大型商業密集式多圓心拼接異型弧形梁模板施工技術分析

朱旭良，于吉祥，莊帥 （中建七局第一建筑有限公司，河南 鄭州 473000）

1 工程概況

漯河市愛琴海購物公園項目位于河南省漯河市，為1 棟地下2 層、地上5 層的商業綜合體，單層面積13000m2，項目品質定位為打造高鐵商業圈的標志性建筑。建筑結構平面設計呈“O”字型，由不同曲率的弧線組合而成，不規則圓弧共計19 個部位。每個部位圓弧均由十余段不同圓心、直徑的圓曲線拼接而成，其中最多的一個圓弧圓心達14 個，最大圓弧直徑為23.5m，最小圓心圓弧直徑為13.6m，最大梁截面400mm×1200 mm。

2 結構施工關鍵技術

針對密集、多曲率弧線拼接組合而成的異型梁特性，并基于弧形曲線模板成型難易程度、成型效果方面考慮，區別于傳統的幾何作圖、坐標法等方法，將“圖形定位”和“現場試拼”相結合，配以新型塑料模板的應用，提高弧形梁精度，達到曲線走向、線形順接流暢的目的。主要借助CAD 圖形工具將弧形梁不同曲率段的弧長、拱高、弦長等參數提取出來，并按照這些參數對弧線進行劃分，分解成若干個“特征點”，運用CAD 繪圖軟件畫出控制網，并將“特征點位”和主軸線的水平、豎向位置關系進行鎖定。充分發揮新型塑料模板彎曲性能對弧形梁曲線成型效果的促進作用，依據上述參數進行模板的加工、預拼，按照測量控制網對應的各特征點位置進行各板塊的現場精準匹配。同時通過對相鄰兩種不同曲率交接處模板的處理，實現不同弧線間的平順過渡，提升整體弧形梁的模板加固效果，從而達到結構實體成型的曲線效果，詳細工程技術開展流程圖見圖1。

圖1 密集式多圓心弧形梁施工流程圖

2.1 簡化工作量，提高效率

與常規的測量方法如直接拉線法、幾何作圖法、直角坐標法、極坐標法等相比，該技術具有內業計算工作量小、施工不受場地限制等優點。使用網格定點放線技術，簡化了工作量的同時，也有效保障了弧形梁成型曲線，滿足設計的要求。

2.2 方法綜合化，確保精度

“圖形定位”和“現場試拼”相結合，采用CAD 電子圖形測量提取數據，以各段曲線的弧長、拱高、弦長三大參數為基準，將不同曲率的圓弧進行分解，形成圓弧線性上的各代表性“獨立特征點”位，并依據橫縱主軸線或現場主控線進行橫縱向距離的測量，確定現場曲線放樣的各點位參數。結合現場放樣試拼，將各弧段長度和特征點按順序進行匹配，實現以控制網精確定位弧線各點具體位置及特征點之間的曲線線形。

2.3 實現預拼裝，加快速度

依據分解后的各段弧長參數，按順序進行各單塊模板的配板和編號標識，可在架體支設前完成對模板的加工和預拼，將多曲率模板精確加工的難題“前置化”，有效加速了施工速度。

2.4 應用新材料，提升效果

結合弧形梁的曲線特點，采用彎曲性能較好的新型塑料模板。其作為梁側模材料，在方便工人操作的同時，更能保證曲線成型效果，同時方便將來相鄰弧線段拼接處的連接柔順性。為滿足弧形梁模板架體的整體安全性、穩定性，采用了新型盤扣式腳手架，該架體能使模板與周圍的支撐架體連接更有效，并更具整體性，通過驗算該支撐系統穩定性符合要求。

2.5 經驗可推廣，適用性強

本施工方法區別于其他弧形梁，它是由多個不同曲率的圓弧拼接組合而成，所形成的模板定位、放樣、加工、安裝經驗，可以適用到類似工程中，有效降低施工難度，提升效率。

3 施工流程

3.1 施工準備

因在主樓邊緣的弧形梁平面較小、梁寬較窄等特點，使用15mm 厚的塑料模板是最好的選擇，并將曲梁模板的弧長制定在1200～1500mm，對其按照相同的尺寸進行配模、編號。

3.2 測量放線

通過CAD 制圖軟件將圓弧劃分為幾個相等的網格，并測量梁外緣與圓心每個中心點之間的距離。在逐一標識后，該點被用作測量控制點和后續校對控制點。待澆筑完樓板面的混凝土后，現場進行測試，放設軸網，將每個圓心的距離點位標記在圖紙上，保證不同圓心、半徑弧形曲線的連貫性以及平順過渡，并將控制點標識在結構板上。

3.3 弧形梁的架體搭設

弧梁底部模板框架采用螺旋鋼管框架架設，架設要求如下：依據弧形梁的截面尺寸來確定弧形梁模板的框架寬度；梁的底框架體和頂框架體用盤扣式鋼管連接為一體，橫梁的步距不超過1200mm，上框體自由端高度不超過600mm；由于梁體過高，需沿梁方向采用斜向拉桿加密支撐，每900mm 一道；圓弧梁底部采用50mm×70mm 的木枋作為水平后緣，施工時應按照水平背楞和模板厚度調整高度；采用原比例尺寸放樣，使不同心弧形在架體上準確定位。

3.4 弧形梁底模安裝

按原設計的尺寸配置模板，并進行切割及編碼，便于梁模安裝，也有利于減少施工工期。模板采用15mm 厚塑料模板，加工好后模板及時進行覆蓋保存，以防淋雨暴曬變形。

將在工廠廠房制作好的1200～1500mm 的弧形梁底模板進行試拼裝，并在背部采用50mm×70mm 鋼木龍骨加固，再根據梁的寬度確定木枋之間的距離，大于等于400mm 的梁寬需要設置三道背楞，兩側的兩道木枋應長于模板約20mm，三道背楞錯開的間距應不小于600mm，如圖2所示。

圖2 弧形梁底模拼接圖

圖3 圓弧梁模板安裝軸測圖

圖4 弧形梁側模控制措施

將配置好的弧形梁底模板進行預拼裝，從弧形梁端部逐個施工，施工過程中應及時對梁底模板進行糾偏，將安裝控制點允許偏差控制在2mm內，同時把梁底的模板固定在支撐架的鋼管后緣上。弧形梁底模板安裝完畢后，用水平控制線全數檢查，并調整梁底標高，調整后可以執行下一工序。安裝預制弧形梁周圍切割的頂板模板。預安裝完成后，利用控制點對模板進行位置調整，然后進行固定。樓面模板安裝完畢后，將樓面模板固定在弧形梁內模的垂直方木背楞上，使弧形梁內模板的圓弧與樓面模板的圓弧重合。應從一端固定到另一端，以防止內模變形。整個弧形梁底模板組裝在框架上后，應根據控制線全數檢查并進行調整，調整合格后，方可進行下道施工工序。

3.5 弧形梁內側模板安裝

梁側模使用15mm 厚塑料模板；豎向背楞采用50mm×70mm 木枋，每300m 設置一道；水平背楞采用兩根直徑為22mm 的鋼筋，每400mm 設置一道。

內側模板安裝時，只需做臨時固定，待頂板模板安裝時再安裝其它部位。

3.6 弧形梁周邊頂板模板安裝

在弧形梁附近安裝并切割模板進行配模，在預拼及安裝完成后，利用現場控制線進行調整，最后再進行固定。

當頂板模板安裝完成后，將頂板模板固定在弧形梁內側模板豎向背楞上，使梁內側模板的圓弧與頂板模板的圓弧重合。固定時，應從一端至另一端按順序固定，防止模板變形。

3.7 弧形梁鋼筋綁扎

在綁扎梁鋼筋之前，主筋應以1m的間距小角度彎曲，彎曲度為2°～3°。定位鋼筋的直徑不應小于14mm，梁寬應為-2mm，并在兩端做防銹措施。定位鋼筋不得焊接在主鋼筋上，可在箍筋、附加筋上焊接。定位桿的縱向間距為500mm，豎向間距為300mm。為確保外側梁整體外觀均勻一致，應復核外側梁模板的平整度、垂直度以及所在位置。

3.8 曲率弧線不同圓心順直度控制措施

控制點應采用兩種測量方法進行檢查。在澆筑完成的首層樓板上放線，標記出圓形梁的位置，控制點應每隔500mm設置一個，并將控制點在相應位置彈出，此時開始架設底部模板。之后進行鋼筋綁扎，待鋼筋綁扎完畢后，梁的側部模板即可進行支設，彈出相應控制線后，側模方可架設。

圓弧梁鋼筋及模板施工要點：圓弧梁的底模加工后，在進場時應進行復檢，并聯合多部門進行驗收。在鋼筋加工完成后、送至施工現場綁扎前，應提供相關的質量證明文件。根據定位控制點位置鋪設側模，次龍骨為50mm×70mm 木方垂直放置，加固鋼筋為C20鋼筋，沿圓弧布置。

斜梁和多角度交叉梁：根據現場控制軸線位置確定終點，畫線確定中心線位置，并根據該位置鋪設底模。多角度交叉梁柱交接處的梁柱節點模板應根據現場實際位置放樣加工。在多梁相交或斜梁相交處，箍筋的布置應垂直于梁的縱向受力鋼筋，按照主梁鋼筋在底部和次梁鋼筋在頂部的布置順序。箍筋尺寸應根據梁柱核心區附近的實際情況進行調整。

4 結束語

采用網格控制網作為控制圓弧梁安裝的控制方法，有效提高了梁位置的精度和施工效率，最終混凝土成型質量、觀感質量得以有效控制，且達到控制的質量標準，為下一階段的建設工作提供了保障。雖然圓弧梁的施工過程、施工工藝較為復雜，但通過對現場問題的解決，極大地降低了圓弧梁模板的施工難度，對單位工程中有大量規則形狀的圓弧梁工程具有借鑒及指導意義。