中建八局第二建设有限公司 山东济南 200120
摘要：高大拱形结构由于其特殊的受力特点及外形，导致混凝土施工作业平面受限、振捣困难、混凝土高坠离析等各项问题，如何在保证稳定性、安全性及清水混凝土成型质量的前提下一次浇筑成型对工程的进度及生产具有重要的意义。通过运用新型的模架体系、操作平台及振捣器具，同时合理安排浇筑顺序及下料口、泌气孔位置，从而保证高大拱形清水结构的一次浇筑成型质量，为类似工程提供有力参考。
关键词：高大拱形清水混凝土结构 一次浇筑
Primary pouring construction technology of tall arch fair-faced concrete structure
Chengkun1 LiuChuanYong2 ZhouShengBu3 WangYunSheng4 GongMingYun5 YanWenQiang6
The Second Construction Limited Company Of China Construction Eight Engineering Division jinan,shandong 200120
Abstract: Tall arch structure because of its mechanical characteristics and special shape, difficult in concrete construction limited operation plane, vibrating, high concrete segregation of various problems, such as, how to ensure the quality of stability, security, and concrete forming the premise of the next casting molding is of great importance to the progress of engineering and production. By the application of new type formwork system, operating platform and vibrating equipment, at the same time, reasonable arrangement of pouring sequence and feed opening, secrete hole position, thus ensuring a tall arch structure of water pouring molding quality, provide a powerful reference for similar projects.
Keywords:Tall arched clear water concrete structure；Once-pouring
1.引言
随着建筑结构与建筑施工工艺的不断发展，高大拱形清水混凝土结构在各类工程实体中得到广泛的应用 ，但是大多面临着混凝土一次浇筑施工困难的问题，采取何种措施可解决高大拱形清水混凝土结构一次浇筑的难点，对工程进度及生产具有重要的意义。
日照市科技馆工程中的拱形展厅结构体系主要底标高-6.100m，拱顶高处标高5.500m，拱顶底处标高±0.000m，结构高度由6.1m~11.6m。拱展横向跨度20.3m，纵向跨度由12.234m~16.516m。肋粱截面尺寸500×950mm、400×950mm，壳板厚度350mm。
拱形展厅主要由三大部分组成：木纹清水壳板、镜面清水肋粱、镜面清水拱门。我们主要对前两部分的一次浇筑施工方法进行研究。拱展一次浇筑主要面临的三大问题为：①模架体系稳定性 ②振捣、浇筑方式 ③拱展外侧弧面混凝土施工作业面有限。
FIG. 1 Tapered arch exhibition hall
2.工程概况及施工要求
2.1工程概况
日照市科技馆工程位于日照市奥林匹克水上公园西侧，设计上主要以世界著名高能物理学家丁肇中教授的科研历程为主线，工程共有5个拱形展厅，作为丁教授科研成果的主要展厅。
名词定义：
木纹清水混凝土（wood fair-faced concrete）在清水混凝土的基础上通过特定的木纹板产生自然的木纹纹理，拆模后不做其他装饰。
镜面清水混凝土（decorative fair-faced concrete）是指表面颜色基本一致，由有规律排列的对拉螺栓眼、明缝、蝉缝、假眼等组合形成的、以自然质感为饰面效果的清水混凝土。
弧形龙骨（Arc keel）是指在本项目中首次应用的次龙骨，主要分为钢龙骨及木龙骨，由BIM数控加工成型。
2.2施工要求
2.2.1 在承压作用下模架定位偏差≤10mm，龙骨定位偏差≤10mm。
2.2.2 木纹板装订完成后模板拼缝尺寸≤3mm，严禁产生下弯效应；镜面模板拼缝严密，螺栓孔及蝉缝处无肉眼可见的变形。
2.2.3 拱形展厅木纹及镜面清水成型质量一次验收合格率≥95%，不得产生严重质量问题，减少质量通病发生率。
3.施工方法
3.1 工艺流程
模架体系设计→模架体系施工→操作平台加固搭设→一次浇筑方案确定→下料口、泌气孔设置→混凝土浇筑振捣。
3.2 材料选择
3.2.1 弧形钢龙骨选材
弧形钢龙骨采用6mm厚的Q235钢板。
3.2.2 弧形木龙骨选材
弧形木龙骨选择18mm厚镜面清水专用模板进行BIM数控加工。
3.2.3 模板选材
壳板所用的木纹清水混凝土模板分为两部分，第一部分为衬板，采用15mm厚普通覆膜胶合板；第二部分为木纹板，选用20mm厚定尺100mm宽的东北花旗松木纹条，木纹条长度2500mm。
3.2.4 木方选材
主龙骨木方选用50×80mm的普通木方。
3.2.4 操作平台及外侧次龙骨选材
60×60×2mm镀锌方钢，定尺6m。
3.3 模架体系设计
3.3.1 内力计算
通过设计单位对高大拱形结构的各项力学参数进行计算，以保证实体结构的稳定性及安全性能（计算软件：理正结构设计工具箱软件 6.5PB3）。
3.8 混凝土振捣
混凝土振捣为高大拱形结构一次浇筑的重点及难点，肋粱钢筋密集且为弧形，振捣易出现漏振、振捣不到位等情况。为保证其振捣效果，项目引入了新型的振捣工具及方法。
气动振动器：采用GT10型气动振动器，利用高压空气冲击偏振器的原理产生小范围高频震动，有效覆盖半径1.5m，震动频率37.5V.P.M。使用时将气动振动器通过螺丝固定在模板外表面，间距3m在肋粱两侧布设，通过高频震动保证水泥浆在外表面均匀分部，可有效避免色差及蜂窝、麻面等质量问题。
竹签：竹签主要辅助肋粱阴角的振捣作业，在混凝土放料过程中，利用竹签由底至顶插捣混凝土，保证浆料均匀避免阴角堵塞导致的孔洞。
多种型号振捣棒：振捣棒长度主要分为6m、8m、10m三种，棒头直径分为50mm和30mm两种，以满足不同高度及不同厚度的混凝土振捣要求。
4.进一步优化
本工程在因覆土原因对拱展顶部混凝土坡度及成型效果要求不高，在保证强度及保护层的前提下采用暴露时浇筑，成型后发现顶部成型效果明显不如下部模板加固处，为增加该成果的广泛适用性，考虑在拱展顶部同样采用模板、龙骨加固，合理布设振捣口、下料口及泌气孔。在第三个拱展的浇筑过程中发现该方法效果显著，可使用于顶部裸露的拱形结构体系。
5.结语
本工程应用多项创新工具及施工方法，包括气动振动器、弧形钢木龙骨、BIM技术等等，建筑业不断发展的今天，逆水行舟，不进则退，我们必须拓宽思路，努力创新，通过创新与技术革新降本增效。
参考文献：
[1]王李.清水混凝土结构施工质量对策[J].建设科技,2018(04):94-95.
[2]武世明.谈清水混凝土施工要点[J].山西建筑,2017,43(26):101-103.
[3]朱礼敏,孔慧,郭占月,杜义欣,赵鹏飞.某地下车库拱形结构方案可行性和优化研究[J].建筑科学,2012,28(03):7-12+6.
[4]郭廷喜.拱形混凝土结构的支模方法[J].黑龙江科技信息,2010(12):290
论文作者:刘传勇,程坤,周生部,王云升,巩明远,严文强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/14
标签：拱形论文; 混凝土论文; 龙骨论文; 振动器论文; 弧形论文; 木纹论文; 高大论文; 《防护工程》2018年第20期论文;