[发明专利]反弧墙模板空间定位控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及异形建筑结构的施工方法，具体指一种反弧墙施工前的模板空间定位控制方法，属于建筑施工技术领域。

 

背景技术

在现代都市中，为了加强文化软实力建设，丰富市民的文化生活，往往都修建有各种文化表演比赛场馆，如大剧院、各种体育比赛场馆、马戏场馆、音乐厅等。这些场馆很多时候不仅仅是为了观看演出或比赛的功能性场所，往往还以艺术作品的方式呈现，体现出设计者高超的艺术造诣，成为一个地方或者该城市的标志性建筑，因此建筑场馆的造型往往成为该建筑的一大亮点，且这种展现时代进步或地标式异形混凝土建筑物（构筑物）越来越多，施工工艺难度也越来越大。

如果说作品的设计体现的是设计者的艺术造诣，跟技术无关的话，那么将设计作品以建筑物呈现出来则是科技的体现，这里面包含有更多的技术含量。在作品设计时，通常存在作品的某部分为异形结构，对这部分的施工往往比较困难，既要原样呈现设计作品，又得考虑建筑自身的强度、质量，同时作为施工方，还得考虑成本和安全因素。异形结构混凝土作为建筑工程施工中的重要环节，早已成为建筑混凝土施工中的难点以及重点。作为混凝土建筑，通常在施工前需要搭设模板结构，模板外侧再依次通过背楞、主楞和架体将荷载以面线点的方式逐层传递。通常曲面混凝土的施工分为鼻坎、反弧段、陡坡段、顶部曲线段，施工时应自下而上进行。在施工中的支撑体系受力的计算、模板定位三维控制测量精度，混凝土自身及表观质量，满堂脚手架搭设的整体稳定性都是非常规，须攻克的难点。

反弧墙作为一种现浇混凝土异形结构，如果能够用于建筑场馆，将大大体现建筑的造型特点。反弧墙的效果图见图1，图2是反弧墙的平面图。其任一位置的竖向截面呈向外翻展的弧形，同时其任一位置的横截面也为圆周上的一段弧形，这两个截面上的弧形分别对应着各自的一个圆心，因此反弧墙在任一小块区域都是双向（横向和竖向）弧形结构。该反弧墙是三维立体形状，整体空间高大，对模板的定位以及成型要求高。对于这种反弧墙模板设计，模板的三维定位和支撑体系稳定性要素都是需要特别考虑。

根据反弧墙三维空间特点分析，为较好的控制其三维空间形状，并在施工的过程中能够承受混凝土自重、施工荷载力等各种作用下不发生变形和位移，通常的施工工艺是选择钢模板。运用BIM技术，将反弧墙进行空间分析，将钢模分解为若干块，虽然在同一水平标高范围内的墙体弧度基本一致，但反弧墙在同一垂直剖面段内每层的弧度完全不一致，所以不同高度的模板只能分别加工，在同剖面模板反复利用率低；而且每块钢模都双曲面，四个点的定位也非常复杂和繁琐，因此无论是车间加工阶段还是在现场拼装施工阶段，其定位是相当的复杂和繁琐，由于结构的唯一性，使用后的钢模无法再次利用，浪费严重。如果将整个模板支撑体系和定位模板结合在一起，采用大型胎架，虽然也能够解决复杂繁琐的三维定位和支撑体系的稳定问题，但由于反弧墙垂直高达10多米，弧面长达20米以上，且是由内往外弧形，尽管将胎架简化、分解，但单榀胎架至少也有一吨多重。混凝土浇筑完成后，胎架位于反弧墙下方，由于塔吊和起重设备只能在竖直方向起吊，其拆除也是一个问题。所以胎架进场可以使用塔吊，但拆除时塔吊就派不上用场。即使胎架进场起吊，由于体积庞大，重量重，也非常麻烦。同时，上述两种方案都存在造价高的问题，不经济且不便于施工。因此，对于该反弧墙，如何在三维准确定位，保证其结构造型的情况下，设计出既能保证支撑系统的稳定性、确保局部强度，又能够降低加工设计难度的模板支撑体系便于施工操作，是反弧墙能够顺利实施的保障。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种既能保证强度、又能够降低施工难度、且造价低的反弧墙模板空间定位安装的方法，以保证浇筑混凝土反弧墙结构的三维空间尺寸。

为实现上述目的，本发明的技术方案是这样来实现的：

反弧墙模板空间定位控制方法，本方法模板支撑体系包括模板、背楞、主楞和架体，本方法以主楞为反弧墙三维定型基准，步骤如下，

1）主楞结构的确定；主楞为焊接弧形H型钢结构，焊接弧形H型钢翼缘与反弧墙平行，焊接弧形H型钢整体沿长度方向弯曲呈弧形并与反弧墙竖向截面形成的弧形对应；焊接弧形H型钢靠近反弧墙的翼缘为上翼缘，远离反弧墙的翼缘为下翼缘；

2）将步骤1）结构确定的主楞加工为整根主楞，再将成型的所有整根主楞分为相同的若干段；或者将步骤1）结构确定的主楞预先设计为多段并分别加工，多段可组合形成整根主楞；本方法反弧墙在高度上分层施工，每层施工高度由对应的主楞段高度决定；