装饰性现浇混凝土弧形构件施工技术探究

黄亮忠 李俊

随着我国经济的不断发展，现代公共建筑对建筑美学的要求也越来越高，建筑造型更加注重线条的流畅、平顺，使建筑在满足使用功能的同时，更加具有艺术观赏性。对于采用现浇混凝土方式制作的装饰性弧形构件，其最终质量受诸多因素的控制，如何在满足美感要求的同时尽可能节约成本亦是一个重要前提。

为最大限度利用混凝土自身优点、降低施工成本、减小各因素对混凝土造型美感的制约，通过不断优化施工方案、改进模板搭设方式、采用现场制作加工弧形底模的制作方式，在减少质量缺陷的同时，也可有效降低施工费用，同时提高施工便捷性和安全性，使混凝土弧形构件造型得以高还原度呈现，通过进一步改进施工工艺和科学的管理办法，使拆模后的表面质量达到清水混凝土的标准，减少二次修补，降低工程成本。

一、工程概况

百东生态文化旅游现代服务业集聚区星湖交通桥项目，桥面不做车辆通行使用只做游客通行使用，为民用建筑。星湖交通桥共6跨，每跨设置桥拱7道，合计42道桥拱，包含与原结构相连接的端头拱共12个，展开面积约2800m2。2017年4月开始施工，至2017年6月施工完成，10月份通流，历时半年，按预定施工计划完成。

二、工艺原理及技术特点

混凝土构件底模板利用钢筋作为主钢楞作为底托对悬挂弧形构件底模板进行支撑，利用钢筋刚柔并济的特性，在局部支撑位置，方木和钢筋的刚度可以确保底模板加固后产生的挠度不超过限值，在整个支撑体系上，钢筋的塑性可以确保弧形混凝土构件的平滑顺直。整个施工过程通过弧形底模板采用钢筋拱肋支架体系支撑技术、弧形构件定位放线技术、自密实混凝土应用技术来实现。

技术特点：（1）采用柔度良好的模板现场加工制作成弧形底模，底托采用横向方木固定在多道纵向钢筋上，支撑体系采用传统钢管支架，整体刚度好，保证拆模后混凝土弧形构件的顺滑及线条的流畅；（2）无须另行定制异形模具，节省工期和成本；（3）采用自密实混凝土浇筑减少混凝土表面质量缺陷，减少二次结构与受力结构之间产生的沉降裂缝，降低二次修补费用；（4）加固方式根据实际情况灵活调整，可应用于不同形状的混凝土构件。

三、工艺流程

施工准备→植筋及基层处理→搭设支架体系→安装弧形底模→安装桥拱钢筋→安装侧模并加固→浇筑自密实混凝土→拆除模板支架→清理、检查验收。

（1）施工准备。①搭设脚手架。脚手架采用双排钢管搭设，排距、立杆纵距、横杆步距不应超过规范要求，以安全计算间距为准。全立面设置剪刀撑、每6跨设置一道抛撑，沿弧形轮廓部分的操作面满铺脚手板。②测量定位。测量定位严格按施工工艺进行，采用合理的测量步骤，选用精度符合要求的测量仪器进行控制线投放，保证测量精度。

混凝土构件的弧形轮廓是由半径各异的圆弧构成的平滑曲线，通过CAD图坐标和已浇筑的框架结构轴线，从轴线和基准点通过引测确定弧形轮廓的底模位置。

（2）植筋及基层处理。对旧混凝土界面进行严格清理，凿去松动石子，凿成凸凹面，经过表面的机械处理后，必须将碎屑、粉末彻底冲洗干净；浇筑二次混凝土前，旧混凝土必须浸水洇湿，但不得有积水，使其达到“干饱和”状态，在旧混凝土表面界面上涂刷高标号水泥砂浆或混凝土界面处理剂；新浇筑的混凝土较旧混凝土提高一个强度等级，并振捣到位。

植筋最小锚固深度为150mm，植筋与混凝土边缘距离不宜小于5d且不宜小于100mm，对植入的钢筋应进行防锈除锈处理，铁锈会影响摩擦力，钢筋锈蚀后产生的鳞片必须用钢丝刷除去。

（3）搭设支架体系。根据施工方案搭设支架体系，按受力支承面两侧每侧增加15cm搭设的宽度确定搭设面积，各构件的支架体系连续设置形成一个完全的整体，确保悬挂混凝土构件不产生偏移。底模方木架在弯制而成的螺纹钢筋拱肋之上，并用镀锌铁丝将木楞与钢筋拱肋绑扎牢固；钢筋拱肋固定于支架横杆之上，通过结构荷载→模板→木楞→钢筋拱肋→支架横杆→支架立杆→地基的传力体系将构件的荷载传递下去，支撑杆件连接稳固，搭设受力清晰，不产生沉降。

图1 弧形混凝土构件定位图

（4）安装弧形底模。构件底模采用薄型且柔韧性较好的竹胶板，模板加工时按照构件线形将模板分段制作，将每一段视为直线段，按照搭设好的抛物线支架调整模板位置，保证线形美观。在已经支设好的钢筋拱肋和木楞上安装底模时，模板短边刨平确保接缝紧密，短边相互对接纵向安装，并确保相邻模板之间平滑无错台的前提下将底模初步固定于木楞上，搭设完成后检查其平面位置、高度与整体弧度是否与图纸设计要求相符合，确认无误后将模板牢靠固定，确保弧度准确，不产生偏移。底模板各种接缝要紧密不漏浆，在模板接缝上贴密封胶带，保证接缝平顺。

（5）安装构件钢筋。对于钢筋分项工程应进行全工序监督的全面检查，控制的重点在于锚固、接头、抗震规定、钢筋位置、保护层、审图把关等方面。

钢筋焊接采用搭接焊或帮条焊，焊接长度单面焊缝≥10d，双面焊缝≥5d。无论何种接头，必须先试验合格后，施焊人员方可上岗操作。

（6）安装构件侧模。墙模板采用复合模板，次楞（竖向背楞）统一用木方，主楞为Φ48双钢管，间距以计算为准，采用螺栓对拉连接，以模板接缝处的次楞方木为定位楞条，其余次楞均布设置，保证接缝平顺不漏浆，防止模板侧向变形；宜采用两侧模板同时安装，第一步模板边安装锁定边插入穿墙螺杆，并将两侧模板对准墙线使之稳定，然后用蝶形扣件与钢管固定于模板次楞上，调整两侧的平直，同样方法安装其它若干模板到构件顶部，用螺母将蝶形扣件拧紧，使两侧模板成为一体，确保刚度一致，控制侧模变形，减少胀模现象发生。

（7）浇筑自密实混凝土。优先选用自密实混凝土进行构件的浇筑，确保流动性和混凝土密实度，由侧模上部预留的若干下料口进料，同时在浇筑过程中在下料口部位使用钢筋棍进行插捣，振捣机具作用不到的边角部位采用锤子轻敲模板起到辅助流动和辅助振捣的作用。整个构件一次性浇注成形，由两端对称向顶部进行浇注。

（8）拆除模板支架。非承重侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时方可拆除，一般在混凝土抗压强度达到2.5MPa时方可拆除侧模，底模必须等到构件混凝土抗压强度达到100%设计强度方可拆除，落架时要严格按程序图进行。横向同时均匀卸落，纵向从顶端向两侧逐排卸落，保持左右两侧同步对称进行，最后使构件下底模全部脱离混凝土面为止，使构件完全受力。卸落无须安装专门的卸架设备，只需有序地拧松紧固于顶部小横杆的扣件即可方便地完成拱架卸落工作。

（9）清理、检查验收。混凝土构件施工完毕后，在拆除脚手架之前进行外观质量和尺寸检查，修补质量缺陷，及时进行成品的清理，自检合格后向监理工程师申报验收。

四、质量控制措施

（1）为使构件的弧轴线符合设计要求，必须在安装支架和拱架时定好施工拱度。

（2）安装前按图纸要求严格检查模板的尺寸与形状；侧、内模在安装前涂刷脱模剂；相互连接的模板，模板面要对齐，整体检查模板线形，发现偏差及时调整后在锁紧连接螺栓，固定好支撑杆件；模板连接间隙大于2mm应用玻璃胶填缝或贴胶带密封。模板在安装过程中，必须设置防倾覆设施。

（3）模板安装完毕后，应对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行检查，签认后方可浇筑混凝土。浇筑时，发现模板有超过允许偏差变形值的可能时，应及时纠正。

（4）为减少收缩裂缝，浇筑时气温应符合设计要求，如无规定时宜在当日气温较低时进行构件浇筑。

（5）对拱架变位情况应进行控制观测，发现超过允许值时，要及时采取措施予以调整。

（6）架体应搭设在有足够承载力的地基上，立杆底端应设置垫木，防止施工中支拱架发生较大沉陷。

五、结语

该施工方法对现浇混凝土弧形构件的施工，改进了二次混凝土结构的施工工艺，在安全可靠的前提下，降低了工程造价，提高了施工效率；混凝土观感良好，线条平顺给人留下了深刻的印象，良好的施工环境及优良的施工质量，取得了良好的经济效益。