CN116607706A - 一种复杂结构多曲面圆弧清水混凝土结构施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及建筑施工领域，具体公开了一种复杂结构多曲面圆弧清水混凝土结构施工方法，其包括根据设计图纸深化加工出相应的雨棚柱中孔洞模板、雨棚腋下模板、雨棚侧面模板、雨棚下部柱模板，其中包括外模设计、次龙骨设计、主龙骨选型，各模板试安装合格后分批运至施工现场。

Description

一种复杂结构多曲面圆弧清水混凝土结构施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，具体涉及一种复杂结构多曲面圆弧清水混凝土结构施工方法。

背景技术

为满足建筑绿色、节能、环保的要求，同时又要追求产品的独特优美、线条流畅，再加之现代结构为追求结构的美观，多数建筑采用了异型的混凝土结构，以满足设计要求的成型效果。虽然混凝土可以满足建筑设计的造型，但异形的混凝土结构造成装修施工难度大，节点复杂的问题。此外，若采用普通混凝土进行结构浇筑，结构表面比较粗糙，外观质量差，后期需二次处理。因此清水混凝土应运而生，其成型后具有良好的自然美感，不需要对墙面做任何装饰，被广泛应用于一些大型建筑项目中。

本司在承接某市高铁站的站台雨棚设计项目中，经过内部研究，决定采用清水混凝土完成雨棚柱的异型结构，但是异型清水混凝土成型结构更为复杂，成型效果要求更高。由于该雨棚柱是上部分叉的柱型结构，分叉部沿竖轴对称且具有一定弧度，故如何控制清水弧顶的设计弧度以及连续弧顶的平直以达到设计师所要求的艺术效果，成为重点攻克的方向。

该项目中关键的施工难点在于：

1、带凹槽双层楼板清水弧顶模板在施工中，圆弧因受上部荷载作用而易变形；

2、带凹槽清水弧顶下支撑设计上必须满足足够的强度，同时也要保证每一片弧顶下都能不发生竖向位移，否则牵一发而动全身，最终导致清水弧顶不在一条水平面上，影响弧顶成型质量；

3、弧形模板与凹槽模板、竖向墙体或者梁模板的交界面模板需要形成完美相切，否则弧形面与直线面交接线条会出现漏浆、错台、不顺直等质量缺陷。

针对上述清水混凝土异型结构尺寸偏差、结构曲率的精确度及模板拼接时错台漏浆等施工中的重难点问题，有必要提出一种施工方法。

发明内容

本发明在于提供一种复杂结构多曲面圆弧清水混凝土结构施工方法，以解决清水混凝土异型结构尺寸偏差、结构曲率的精确度及模板拼接时错台漏浆等问题。

为解决上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种复杂结构多曲面圆弧清水混凝土结构施工方法，其特征在于：

1-1:根据设计图纸深化加工出相应的多曲面圆弧混凝土结构设计图制造模板，其中包括外模设计、次龙骨设计、主龙骨选型；次龙骨沿外模的纵向间隔设置以支撑外模，主龙骨沿外模的横向间隔设置以支撑外模。

次龙骨设计包括根据雨棚腋下弧度进行腋下次龙骨的分段设计，将腋下整体弧形划分为多段腋下次龙骨；根据孔洞形状进行孔洞次龙骨的分段设计，沿孔洞形状划分为多段孔洞次龙骨；

主龙骨选型包括根据次龙骨的尺寸切割适应长度的用于安装次龙骨的方管或木方；

外模设计包括根据确定外模对接面的拼缝设计，通过调整各段外模的拼缝处将外模拼缝处与主龙骨、次龙骨的拼缝处相错开，且使得各段外模能被相邻的主龙骨及次龙骨压接；

1-2：将雨棚柱中孔洞模板、雨棚腋下模板、雨棚侧面模板、雨棚下部柱模板等进行试安装，合格后分批运至施工现场；

2-1：在施工现场搭设盘扣支撑体系的满堂架；

2-2：搭设雨棚下部柱模板，采用子母扣连接雨棚下部柱模板，雨棚下部柱模板包括四片可围合成方柱的第一下部柱侧模和第二下部柱侧模；

2-3：将满堂架延伸搭建至雨棚柱的上半部，固定位于雨棚柱上部前后侧面的其中一面单片雨棚侧面模板；

2-4：将两侧的雨棚腋下模板与单片雨棚侧面模板固定，单侧雨棚腋下模板包括沿雨棚腋下弧度分段裁切的四片第一弧形模板、第二弧形模板、第三弧形模板、第四弧形模板，根据弧形顺序依次从下至上安装各弧形模板；

2-5：将雨棚柱中孔洞模板预拼接，形成柱状整体，将各雨棚柱中孔洞模板与单片雨棚侧面模板固定；

2-6：将与安装好的雨棚侧面模板相对的另一侧雨棚侧面模板固定，使得雨棚柱中孔洞模板的两端分别连接在两侧的雨棚侧面模板上；

3-1：向雨棚柱分叉部上远离中轴的两端侧壁进行密封，并对四周进行加固；

4-1：在模板以及钢筋搭建完成后进行混凝土的浇筑。

本方案的基本原理为：采用深化设计图纸，整个雨棚柱的腋下模板、孔洞模板拆分成多段相互嵌套的结构，明确每一段模板的弧度以及不同位置的弧度，通过模板设计方便了工厂化加工，提升了模板进度，工厂加工能够实现1:1复刻图纸设计图纸要求弧度，运至现场后进行拼接，现场采用盘扣式钢管搭设满堂架，主龙骨采用方钢管进行现场加固，保证模板的拼接质量以及固定方式，保证定型化模板弧度满足设计要求。

本方案的有益效果为：与平面拼接的模板不同，本方案中采用子母扣进行各模板的拼接缝设计，即外模的两侧与其上方的次龙骨长度相比，一边凸出，另一边内收，从而达到各段外模相接的一端能够紧密贴合，并且外模的拼接缝被次龙骨的平面封闭，外模的拼接缝与次龙骨的拼接缝相错开，避免浆体从拼接缝处漏出，并且嵌套结构能够使得各模板之间紧密压接，避免各模板结构尺寸偏差、结构曲率的精确度及模板拼接时错台漏浆。

进一步，所述1-1中的外模设计针对主龙骨及次龙骨的长度对各段外模的两侧侧壁进行内收或延伸的距离为整个外模长度的3％～10％。通过嵌套结构避免相邻的模板出现涨模、表面不平整、混凝土漏浆

进一步，2-2还包括在第一下部侧模与第二下部侧模相交面的内侧安装倒角条。使得柱体的四个棱边为圆角。

进一步，2-5还包括拼装单个雨棚柱中孔洞模板，雨棚柱中孔洞模板包括从上至下的四个异形模板，先安装孔洞顶部的尖角模板，然后对称安装尖角模板下方两侧的异形模板，再对称安装各异形模板下方的孔洞中部弧条模板，最后安装孔洞底部的V型模板。通过嵌套的四片模板完成孔洞内壁周向的闭合模板设计。

进一步，4-1之后还包括5-1:依次拆卸雨棚下部柱模板、雨棚侧面模板、雨棚柱中孔洞模板、雨棚腋下模板；其中雨棚柱中孔洞模板的拆卸顺序为先拆卸异形模板，然后拆卸剩余模板。拆孔洞模时将孔洞模板的异形模板先拆下，解除四片模板的嵌套模式。

进一步，2-2至2-6中各模板的接缝处均采用胶布进行密封。通过胶布进一步对合缝密封处理，避免清水混凝土浇筑时出现合缝。

进一步，2-4还包括对安装好的雨棚腋下模板底部采用方钢进行支撑，方钢沿弧面的弧形方向依次间隔设置，方钢采用与满堂架固定的立杆顶托进行固定。腋下模板的弧度为本雨棚柱的关键结构，通过方钢从底部支撑进一步防止弧顶纵向变形。

进一步，立杆顶托托举各方钢时采用竖直撑和斜撑的方式交错进行，斜撑的立杆顶托与方钢处弧形模板的弧度切线相垂直。根据弧形的走向设置立杆顶托的受力点。

进一步，2-3及2-6中的雨棚侧面模板外部采用沿水平方向间隔设置的竖直方管进行二次加固。由于侧面模板为孔洞定位和固定的基础，需要保证其定位准确牢固。

进一步，2-5中还包括对雨棚柱中孔洞模板的相对面侧壁采用木方进行对顶。从孔洞内部进行支撑避免孔洞模板的下沉变形。

附图说明

图1为本发明实施例中雨棚柱的整体示意图；

图2为本发明实施例中雨棚柱中孔洞模板02的装配示意图；

图3为雨棚柱中孔洞模板02中的尖角模板示意图；

图4为孔洞模板02中的尖角模板的俯视图；

图5为本发明实施例中雨棚柱腋下模板03的装配示意图；

图6为雨棚柱腋下模板03中的弧形模板示意图；

图7为本发明实施例中雨棚柱侧面模板04的装配示意图；

图8为本发明实施例中雨棚柱的整体示意图；

图9为本发明实施例中雨棚柱的三维渲染图；

图10为本发明实施例中雨棚柱的三维渲染图；

图11为本发明实施例中雨棚柱的三维渲染图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：雨棚柱01、孔洞模板02、腋下模板03、侧面模板04、下部柱模板05、外模06、主龙骨07、次龙骨08。

实施例基本如附图1至附图7所示：

1-1:根据设计图纸深化加工出相应的雨棚柱中孔洞模板、雨棚腋下模板、雨棚侧面模板、雨棚下部柱模板，其中包括外模设计、次龙骨设计、主龙骨选型；次龙骨08沿外模06的纵向间隔设置，主龙骨07沿外模06的横向间隔设置，如图3、4示意。本实施例中次龙骨为雕刻板龙骨，主龙骨为方木，外模采用15mm厚的覆膜黑模板。次龙骨设计包括根据雨棚腋下弧度进行腋下次龙骨的分段设计，将腋下整体弧形划分为多段腋下次龙骨；根据孔洞形状进行孔洞次龙骨的分段设计，沿孔洞形状划分为多段孔洞次龙骨；

主龙骨选型包括根据次龙骨的尺寸切割适应长度的用于安装次龙骨的方管或木方；

外模设计包括根据确定外模对接面的拼缝设计，通过调整各段外模的拼缝处将外模拼缝处与主龙骨、次龙骨的拼缝处相错开，针对主龙骨及次龙骨的长度对各段外模的两侧侧壁进行内收或延伸，模板拼接处一端内收至主龙骨或次龙骨上；另一端延伸超出主龙骨或次龙骨；两个相邻模板拼接时，其中一块模板的伸出端搭接到另一模板的内收端，使拼接缝处于主龙骨或次龙骨上，通过相邻两段外模对接处的嵌套使得外模的顶面与相邻的次龙骨平面相贴触，且使得各段外模能被相邻的主龙骨及次龙骨压接。

具体的，根据雨棚柱外形设计四个不同部分的模板，在模板上固定主龙骨、次龙骨，主龙骨沿模板的横向间隔设置，次龙骨沿模板的纵向间隔设置；相邻模板拼接时相对端的两根主龙骨贴触，并采用螺栓固定，针对主龙骨及次龙骨的长度对各段外模的两侧侧壁进行内收或延伸的距离为15cm。

1-2：将雨棚柱中孔洞模板、雨棚腋下模板、雨棚侧面模板、雨棚下部柱模板等进行试安装，合格后分批运至施工现场；

2-1：在施工现场搭设盘扣支撑体系的满堂架；

2-2：搭设雨棚下部柱模板，在第一下部侧模与第二下部侧模相交面的内侧安装倒角条，接缝处均采用胶布进行密封，采用子母扣连接雨棚下部柱模板，雨棚下部柱模板包括四片可围合成方柱的下部柱侧模；

2-3：将满堂架延伸搭建至雨棚柱的上半部，固定位于雨棚柱上部前后侧面的其中一面雨棚侧面模板；

2-4：将两侧的雨棚腋下模板与单片雨棚侧面模板固定，单侧雨棚腋下模板包括沿雨棚腋下弧度分段裁切的四片第一弧形模板、第二弧形模板、第三弧形模板、第四弧形模板，根据弧形顺序依次从下至上安装各弧形模板；

对安装好的雨棚腋下模板底部采用方钢进行支撑，方钢沿横向依次间隔设置，方钢采用与满堂架固定的立杆顶托进行固定。立杆顶托托举各方钢时采用竖直撑和斜撑的方式交错进行，斜撑的立杆顶托与方钢处弧形模板的弧度切线相垂直。

2-5：将雨棚柱中孔洞模板预拼接，形成柱状整体，将各雨棚柱中孔洞模板与单片雨棚侧面模板固定；拼装单个雨棚柱中孔洞模板，雨棚柱中孔洞模板包括从上至下的四个异形模板，通过预拼装形成孔洞，先安装孔洞顶部的尖角模板(如图3所示)，然后对称安装尖角模板下方两侧的异形模板(未绘出)，再对称安装各异形模板下方的孔洞中部弧条模板(未绘出)，最后安装孔洞底部的V型模板(未绘出)。对雨棚柱中孔洞模板的相对面侧壁采用纵横交错的木方进行对顶。

2-6：将与安装好的雨棚侧面模板相对的另一侧雨棚侧面模板固定，使得雨棚柱中孔洞模板的两端分别连接在两侧的雨棚侧面模板上；雨棚侧面模板外部采用沿水平方向间隔设置的竖直方管进行二次加固。

3-1：向雨棚柱分叉部上的左右两端侧壁用模板进行密封，并用框形架对分叉部四周进行加固；保证后续混凝土浇灌时分叉部成型。

4-1：在模板以及钢筋验收合格进行混凝土的浇筑。

5-1:依次拆卸雨棚下部柱模板、雨棚侧面模板、雨棚柱中孔洞模板、雨棚腋下模板；其中雨棚柱中孔洞模板的拆卸顺序为先拆卸异形模板，然后拆卸剩余模板。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种复杂结构多曲面圆弧清水混凝土结构施工方法，其特征在于：

1-1:根据设计图纸深化加工出相应的多曲面圆弧混凝土结构设计图制造模板，其中包括外模设计、次龙骨设计、主龙骨选型；次龙骨沿外模的纵向间隔设置以支撑外模，主龙骨沿外模的横向间隔设置以支撑外模。

次龙骨设计包括根据雨棚腋下弧度进行腋下次龙骨的分段设计，将腋下整体弧形划分为多段腋下次龙骨；根据孔洞形状进行孔洞次龙骨的分段设计，沿孔洞形状划分为多段孔洞次龙骨；

主龙骨选型包括根据次龙骨的尺寸切割适应长度的用于安装次龙骨的方管或木方；

外模设计包括根据确定外模对接面的拼缝设计，通过调整各段外模的拼缝处将外模拼缝处与主龙骨、次龙骨的拼缝处相错开，针对主龙骨及次龙骨的长度对各段外模的两侧侧壁进行内收或延伸，通过相邻两段外模对接处的嵌套使得外模的顶面与相邻的次龙骨平面相贴触，且使得各段外模能被相邻的主龙骨及次龙骨压接。

1-2：将雨棚柱中孔洞模板、雨棚腋下模板、雨棚侧面模板、雨棚下部柱模板等进行试安装，合格后分批运至施工现场；

2-1：在施工现场搭设盘扣支撑体系的满堂架；

2-2：搭设雨棚下部柱模板，采用子母扣连接雨棚下部柱模板，雨棚下部柱模板包括四片可围合成方柱的第一下部柱侧模和第二下部柱侧模；

2-3：将满堂架延伸搭建至雨棚柱的上半部，固定位于雨棚柱上部前后侧面的其中一面雨棚侧面模板；

2-4：将两侧的雨棚腋下模板与单片雨棚侧面模板固定，单侧雨棚腋下模板包括沿雨棚腋下弧度分段裁切的四片第一弧形模板、第二弧形模板、第三弧形模板、第四弧形模板，根据弧形顺序依次从下至上安装各弧形模板；

2-5：将雨棚柱中孔洞模板预拼接，形成柱状整体，将各雨棚柱中孔洞模板与单片雨棚侧面模板固定；

2-6：将与安装好的雨棚侧面模板相对的另一侧雨棚侧面模板固定，使得雨棚柱中孔洞模板的两端分别连接在两侧的雨棚侧面模板上；

3-1：向雨棚柱分叉部上远离中轴的两端侧壁进行密封，并用框形架对四周进行加固；

4-1：在模板以及钢筋搭建完成后进行混凝土的浇筑。

2.根据权利要求1所述的一种复杂结构多曲面圆弧清水混凝土结构施工方法，其特征在于：所述1-1中的外模设计针对主龙骨及次龙骨的长度对各段外模的两侧侧壁进行内收或延伸的距离为3％～10％。

3.根据权利要求2所述的一种复杂结构多曲面圆弧清水混凝土结构施工方法，其特征在于：所述2-2还包括在第一下部侧模与第二下部侧模相交面的内侧安装倒角条。

4.根据权利要求3所述的一种复杂结构多曲面圆弧清水混凝土结构施工方法，其特征在于：所述2-5还包括拼装单个雨棚柱中孔洞模板，雨棚柱中孔洞模板包括从上至下的四个异形模板，先安装孔洞顶部的尖角模板，然后对称安装尖角模板下方两侧的异形模板，再对称安装各异形模板下方的孔洞中部弧条模板，最后安装孔洞底部的V型模板。

5.根据权利要求4所述的一种复杂结构多曲面圆弧清水混凝土结构施工方法，其特征在于：所述4-1之后还包括5-1:依次拆卸雨棚下部柱模板、雨棚侧面模板、雨棚柱中孔洞模板、雨棚腋下模板；其中雨棚柱中孔洞模板的拆卸顺序为先拆卸异形模板，然后拆卸剩余模板。

6.根据权利要求5所述的一种复杂结构多曲面圆弧清水混凝土结构施工方法，其特征在于：所述2-2至2-6中各模板的接缝处均采用胶布进行密封。

7.根据权利要求6所述的一种复杂结构多曲面圆弧清水混凝土结构施工方法，其特征在于：所述2-4还包括对安装好的雨棚腋下模板底部采用方钢进行支撑，方钢沿弧面的弧形方向依次间隔设置，方钢采用与满堂架固定的立杆顶托进行固定。

8.根据权利要求7所述的一种复杂结构多曲面圆弧清水混凝土结构施工方法，其特征在于：所述立杆顶托托举各方钢时采用竖直撑和斜撑的方式交错进行，斜撑的立杆顶托与方钢处弧形模板的弧度切线相垂直。

9.根据权利要求8所述的一种复杂结构多曲面圆弧清水混凝土结构施工方法，其特征在于：所述2-3及2-6中的雨棚侧面模板外部采用沿水平方向间隔设置的竖直方管进行二次加固。

10.根据权利要求9所述的一种复杂结构多曲面圆弧清水混凝土结构施工方法，其特征在于：所述2-5中还包括对雨棚柱中孔洞模板的相对面侧壁采用木方进行对顶。