大跨度箱形變截面鋼筋混凝土拱施工工法secret

1、大跨度箱形變截面鋼筋混凝土拱 施工工法 采用大跨度箱形變截面鋼筋混凝土拱作為屋面結構主要受力構件，并且為變截面和箱形，以體現(xiàn)結構合理性和減輕自重，應用于橋梁方面比較普遍，而應用于體育建筑及會展中心等大型公共建筑，尚無先例。體育建筑的屋頂結構，普遍為鋼結構。鋼結構設計、施工經(jīng)驗成熟。就施工技術而言，鋼筋混凝土拱結構施工工藝復雜，關鍵控制點多，涉及面廣，施工難度大。 通過本工法的應用，解決了體育建筑及會展中心等大型公共建筑中拱結構采用鋼筋混凝土材料施工、跨度在l 10m以上、且為箱形和變截面拱的施工技術難題，在成功施工實例的基礎 E，總結編制了本工法。1 特點 1.1拱跨度大，拱的跨度在110m以

2、上。 1.2拱的建筑材料為鋼筋混凝土而不是鋼材，用鋼筋混凝土材料建造大跨度拱結構的施工方法比鋼結構拱的施工方法復雜得多。 1.3拱的造型為變截面，拱頂、拱中心線、拱底三弧不同心，與通常的等截面拱，就施工技術而言，要困難得多；并且，由于采用變截面拱，兩拱之問鋼筋混凝土連系桁架的高度、角度、位置、方向都不相同，而又只能高空現(xiàn)場施工作業(yè)。 1.4 由于結構構造需要，變截面拱設計為封閉式的箱形拱，在每榀桁架與拱的相交處設拱的加強肋，為了確保混凝土結構的耐久性，施工完后箱形拱內(nèi)不允許留置模板，必須全部拆除。 1.5由于工程的重要性和結構設計上的考慮，拱腳與承臺之問不能留置施工縫，混凝土拱結構的施工質量、

3、要求達到內(nèi)堅外美的清水混凝土效果。2適用范圍本工法適用于體育建筑、會展中心等大型公共建筑。3 工藝流程 工程樁驗收土方開挖破樁頭混凝土墊層施工拱腳承臺、拉梁施工拱下部承臺、基礎梁施工回填土拱支撐架基礎(墊層)搭設拱支撐架拱底模板支設拱體分段(每段按模板鋼筋混凝土工序進行流水)施工封拱養(yǎng)護拆除拱底模板。4施工要點 4.1拱施工流水段的劃分 分段原則 分段位置要使拱的支架受力對稱、均勻和變形最小為原則。 拱體分段施工縫留設應考慮桁架施工和避開拱肋范圍，便于模板安裝和拱內(nèi)模板拆除。 混凝土的澆筑順序，兩拱應沿拱軸線方向分段對稱、由下向上、同步澆筑。 各段的接縫面要與拱軸線垂直 拱的分段 沿拱軸線方向

4、分段，第一個施工縫位置設置在拱腳處，其余施工縫設置在拱的加勁肋上下端各1600mm處，最高處設為封拱段，長度約2m左右(以拱頂垂直中心線為對稱軸，兩邊均勻留設)。 通過特殊的施工流水段的劃分技術，解決箱形拱內(nèi)模板拆除困難和變高度、變角度、變方向、變標高的鋼筋混凝土桁架施工難題。 4.2模板設計與施工技術 模板分拱腳模板、拱體模板、桁架模板。而拱頂、拱中心線、拱底的三弧不同心與高度、角度、方向、位置、標高均不相同的桁架給模板設計方案、加工尺寸與安裝質量提出了很高的要求。 拱體模板 拱體模板由拱底模板、拱外側模板、拱內(nèi)側模板、拱頂模板和支撐件、連接件等組成，為保證拱體達到清水混凝土效果，外側模板采

5、用酚醛樹脂鏡面模板；內(nèi)模板考慮拆模方便，采用企口木板，施工段的劃分考慮箱形拱內(nèi)狹小空間的拆模，拱體外底模整條拱一次對稱安裝就位。拱內(nèi)外側模板用穿墻螺桿固定，如圖1所示。 .1外底模板 外底模板在拱頂處最大預留拱度為100mm，在拱腳處預留拱度為零，其余各處按圓弧曲線起拱。脫模劑選用無色水質型脫模劑。外模板嵌縫材料，采用透明玻璃膠。 .2外側模板 外側模板采用18mm厚酚醛樹脂復面木膠合板，木肋50mm X 100mm松木方(豎向布置)，水平鋼管2 48×3.5。外側模板呈扇形分塊布置。外側模板之問的豎向拼縫沿拱軸線的法線方向。 .3外頂模板 外頂模板采用18mm厚酚醛樹脂復面木膠合板

6、，木肋采用5根50mm×100mm松木方，木肋沿拱頂縱向布置，模板按段分塊布置，標準模板長度為1200mm，每段末尾剩余尺寸不足1200mm時，按實際尺寸加工一塊非標準模板補缺。拱頂近坡度漸趨平緩，當混凝土澆灌時，能保持自穩(wěn)不向下流淌，可以不使用外頂模板。圖1 A段模板安裝橫剖面圖 4.2.104內(nèi)底模板 內(nèi)底模板采用20mm厚松木企口板，木肋采用3根50mm×100mm松木方沿拱內(nèi)底縱向布置，內(nèi)底模板分塊配制。標準模板長度為2000mm，每段末尾剩余尺寸不足2000mm時，按實際尺寸加工一塊非標準模板補缺；然后，向其余各段周轉使用。對拉螺栓孔位置應與外底模板的螺栓孔位置相

7、對應。 .5內(nèi)側模板 內(nèi)側模板分塊及編號與外側模板相對應，如外側模板Y1對應的內(nèi)側模板為N1。在外側模板放樣的基礎上，放出內(nèi)側模板。 內(nèi)側模板采用20mm厚松木企El板，木肋采用50mm X 100mm松木方沿拱徑向布置。內(nèi)、外側模板的對拉螺栓孔位置應一致。 .6內(nèi)頂模板 內(nèi)頂模板采用20mm厚松木企口板，木肋3根50mm X 100mm松木方沿拱縱向布置，內(nèi)頂模板分塊配置，第一段配足，然后逐段周轉使用。 桁架模板 根據(jù)桁架上、下弦截面尺寸及腹桿截面尺寸確定模板規(guī)格，模板采用18mm厚木夾板和50mm X 100mm木方制作。 4.3“六對稱”均衡施工法 “六對稱”均衡施工法，是指雙拱對稱施工

8、；每拱施工時，支撐架對稱搭設和拆除；模板對稱安裝和拆除；混凝土澆筑時，從兩拱腳開始向頂部逐段對稱施工；桁架對稱施工；桁架混凝土澆筑，從兩端向中心推進，對稱施工。 “六對稱”均衡施工法，關鍵在于施工過程中用工序對稱來保證結構施工中的受力對稱；保證模板和支撐體系受力均勻，不變形。在施工實踐中，如在支撐架的搭設中，稍有不慎，就曾出現(xiàn)過支撐架偏位的情況，造成局部返工。因此，在以后的施工過程中，十分注意對稱施工；如果混凝土澆筑過程中，由于不對稱施工造成拱軸線偏位，將造成永久性缺陷，甚至造成施工技術的失敗。 4.4承臺與拱腳整體澆筑法 按常規(guī)做法，樁基承臺混凝土可以單獨澆筑，這種施工工藝比較合理并為拱腳架

9、子、模板安裝提供了堅實的基礎和正確的尺寸，并且采取拱腳處承臺面下凹200mm，作為拱承臺與拱腳底部的施工縫，拱腳與承臺分兩次澆筑。但設計要求承臺與兩拱腳混凝土一次性整體澆筑，不能有施工縫。在工程施工中，做好模板設計、混凝土配合比設計。澆筑過程中，承臺采用斜面分層、循序漸近的方法。采取從拱腳模板預留入口進入模板內(nèi)振搗混凝土，并采用電子測溫技術，確保大體積混凝±施工質量。 4.5清水混凝土施工技術 大跨度箱形變截面鋼筋混凝土拱為外露構件，拱結構混凝土質量必須達到內(nèi)堅外美的效果。故在普通混凝土的驗收標準上，制定如下質量標準：軸線通直，弧度、半徑尺寸準確；棱角方正、線條順直、弧形美觀；表面平

10、整光滑、色澤一致；表面無明顯氣泡，無砂帶和黑斑；表面無蜂窩、麻面、裂紋和露筋現(xiàn)象；模板拼縫、對拉螺桿和施工縫留設要有規(guī)律性并且美觀；模板的拼縫接縫和施工縫處無掛漿、漏漿。因此，對所采用的施工方法、選用材料的品質、操作人員的技能和施工管理水平等，均有很高的要求。 根據(jù)拱施工的特點，從測量放線、鋼筋、模板、混凝土配合比設計、混凝土攪拌、混凝土運輸、混凝土澆筑、混凝土振搗、混凝土養(yǎng)護及成品保護等方面，采取相應的施工技術措施，在整個拱的施工過程中，保證各道工序施工的連貫一致性，精心組織施工，達到預期的效果。 4.6封拱技術 封拱施工為本工程的重點和關鍵，封拱對技術、環(huán)境溫度以及施工方法都有嚴格的要求。

11、由于建筑工程施工規(guī)范中，沒有鋼筋混凝土拱封拱技術要求，我們參照橋梁混凝土拱的施工要求執(zhí)行。 封拱時間選擇在日平均氣溫接近當?shù)啬昶骄鶜鉁氐臅r問來澆筑。在澆筑混凝土前，將整個拱身用自來水淋濕，待拱體混凝土溫度降到最低點后方可澆筑。 封拱混凝土強度等級執(zhí)行設計要求。拱混凝土配合比由中心實驗室配制。坍落度、初凝時問及終凝時間由試驗確定，攪拌站專人負責配合比計算。澆筑混凝土時，應從一側下料待拱體對面混凝土與底層基本相平時再從另一面下料，以防空氣堵在底板中間。 4.7拱施工測量控制技術 該工程拱結構的軸線控制及高程控制是測量工作的關鍵和難點，根據(jù)該結構的施工特點，對該結構各階段軸線控制，將采用平行側面借線

12、方法；高程采用吊掛鋼尺進行抄測。 在施工各階段過程中，為掌握重要的拱結構軸線位移與沉降情況，及時發(fā)現(xiàn)沉降與變形的程度，提供可靠的變形數(shù)據(jù)。在各施工過程中，對拱結構進行沉降和變形觀測。每次觀測后的成果均與首次成果比較，計算沉降量；每次觀測結束后，都要檢查計算結果是否正確。將觀測數(shù)據(jù)列入沉降觀測的成果表中。 為了隨時掌握拱架支撐、拱結構和拱腳的變形.隋況，按照施工程序，在支設模板、鋼筋綁扎、澆筑混凝土以及拱底模板拆除前后的各個階段，對拱結構及拱腳進行變形觀測。5質量控制措施 為控制好拱的施工質量，主要采取了以下措施： 5.1鋼筋工程 (1)用于拱的鋼筋都應有出廠質量證明書或檢驗報告單； (2)拱結

13、構主筋實測強屈比不應小于1.25，實測屈服強度與強度標準值的比值應為：l1.25： (3)進行鋼筋機械連接和焊接的操作工人必須經(jīng)過技術培訓、考試合格，持證上崗； (4)冷擠壓鋼筋連接必須做好擠壓線和控制線以保證連接質量，冷擠壓接頭的施工現(xiàn)場檢驗與驗收詳見鋼筋機械連接通用技術規(guī)程JGJl0796和帶肋鋼筋套筒擠壓連接技術規(guī)程JGJl0896。 (5)拱體施工縫外250mm處，要安放鋼筋定位框，以保證拱體主筋位置和混凝土保護層； (6)鋼筋工程在支模前，必須進行隱蔽工程驗收。鋼筋綁扎分項工程允許偏差，見表5.1。鋼筋綁扎分項工程允許偏差表 表5.1序號項 目允許偏差(mm)國家標準內(nèi)控標準l承臺板

14、鋼筋網(wǎng)間距±20±152拱體、桁架箍筋外包尺寸±S±43拱體、桁架主筋間距±10±84拱體、桁架箍筋間距±20±15S承臺板馬凳鐵高度±56受力鋼筋保護層承臺板±10±8桁架±5±4拱體±3±3 5.2模板工程 (1)模板安裝嚴格按“模板方案”進行，如需要修改時，必須征得編制者的同意。 (2)模板安裝，必須在放線、驗線之后進行。放線時，要彈出中心線、邊線、支模控制線。 (3)模板及其支架必須有足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受新澆混凝土的自

15、重和側壓力，以及在施工過程中所產(chǎn)生的荷載。 (4)桁架下弦模板應起拱，起拱高度為20mm。 (5)模板安裝的允許偏差，見表5.2。模板安裝的允許偏差表 表5.2序號項 目允許偏差(mm)國家標準內(nèi)控標準l軸線位置承臺53拱體、桁架522底模上表面標高±S+2 53截面尺寸承臺±10±5拱體、桁架+4 5+3 44拱模垂直度655相鄰兩板表面高低差2l6表面平整度(2m長度內(nèi))547預埋件中心線位移33 5.3混凝土工程 (1)選擇資質、信譽可靠的商品混凝土攪拌站，供應質量可靠的混凝土。自設混凝土攪拌站應進行詳細的可靠性、可行性設計。建立可靠的攪拌站運行和質量管理制

16、度，經(jīng)嚴格評審后，方允許生產(chǎn)混凝土。 (2)泵送混凝土配合比要根據(jù)施工現(xiàn)場泵的種類、泵送距離、輸送管徑、澆筑方法、氣候條件確定。 (3)商品混凝土進場，第一車必須有“開盤鑒定”，要有混凝土等級、坍落度、初終凝時間及攪拌時間等，不合格者，立即退場。 (4)在混凝土澆筑地點，每2h檢查一次混凝土的坍落度；如發(fā)現(xiàn)混凝土有異常情況，隨時抽查。 (5)在澆筑混凝土前，對模板內(nèi)的雜物和鋼筋上的油污等應清理干凈，對模板的縫隙和孔洞應予堵嚴。 (6)每段的混凝土澆筑要連續(xù)進行；當必須間歇時，其間歇時間宜縮短，并須在前層混凝土初凝前，將上層混凝土澆筑完畢；若因故前層混凝土已初凝時，須按施工縫處理。 (7)拱底板

17、混凝土澆筑，為了保證混凝土充滿底板，在內(nèi)底模板上必須留12排氣孔，并派專人觀察，澆筑到位要立即封嚴。 (8)在混凝土澆筑過程中，對模板及支撐體系進行沉降及變形觀察。 (9)按規(guī)定及時做好混凝土標養(yǎng)試塊以及同條件養(yǎng)護試塊，并按時送檢。 (10)混凝土允許偏差，見表5.3。6安全控制措施 (1)每道工序要做好安全交底，操作地點必須達到安全要求，方能進行操作。 (2)腳手架按要求搭設，充分利用“三寶”。 (3)手持電動工具要戴絕緣手套，并設有漏電保護裝置。 (4)高空作業(yè)人員操作時，必須精神集中，手用工具放入工具袋，避免物品掉下。凡患有高血壓、心臟病、貧血等不適合高空作業(yè)人員，不得進行高空作業(yè)。 (

18、5)六級以上大風天，應停止作業(yè)。(6)季節(jié)性操作工人要配備必要的勞保用品?；炷猎试S偏差表 表5.3序號項 目允許偏差(mm)國家標準內(nèi)控標準l軸線位移承臺板1512拱體、桁架862標高拱體每段標高±10±8拱體全高±30±203截面尺寸承臺板+8 5±5拱體、桁架+8 5+ 6 44拱體垂直度每段85全高25155表面平整度(2m長度內(nèi))866預埋件中心位置55主要施工機械設備，見表7。7主要機械設備主要施工機械設備表 表7序號名 稱數(shù)量型 號1塔吊2臺H336B(R=60m)2混凝土攪拌機2臺JSY-3503混凝土輸送泵2臺HBJ304插入式振動器16臺5平板式振動器2臺6電焊機2臺BX3一500一27鋼筋冷擠壓機4套8木工手電鋸4臺9木工電刨l臺MIBl03A10木工手電鉆8臺11小翻斗車6套12空壓機l臺13壓路機1臺14蛙式打夯機4臺8勞動力組織 合理而科學的組織勞動力，是保證工程順利進行的重要因素之一，必須周密計劃，合理調度，實行動態(tài)管理，使勞動力始終處于動態(tài)