浅析框架结构弧形梁施工工艺

1、前言

框架结构工程中,弧形梁在施工中是非常少见的。在实际中,无论是钢筋工程还是模板、混凝土工程的施工都有很大的难度。特别是模板工程的施工更加重要,因为它直接影响到钢筋混凝土工程的优劣,从而关系到整个工程的施工质量及工程进度。现就新华联建工第一项目部如何施工新华联集团总部大楼弧形井字梁模板做一个经验总结,供大家分享。

2、特点

为了保证工程质量、观感效果及工期要求,梁模板的施工成为关键,只有严格控制粱模板的支设和几何尺寸,才能保证施工完成后形成完美的圆弧曲线,而多层清水模板又具有幅面大、强度高、表面光滑、易脱模、有弹性,便于根据构建形状要求加工,成形后的混凝土表面平整、光滑,易于达到清水混凝土的效果等特点,我们在施工中使用多层清水模板、钢支撑,以满足构件的成型及加工快捷等要求。

3、工艺原理

3.1用多层清水模板代替钢模板及木模板,多层清水模板具有幅面大、强度高、有弹性便于加工成型、表面光滑、易脱模,可加快支模速度、形成完美弧线。

3.2施工现场仪器使用:

我们使用全站仪坐标放样以及经纬仪测角法进行施工放样,全站仪坐标放样原理是通过AutoCAD建立各个柱轴线交点坐标(控制点)数据库,供外业测量时直接调用,在现场用全站仪测出各控制点,便于安装弧形梁底模。经纬仪测角法的原理主要是利用弦切角等于该弦所对圆心角的一半,因此用经纬仪测角法作圆弧曲线施工放样时,将圆弧曲线分为若干等份,求出每一段圆弧所对的圆心角和弦长,然后用经纬仪测角确定其等分点,最后将各点顺滑连接起来,即可得出所求的圆弧。等分点越多,所作的圆弧曲线就越精确。

4、工艺流程

4.1用全站仪坐标放样法放出弧形梁两端点;

4.2用经纬仪测角法放出梁的大样:

如图1所示,我们取其中一跨,一跨所对的圆心角为3度,梁弧长为10.577米,最大半径202米。

4.3计算放样数据:

①将圆弧进行3等分,每段圆弧所对应的圆心角为

==

②算出圆弧AB和弦长AB的长度:

AB(弧)=2RAOB=2202=10.577m

AB(弦)=2Rsin(AOB2)=2202sin=10.502m

③算每等分圆弧的长度和弦长,即

CD=10.5773=3.526m

弦长=2Rsin(2)=2202sin=3.500m

④计算每等分圆弧的弦心距及矢高,即

弦心距=Rcos(2)=202cos=201.99m

矢高=R一弦心距=202201.99=0.01m

4.4实地放样:

①根据施工平面图的要求,先用全站仪放出弦AB的两端点A,B。

②将经纬仪安置在A点,对中平整后,先投测B点,拨AB与第一分弦间的角度为 并在此视线上精确量出3.500m得到第一分点。

③将经纬仪安置于第一分点,先投测A点,然后拨两分弦间的夹角,同样在视线上精确量取3.500m,得到第二分点。

④其余各点依次类推,直到各点全部测出为止。

⑤采用以上的方法放出较为精确的圆弧形的梁底模大样。制作出弧形的梁底模以后,再用多层清水模板按梁的尺寸做好两侧的矩形模板。

⑥为了能够使梁的侧模也能呈较为完美的弧形,在安装固定梁的底模和侧模时,梁的底面每隔80mm设置小横杆一道,用于支撑梁的重量,然后再在梁的两侧每隔80mm设置一根长1.2 m的立杆沿梁底模固定梁两侧的模板,这样梁的侧模底部也就按照底模的尺寸和形状形成了弧形。

⑦为了让梁侧模的上部也能形成弧形,先计算出此圆弧的最大拱高,在安装时先把侧模在两支座处简单的固定,在最大拱高位置处用顶丝顶出拱高的距离,然后再从拱高的最高点向支座处依次调整侧模的加固立杆,沿底模弧度进行加固,最后加固支座位置,从而使侧模的上部也能按照要求形成顺滑的圆弧。由于多层清水模板本身就具有很好的弹性,所以用顶丝顶出侧模上部的弧度是很容易办到的。

⑧为了防止梁侧模在加固时内缩,致使粱的截面变小,也为了更好的保证圆弧梁的外形,我们在加固成弧的梁模板的内侧设置与梁截面相同的顶针(注:顶针最好采用25mm25mm水泥砂浆条),这样既保证了梁模板的几何尺寸,也保证混凝土浇注完成后外观曲线的美观。

5、操作要点

5.1经纬仪测角法的原理主要是利用弦切角等于该弦所对圆心角的一半,因此用经纬仪测角法作圆弧曲线施工放样时,将圆弧曲线分为若干等份,求出每一段圆弧所对的圆心角和弦长,然后用经纬仪测角确定其等分点,最后将各点顺滑连接起来,即可得出所求的圆弧。等分点越多,所作的圆弧曲线就越精确。

5.2依据大样图做好的半成品模板要成垛堆放,不得到处乱扔。

5.3多层清水模板在施工过程中调节弧度时一定要两边对称、用力均匀,注意不得乱砸、猛敲,以免破坏表面光洁度。模板拆除时更要注意,不得故意破坏模板表面,拆除后的模板要清理干净,均匀涂刷脱模剂以备后用。

5.4严格施工、遵循公司制定的三检制度,发现问题及时解决纠正。

6、材料

选用高级清水模板,厚度不得小于1.2cm。

规格尺寸为:0.915米1.83米0.012米或1.22米2.44米0.012米(注:视梁分格大小情况而定)。

支撑用脚手架钢管必须选用合格材料,壁厚不得小于3.5mm。钢管表面不得锈蚀、弯曲、起皮、有硬伤及开裂现象。加固用卡扣要逐个挑选而且要与钢管配套,不得出现开裂、扭曲、螺丝滑扣等现象。总之不得将不合格材料使用到工程当中。

7、机具设备

构件模板采用现场加工制作,有圆盘锯、手持电动切割锯、手动切割锯、羊角锤及扳手、顶丝,全站仪、经纬仪、钢尺等。

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