異形曲面組合鋼模板在清水混凝土施工中的應(yīng)用

1項目概況和設(shè)計成都天府國際機場的夜間商務(wù)項目位于成都東南的龍泉山脈東側(cè)。簡陽市蘆溝市、草池市和石板市。地勢平坦，起伏不大。松坂區(qū)主要為干旱和荒地。本工程建設(shè)用地選址于天府機場一期工程航站區(qū)南北主軸線核心位置，北鄰航站區(qū)交通換乘樞紐GTC，周邊為航站區(qū)地面環(huán)道和航站樓出發(fā)層高架道路。用地范圍下方有規(guī)劃地鐵13、18號線，航站區(qū)穿場道路和航站樓行李管廊穿越。本項目由1座高星級、1座次高星級旅客過夜用房以及圍合的2層公用裙樓組成。其中，高星級標準過夜用房345間，次高星級標準過夜用房532間，總客間數(shù)877間。總建筑面積為119195.55m在高星級和次高星級旅客過夜用房的2—4層標高之間有Y形清水混凝土柱，位于過夜用房建筑塔樓的內(nèi)外圈，Y形斜柱由2根下大上小的變截面斜柱組成，圓柱下端直徑1000mm，上端直徑700mm，有類型A～類型E共6種類型。Y形斜柱示意如圖1所示。2模板選型影響分析本項目過夜用房建筑塔樓內(nèi)外圈的環(huán)狀連體Y形變截面清水混凝土斜柱數(shù)量多，共有52組、6種不同幾何尺寸的異形斜柱，傾斜角度各異，柱高跨越2個樓層，澆筑困難，定位精度要求高，工期緊張。模板選型成為了異形曲面清水混凝土柱施工過程中的主要制約因素在模板選型方面，相比傳統(tǒng)模板，木模板具有成本較低的優(yōu)點，但是不滿足設(shè)計造型且配模難度大，無法滿足拼縫要求且材料浪費大，模板剛度較小且操作時變形大；常規(guī)鋼模板可滿足普通設(shè)計造型要求，配模材料不浪費，模板剛度相對較大，但對于澆筑大體積的異形清水混凝土結(jié)構(gòu)而言，常規(guī)鋼模板本身的剛度無法滿足施工要求，常規(guī)鋼模板的異形曲面造型加工難度大，澆筑清水混凝土?xí)r產(chǎn)生的氣泡亦是影響外觀的重要因素。因此，在澆筑Y形變截面清水混凝土柱的過程中應(yīng)用一種高效的異形曲面鋼模板3工程方法和方法3.1鋼模板的設(shè)計和生產(chǎn)3.1.1混凝土結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計由于斜柱的直徑大，且是變截面的，柱高跨越2個樓層，因此鋼模板的面層必須具備足夠的剛度基于待澆筑的異形清水混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計施工圖進行三維建模，將二次處理數(shù)據(jù)導(dǎo)入切割機床，用激光技術(shù)上支加強層為等截面的軸向槽鋼龍骨和徑向槽鋼龍骨，軸向槽鋼龍骨和徑向槽鋼龍骨垂直交叉等間距布置；下馬甲加強層為等截面鋼板龍骨，等截面鋼板龍骨按照幾何特征曲線均勻交叉布置。3.1.2角鋼螺栓孔與定位銷孔鋼模板連接縫兩側(cè)的上支鋼模板面層的端部和下馬甲連接縫兩側(cè)的下馬甲鋼模板面層的端部分別設(shè)有角鋼，角鋼上分別開設(shè)有角鋼螺栓孔和定位銷孔，角鋼通過角鋼螺栓和角鋼螺栓孔的配合與上支鋼模板面層的端部連接；定位銷和定位銷孔配合將2個配對的角鋼連接起來。節(jié)段縫兩側(cè)上支鋼模板單元的上支鋼模板面層端部和下馬甲鋼模板單元的下馬甲鋼模板面層端部分別設(shè)有法蘭，法蘭上開法蘭螺栓孔，法蘭螺栓和法蘭螺栓孔配合將2個配對的法蘭連接起來。3.1.3水平連鎖單元的設(shè)計為保證澆筑過程中，清水混凝土斜柱之間的角度受控正常，在2個上支鋼模板單元之間設(shè)置可調(diào)節(jié)水平連桿，可調(diào)節(jié)水平連桿的兩端分別連接2個上支鋼模板單元。3.2施工方法3.2.1安裝鋼模板單元異形曲面鋼模板的安裝順序為：測量放線→勁性結(jié)構(gòu)吊裝→腳手架搭設(shè)→綁扎Y形柱鋼筋→安裝下馬甲鋼模板單元→安裝上支鋼模板單元→鋼模板單元間采用螺栓固定→可調(diào)節(jié)水平連桿調(diào)整斜柱角度→澆筑清水混凝土→間歇開啟振動器充分排除氣泡。3.2.2混凝土澆筑深化設(shè)計將確定好分塊數(shù)量的上支鋼模板單元和下馬甲鋼模板單元的三維數(shù)據(jù)導(dǎo)入卷彎機，使用卷彎機將分塊切割的平面鋼板進行彎壓處理，分別形成上支鋼模板單元的上支鋼模板面層和下馬甲鋼模板單元的下馬甲鋼模板面層。在上支鋼模板面層的外表面焊接上支加強層，以形成上支鋼模板單元，可以在上支鋼模板面層的外側(cè)沿軸向焊接軸向槽鋼龍骨，再沿軸向槽鋼龍骨外側(cè)焊接徑向槽鋼龍骨，根據(jù)混凝土側(cè)壓力計算，確定龍骨的間距。在下馬甲鋼模板面層的外表面焊接下馬甲加強層，以形成下馬甲鋼模板單元，可以在下馬甲鋼模板面層的外側(cè)沿幾何特征曲線路徑焊接鋼板龍骨，并均勻加焊交叉的鋼板龍骨，根據(jù)混凝土側(cè)壓力計算，確定龍骨的間距。分別對上支鋼模板面層與上支加強層焊縫的內(nèi)表面以及下馬甲鋼模板面層與下馬甲加強層焊縫的內(nèi)表面進行打磨，打磨必須規(guī)整平齊，減少焊接縫影響（圖2）。根據(jù)待澆筑的異形清水混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑高度，在所述上支加強層的外側(cè)對稱設(shè)置附加平板和連接板，分別在上支鋼模板單元和下馬甲鋼模板單元外表面涂刷紅丹防銹漆二度，油漆需涂刷均勻。在現(xiàn)場進行鋼筋綁扎，以形成對待澆筑的異形清水混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋籠。鋼筋綁扎前，在待澆筑的異形清水混凝土結(jié)構(gòu)的勁性鋼結(jié)構(gòu)上焊接鋼筋定位箍，以保證異形清水混凝土結(jié)構(gòu)的保護層厚度不發(fā)生偏差，避免拆模時清水混凝土的表面發(fā)生露筋現(xiàn)象。將上支鋼模板單元和下馬甲鋼模板單元運至現(xiàn)場，根據(jù)上支鋼模板單元和下馬甲鋼模板單元的編號按順序在所述鋼筋籠的外側(cè)組裝形成異形清水混凝土結(jié)構(gòu)鋼模板。應(yīng)先安裝下馬甲鋼模板單元，再安裝上支鋼模板單元，可通過連接縫兩側(cè)角鋼上的定位銷孔臨時固定鋼模板單元，初步固定成為整體模板體系。將上支鋼模板單元通過連接板與可調(diào)節(jié)水平連桿相連，調(diào)節(jié)最終的上支鋼模板單元之間的面內(nèi)夾角，保證澆筑時在液態(tài)混凝土自重影響時仍能確保面內(nèi)夾角穩(wěn)定。通過樓板上的投影放線，校準上支鋼模板單元最終的面外傾斜角度，并最終固定。將若干組平板振動器通過螺栓臨時附著在上支加強層外側(cè)的附加平板上。在上支連接縫和下馬甲連接縫上使用硅膠填補空隙，并貼上膠帶，最大化減少拼縫對清水混凝土的澆筑影響。在上支鋼模板單元的上端口用軟管輪流交替下料澆筑清水混凝土，交替下料的暫停時間保持5min左右，暫停下料時開啟振動器，持續(xù)10s左右，保證充分排除氣泡。對清水混凝土進行充分養(yǎng)護后，依次拆除鋼模板，對清水混凝土柱采取適當?shù)酿B(yǎng)護措施4模板安裝與定位本工程主要通過過夜用房建筑塔樓內(nèi)外圈的環(huán)狀連體Y形變截面清水混凝土斜柱表達時尚的建筑設(shè)計風(fēng)格，具有標新立異的整體感覺，因此清水混凝土的施工質(zhì)量對后期建筑的外立面效果呈現(xiàn)相當重要。異形變截面清水混凝土結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)施工方法是使用木模板或者組合鋼模板逐塊拼接，由于該部位的施工精度要求