大型商业密集式多圆心拼接异型弧形梁模板施工技术分析

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

1 工程概况

漯河市爱琴海购物公园项目位于河南省漯河市，为1 栋地下2 层、地上5 层的商业综合体，单层面积13000m2，项目品质定位为打造高铁商业圈的标志性建筑。建筑结构平面设计呈“O”字型，由不同曲率的弧线组合而成，不规则圆弧共计19 个部位。每个部位圆弧均由十余段不同圆心、直径的圆曲线拼接而成，其中最多的一个圆弧圆心达14 个，最大圆弧直径为23.5m，最小圆心圆弧直径为13.6m，最大梁截面400mm×1200 mm。

2 结构施工关键技术

针对密集、多曲率弧线拼接组合而成的异型梁特性，并基于弧形曲线模板成型难易程度、成型效果方面考虑，区别于传统的几何作图、坐标法等方法，将“图形定位”和“现场试拼”相结合，配以新型塑料模板的应用，提高弧形梁精度，达到曲线走向、线形顺接流畅的目的。主要借助CAD 图形工具将弧形梁不同曲率段的弧长、拱高、弦长等参数提取出来，并按照这些参数对弧线进行划分，分解成若干个“特征点”，运用CAD 绘图软件画出控制网，并将“特征点位”和主轴线的水平、竖向位置关系进行锁定。充分发挥新型塑料模板弯曲性能对弧形梁曲线成型效果的促进作用，依据上述参数进行模板的加工、预拼，按照测量控制网对应的各特征点位置进行各板块的现场精准匹配。同时通过对相邻两种不同曲率交接处模板的处理，实现不同弧线间的平顺过渡，提升整体弧形梁的模板加固效果，从而达到结构实体成型的曲线效果，详细工程技术开展流程图见图1。

图1 密集式多圆心弧形梁施工流程图

2.1 简化工作量，提高效率

与常规的测量方法如直接拉线法、几何作图法、直角坐标法、极坐标法等相比，该技术具有内业计算工作量小、施工不受场地限制等优点。使用网格定点放线技术，简化了工作量的同时，也有效保障了弧形梁成型曲线，满足设计的要求。

2.2 方法综合化，确保精度

“图形定位”和“现场试拼”相结合，采用CAD 电子图形测量提取数据，以各段曲线的弧长、拱高、弦长三大参数为基准，将不同曲率的圆弧进行分解，形成圆弧线性上的各代表性“独立特征点”位，并依据横纵主轴线或现场主控线进行横纵向距离的测量，确定现场曲线放样的各点位参数。结合现场放样试拼，将各弧段长度和特征点按顺序进行匹配，实现以控制网精确定位弧线各点具体位置及特征点之间的曲线线形。

2.3 实现预拼装，加快速度

依据分解后的各段弧长参数，按顺序进行各单块模板的配板和编号标识，可在架体支设前完成对模板的加工和预拼，将多曲率模板精确加工的难题“前置化”，有效加速了施工速度。

2.4 应用新材料，提升效果

结合弧形梁的曲线特点，采用弯曲性能较好的新型塑料模板。其作为梁侧模材料，在方便工人操作的同时，更能保证曲线成型效果，同时方便将来相邻弧线段拼接处的连接柔顺性。为满足弧形梁模板架体的整体安全性、稳定性，采用了新型盘扣式脚手架，该架体能使模板与周围的支撑架体连接更有效，并更具整体性，通过验算该支撑系统稳定性符合要求。

2.5 经验可推广，适用性强

本施工方法区别于其他弧形梁，它是由多个不同曲率的圆弧拼接组合而成，所形成的模板定位、放样、加工、安装经验，可以适用到类似工程中，有效降低施工难度，提升效率。

3 施工流程

3.1 施工准备

因在主楼边缘的弧形梁平面较小、梁宽较窄等特点，使用15mm 厚的塑料模板是最好的选择，并将曲梁模板的弧长制定在1200～1500mm，对其按照相同的尺寸进行配模、编号。

3.2 测量放线

通过CAD 制图软件将圆弧划分为几个相等的网格，并测量梁外缘与圆心每个中心点之间的距离。在逐一标识后，该点被用作测量控制点和后续校对控制点。待浇筑完楼板面的混凝土后，现场进行测试，放设轴网，将每个圆心的距离点位标记在图纸上，保证不同圆心、半径弧形曲线的连贯性以及平顺过渡，并将控制点标识在结构板上。

3.3 弧形梁的架体搭设

弧梁底部模板框架采用螺旋钢管框架架设，架设要求如下：依据弧形梁的截面尺寸来确定弧形梁模板的框架宽度；梁的底框架体和顶框架体用盘扣式钢管连接为一体，横梁的步距不超过1200mm，上框体自由端高度不超过600mm；由于梁体过高，需沿梁方向采用斜向拉杆加密支撑，每900mm 一道；圆弧梁底部采用50mm×70mm 的木枋作为水平后缘，施工时应按照水平背楞和模板厚度调整高度；采用原比例尺寸放样，使不同心弧形在架体上准确定位。

3.4 弧形梁底模安装

按原设计的尺寸配置模板，并进行切割及编码，便于梁模安装，也有利于减少施工工期。模板采用15mm 厚塑料模板，加工好后模板及时进行覆盖保存，以防淋雨暴晒变形。

将在工厂厂房制作好的1200～1500mm 的弧形梁底模板进行试拼装，并在背部采用50mm×70mm 钢木龙骨加固，再根据梁的宽度确定木枋之间的距离，大于等于400mm 的梁宽需要设置三道背楞，两侧的两道木枋应长于模板约20mm，三道背楞错开的间距应不小于600mm，如图2所示。

图2 弧形梁底模拼接图

图3 圆弧梁模板安装轴测图

图4 弧形梁侧模控制措施

将配置好的弧形梁底模板进行预拼装，从弧形梁端部逐个施工，施工过程中应及时对梁底模板进行纠偏，将安装控制点允许偏差控制在2mm内，同时把梁底的模板固定在支撑架的钢管后缘上。弧形梁底模板安装完毕后，用水平控制线全数检查，并调整梁底标高，调整后可以执行下一工序。安装预制弧形梁周围切割的顶板模板。预安装完成后，利用控制点对模板进行位置调整，然后进行固定。楼面模板安装完毕后，将楼面模板固定在弧形梁内模的垂直方木背楞上，使弧形梁内模板的圆弧与楼面模板的圆弧重合。应从一端固定到另一端，以防止内模变形。整个弧形梁底模板组装在框架上后，应根据控制线全数检查并进行调整，调整合格后，方可进行下道施工工序。

3.5 弧形梁内侧模板安装

梁侧模使用15mm 厚塑料模板；竖向背楞采用50mm×70mm 木枋，每300m 设置一道；水平背楞采用两根直径为22mm 的钢筋，每400mm 设置一道。

内侧模板安装时，只需做临时固定，待顶板模板安装时再安装其它部位。

3.6 弧形梁周边顶板模板安装

在弧形梁附近安装并切割模板进行配模，在预拼及安装完成后，利用现场控制线进行调整，最后再进行固定。

当顶板模板安装完成后，将顶板模板固定在弧形梁内侧模板竖向背楞上，使梁内侧模板的圆弧与顶板模板的圆弧重合。固定时，应从一端至另一端按顺序固定，防止模板变形。

3.7 弧形梁钢筋绑扎

在绑扎梁钢筋之前，主筋应以1m的间距小角度弯曲，弯曲度为2°～3°。定位钢筋的直径不应小于14mm，梁宽应为-2mm，并在两端做防锈措施。定位钢筋不得焊接在主钢筋上，可在箍筋、附加筋上焊接。定位杆的纵向间距为500mm，竖向间距为300mm。为确保外侧梁整体外观均匀一致，应复核外侧梁模板的平整度、垂直度以及所在位置。

3.8 曲率弧线不同圆心顺直度控制措施

控制点应采用两种测量方法进行检查。在浇筑完成的首层楼板上放线，标记出圆形梁的位置，控制点应每隔500mm设置一个，并将控制点在相应位置弹出，此时开始架设底部模板。之后进行钢筋绑扎，待钢筋绑扎完毕后，梁的侧部模板即可进行支设，弹出相应控制线后，侧模方可架设。

圆弧梁钢筋及模板施工要点：圆弧梁的底模加工后，在进场时应进行复检，并联合多部门进行验收。在钢筋加工完成后、送至施工现场绑扎前，应提供相关的质量证明文件。根据定位控制点位置铺设侧模，次龙骨为50mm×70mm 木方垂直放置，加固钢筋为C20钢筋，沿圆弧布置。

斜梁和多角度交叉梁：根据现场控制轴线位置确定终点，画线确定中心线位置，并根据该位置铺设底模。多角度交叉梁柱交接处的梁柱节点模板应根据现场实际位置放样加工。在多梁相交或斜梁相交处，箍筋的布置应垂直于梁的纵向受力钢筋，按照主梁钢筋在底部和次梁钢筋在顶部的布置顺序。箍筋尺寸应根据梁柱核心区附近的实际情况进行调整。

4 结束语

采用网格控制网作为控制圆弧梁安装的控制方法，有效提高了梁位置的精度和施工效率，最终混凝土成型质量、观感质量得以有效控制，且达到控制的质量标准，为下一阶段的建设工作提供了保障。虽然圆弧梁的施工过程、施工工艺较为复杂，但通过对现场问题的解决，极大地降低了圆弧梁模板的施工难度，对单位工程中有大量规则形状的圆弧梁工程具有借鉴及指导意义。