工精度高。

墙体胶合板大模板在工厂内加工完毕一面墙后，在工厂内根据设计尺寸，安排施工现场模板施工人员对此面墙进行预拼装，一来可以验正模板的可操作性，模板加工是否准确，对模板具体操作中出现的不足进行完善，同时，可使现场操作人员对模板的施工及安装工艺有一个提前熟悉的过程。

具体施工步骤如下：

A、准备阶段；

定位放线→基层找平→架设满堂脚手架→大模板曲弧

B、内侧墙体模板拼装

第一层导墙板安装、校正、固定→内侧底层大模板安装、校正→内侧二层大模板安装、校正→第二层导墙板安装、校正、固定→内侧三层大模板安装、校正→内侧四层大模板安装、校正；

C、内侧模板整体调整

内侧模板达到设计层高后整体校正→墙体钢筋绑扎、安装→墙厚控制筋固定→穿单面模板对拉螺栓；

D、外侧墙体模板拼装

外侧第一层导墙板安装、校正、固定→外侧底层大模板安装、校正→对穿对拉螺栓→外侧二层大模板安装、校正→对穿对拉螺栓→第二层导墙板安装、校正、固定→外侧三层大模板安装、校正→对穿对拉螺栓→外侧四层大模板安装、校正；

E、外侧模板整体调整

达到设计层高后整体校正→对拉螺栓紧固→支承体系加固→报验

F、墙体混凝土浇筑成型

混凝土浇筑。

施工工艺：

定位放线：

放线前要认真审学图纸，根据设计图纸，放好三维墙体基层水平面圆弧线，并留好施工控制线，然后将导墙板定位线放好，验线无误后，进行下道工序施工。

基层找平：

根据楼层标高以及大模板安装位置，用水泥砂浆找平，便于模板安装，减少由于基层不平产生的误差。

架设满堂脚手架：

根据三维墙体位置架设梁板模板支承脚手架，同时，以便三维墙体内侧支撑。

大模板曲弧：

大模板平面尺寸为2440×1100mm，2400×1100mm，2360×1100mm不等，根据设计图纸尺寸，计算出每层大板上口及下口弧度，现场放样做出每层弧度控制板，根据控制板，对每层大板用左右丝进行曲弧，并做好每道板的标记，曲弧完毕验收合格后分类堆放，进行安装。

第一层导墙板安装、校正、固定：

根据放好墙体导墙控制线，注意留置出导墙板与大模板的安装缝隙。安装第一层导墙板，导墙安装必须垂直、规矩，校正后利用满堂脚手架及导墙板上连接钢管进行加固牢靠。一层导墙板控制两层大模板空间安装轨道，水平方向每块大模板两侧都要安装。安装加固牢靠后报验，合格方可进行一层大模板安装。

内侧大模板安装、校正

第一层导墙板验收合格后，进行墙体内侧第一层大模板安装，大模板可从中间开始安装，也可从一边进行，大模板采用塔吊运输，将标记好的已曲弧的第一层模板安装就位，大模板左右与导墙板预留的连接点采用螺丝连接，连接完毕后，大模板空间方向自然确定，然后，采用已放样加工的弧线控制板验收此道大模板，若有偏差，用左右丝现场进行微调，合格后，进行底层第二块大模板安装，施工工艺相同。大模板底部与下层大模板顶部采用已预制的连接孔用螺栓连接牢靠。其它同第一层模板安装。两层安装完毕后，进行第二道导墙板安装、校正、固定，然后依此类推，进行三、四层大模板安装。工艺同上。

达到设计层高后整体校正，验收合格后，进行墙体钢筋绑扎、安装，墙体钢筋事先根据图纸要求加工成圆弧型，安装前，在模板上画出钢筋位置，根据图纸，墙体钢筋收向通过水平圆轨道圆心的垂直线。钢筋安装就位验收合格后，在钢筋骨架上焊好墙体厚度控制筋。

穿单面模板对拉螺栓

在安装三维墙体外侧模板同时，相应进行墙体对拉螺栓的安装，先穿对拉螺栓套管，对位置进行调节：对拉螺栓为Φ20，预留螺孔为Φ25，可适当倾斜螺杆，若相差较大，可改为Φ14螺杆(经计算，满足模板支承要求)。避免由于墙体内外层模板向内倾斜造成的内外模板螺栓孔不在同一水平面及墙体钢筋阻碍而造成的对拉螺栓无法穿通现象。外侧大模板安装工艺与内侧相同。

墙体模板加固

外侧大模板安装到设计高度后，进行此道三维墙体模板的整体验收，验收合格后，进行模板加固及封堵头模板。模板自身采用对拉螺栓加固，墙体整体倾斜一侧采用满堂脚手架加固。完成后，进行模板整体报验，验收。

模板验收合格后，进行混凝土浇筑

三维墙体有一定倾斜角度，且钢筋较密，混凝土浇筑及振捣有一定难度，起初，研究采用自密实混凝土，但考虑到工程造价，以及三维墙倾斜角度不是很大，9.2M高探头1000mm左右，因此，工程采用了普通混凝土，加大混凝土坍落度，同时，在抽插振捣棒时，棒管由钢性牵引，以便将棒体输送到墙体下部，确保混凝土浇筑质量。

本方法不但适合对双曲线三维钢筋混凝土墙体结构的定型施工，还适合各种曲面钢筋混凝土墙体结构的施工，甚至对钢筋混凝土直墙体的施工也能带来较大的提高；所以该施工方法不但适合于复杂的双曲线三维钢筋混凝土墙体结构施工，也适合于其它各种钢筋混凝土墙体的施工。

以上所述，仅是本发明的部分实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对上述实施例作的任何简单的修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案范围内。

Claims (5)

1.一种三维弧形钢筋混凝土墙体结构的定型施工方法，其特征在于，采用大模板拼装施工，按照如下步骤施工：

A、准备阶段；

定位放线→基层找平→架设满堂脚手架→大模板曲弧；步骤A中大模板曲弧的方法是：根据设计图纸尺寸，计算出每层大板上口及下口弧度，现场放样做出每层弧度控制板，根据控制板，对每层大板用左右丝进行曲弧，并做好每道板的标记，曲弧完毕验收合格后分类堆放，进行安装；

B、内侧墙体模板拼装；

内侧导墙板安装、校正、固定→内侧底层大模板安装、校正→内侧二层大模板安装、校正；以此类推重复拼装；

C、内侧模板整体调整；

内侧模板达到设计层高后整体校正→墙体钢筋绑扎、安装→墙厚控制筋固定→穿单面模板对拉螺栓；

D、外侧墙体模板拼装；

外侧第一层导墙板安装、校正、固定→外侧底层大模板安装、校正→对穿对拉螺栓→外侧二层大模板安装、校正→对穿对拉螺栓；以此类推重复拼装；

E、外侧模板整体调整；

达到设计层高后整体校正→对拉螺栓紧固→支承体系加固→报验

F、墙体混凝土浇筑成型；

混凝土浇筑。

2.根据权利要求1所述的一种三维弧形钢筋混凝土墙体结构的定型施工方法，其特征在于，所述大模板拼装过程中水平方向呈弧线，该大模板其余空间方向用导向板定向后折线拼接。

3.根据权利要求2所述的一种三维弧形钢筋混凝土墙体结构的定型施工方法，其特征在于，上述步骤B中内侧导墙板安装、校正、固定的方法是：根据放好墙体导墙控制线，注意留置出导墙板与大模板的安装缝隙；安装导墙板，导墙安装必须垂直、规矩，校正后利用满堂脚手架及导墙板上连接钢管进行加固牢靠；导墙板控制两层大模板空间安装轨道，水平方向每块大模板两侧都要安装；安装加固牢靠后报验，合格方可进行大模板安装；步骤B中内侧大模板的安装方法是：大模板可从中间开始安装，也可从一边进行，大模板采用塔吊运输，将标记好的已曲弧的第一层模板安装就位，大模板左右与导墙板预留的连接点采用螺丝连接，连接完毕后，大模板空间方向自然确定，然后，采用已放样加工的弧线控制板验收此道大模板，若有偏差，用左右丝现场进行微调，合格后，进行底层第二块大模板安装，施工工艺相同；大模板底部与下层大模板顶部采用已预制的连接孔用螺栓连接牢靠；其它同第一层模板安装；两层安装完毕后，进行第二道导墙板安装、校正、固定，然后依此类推，进行三、四层大模板安装；工艺同上；步骤B和步骤D方法相同。

4.根据权利要求3所述的一种三维弧形钢筋混凝土墙体结构的定型施工方法，其特征在于，上述步骤C的方法是：达到设计层高后整体校正，验收合格后，进行墙体钢筋绑扎、安装，墙体钢筋事先根据图纸要求加工成圆弧型，安装前，在模板上画出钢筋位置，根据图纸，墙体钢筋收向通过水平圆轨道圆心的垂直线；钢筋安装就位验收合格后，在钢筋骨架上焊好墙体厚度控制筋；在安装三维墙体外侧模板同时，相应进行墙体对拉螺栓的安装，先穿对拉螺栓套管，对位置进行调节；步骤C与步骤E方法相同。

5.根据权利要求4所述的一种三维弧形钢筋混凝土墙体结构的定型施工方法，其特征在于，上述步骤F的方法是混凝土浇筑在抽插振捣棒时，棒管由钢性牵引，以便将棒体输送到墙体下部。

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