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摘要：随着公共建筑设计日新月异，人们不断地追求建筑更高的价值观和审美观。与此同时，高大V字型钢筋混凝土圆柱对建筑物的受力支承的稳定性也需要探讨研究。在V型混凝土斜圆柱施工中遇到模板支模系统设计、模板的安装及混凝土浇筑的施工技术难点。高大V型混凝土斜圆柱在施工安全性及成品质量都要求严格。通过从斜柱模板的选用、模板支模体系的设计及斜柱混凝土浇筑三方面的探讨，总结出此比较系统的高大V字型钢筋混凝土圆柱施工关键技术。
关键词：V字型圆柱、定型模板及支模体系、倾斜模板安装、混凝土斜柱浇筑
Research on Key Technologies of Construction of High and Large V-shaped Reinforced Concrete Cylinder
Abstract：With the rapid development of public architecture design，people continue to pursue higher values and aesthetics of architecture. At the same time，the stability of tall V-shaped reinforced concrete cylinders supporting buildings also needs to be studied. In the construction of V-shaped concrete oblique cylinder，formwork support system design，formwork installation and concrete pouring construction technical difficulties are encountered. The safety of construction and the quality of finished products of high and large V-shaped concrete oblique cylinders are strictly required. By discussing the selection of inclined column formwork，the design of formwork support system and the pouring of inclined column concrete，this paper summarizes the key technologies for the construction of tall and large V-shaped reinforced concrete cylinders.
Keywords：V-shaped cylinder，formwork and support system，inclined formwork installation，concrete inclined column pouring
1、施工难点分析
国家陆地搜寻与救护基地广东基地工程项目的搜救队楼呈A字型，两侧主要为搜救队楼一及搜救队楼二，为6层建筑，独立基础。连接搜救队楼一及搜救队楼二的为公共食堂，为三层建筑，桩基础。搜救队楼食堂高支模部位有四组V字形斜圆柱共八根，斜圆柱直径为1m，圆柱中心轴线与地面水平成64度角。斜柱的外倾设计无形中增加了施工的难度和复杂性，因此将斜柱施工作为施工中质量控制的重点之一。斜柱的平面布置如图 1 所示。
图1 斜圆柱的平面布置图
经过对整个建筑斜圆柱施工的研究分析，主要施工难点有以下几点：
（1）圆柱倾斜度达到与地面水平成64度角，采用传统的木模板施工工艺，对模板形状非常难以控制，一旦直径过大，模板自身就会产生变形，难以保证在混凝土浇筑过程中不会发生爆模现象，拼缝处难以控制，施工质量难以保证。木模板的强度、刚度低，施工安全难以保证。且圆柱木模板制作时间较长，施工工期难以保证。
（2）斜圆柱若没考虑支模系统的受力分析，在混凝土浇筑过程中会导致转换层楼板开裂，对房屋安全性能产生较大的影响，因此施工中模板支撑的受力计算以及模板的安装难度大。
（3）斜圆柱高度较大，圆柱位置周边结构较为复杂，混凝土浇筑过程控制较为困难。
2、施工部署
针对斜圆柱模板选用及支模体系受力，并利用有限元软件ANSYS分析，研究一种较为适合的模板支模系统；对斜圆柱模板安装工艺进行优化，采用分段分层安装，提高模板安装的效率；采取优化的混凝土浇筑方法，提高斜圆柱的混凝土浇筑质量。
2.1 高大V字型柱定型模板及支模体系设计及分析
（1）选用钢模板：长度1m，直径1m半圆的，模壁厚1cm，竖向加劲肋7条6隔均分、宽10cm、厚1cm，横向加劲肋6条5隔均分、宽10cm、厚1cm。钢模板的强度比较高，运用寿命长、经久耐用，可以周转利用；钢模板的的刚度比较强，可长期多次周转，不轻意发生弯折变形；钢模板分量比较轻，便于安装使用，模板的吸附力小，简单成型易脱模；钢模板的制造精度比较高，不容易发生变形，色泽度比较高，新制成的钢模板表面光洁密实。此外，通过经济效益对比分析，钢模板不仅能够满足模板质量要求，便于模板安装及拆除，而且最为经济。
（2）有限元建模：采用了大型有限元软件ANSYS进行了有限元建模，对其赋予了材料参数后，进行了网格划分，并进行应力分析。通过有限元建模及受力分析，得出结论钢模底部受力最大，但仍在允许范围内，钢模板的强度和刚度都满足受力要求。有限元建模如图2、应力分析如图3。
（3）V字型定型模板支模体系：V型柱支模的首层结构楼板，结构楼板厚150mm，梁宽b=500mm，梁高h=1000mm，层高9.20m。高支模钢管横向间距900mm，钢管纵向间距900mm，立杆步距1.20m。钢模板支架采用钢管斜撑+立杆组合，钢模板支架与结构楼板的高支模钢骨架相结合。钢管支模在钢模板的侧肋上，其中立杆与斜撑钢管三根一排，支模点水平投影的横向间距为450mm，水平投影纵向间距为900mm。立杆与斜撑钢管用水平杆连接，水平步距为1.2m。支模体系如图4。
2.2 高大V字型圆柱定型模板安装
（1）钢模板安装合理利用场地现有塔吊设备进行吊装，利用现有高支模搭设的操作平台进行定位铺装，吊装前进行计量每组V型柱所需的钢模件数。先安装底模板，再绑扎柱子钢筋，再安装面模板，分段分层进行安装。
（2）斜圆柱钢模板吊装采用塔式起重机。吊点采用工厂制作时设置的专用钢板制作的吊耳，每段钢模板对称设置4个吊耳，可焊接在钢模板上。分段的钢模板要在上段钢模板的上侧提前焊接 2 个定位板，作为安装就位用。钢模板起吊时先在地面上找好角度，然后通过倒链拉紧钢模板的另外2根钢丝绳，始终保持同一角度从下至上拼装。当两块钢模板拼装时，采用M20六角螺栓锁接。底钢模吊装如图5，面钢模吊装如图6。
（3）钢模板吊装按根、分段顺序进行，采用钢筋箍加强相邻V型斜圆柱的拉力。分段调整标高和中心偏移，整体复测。用全站仪检测钢管柱柱顶坐标，用倒链调整倾斜角度至合格并固定。每段安装后都要进行上述调整，全部安装完成后要分别复测一次。
2.3 超长斜圆柱混凝土浇筑
（1）斜圆柱浇筑一次混凝土柱斜长近10m，采用汽车泵与塔吊相结合进行浇筑。单根斜圆柱倾角为64°，使用定制直径200长镀锌管为串筒下混凝土，镀锌管长度根据混凝土浇筑过程高度变化而确定，先浇筑V型斜圆柱单边柱，再转另一边柱浇筑。镀锌管至少准备3根，第1根长约10m，第2根约7m，第3根约5m，浇筑过程中采用塔吊更换串筒。
（2）振捣采用插入式长振动棒振捣，浇筑前直接放入2 根长13m以上振动棒，每400mm用红油漆标上刻度，每浇筑一层向上提起一格刻度，4根振动棒同时振捣，同时准备1根换点振捣棒，振点呈梅花状布置。
（3）混凝土采取分层浇筑，用16钢筋制作标杆，每500mm用红油漆标上刻度，浇筑混凝土时用手电筒照明观察厚度控制杆上刻度，从而控制浇筑厚度。分层厚度为500mm。
（4）混凝土从柱底浇筑高至长串筒下口3m后抽出镀锌串筒，更换7m长镀锌串筒，同时更换成7m 长振动棒进行振捣，待混凝土浇筑高至镀锌筒下口3m后抽出镀锌筒，更换为5m长镀锌串筒，直至混凝土浇筑完成。初次浇筑串管如图7，二次浇筑串管如图8，三次浇筑串管如图9。
（5）混凝土浇筑前柱内先浇筑100～ 200mm厚同强度等级砂浆，并采用振动棒略微振捣，使其达到均匀厚度，防止堆积于中间。
（6）采用大流态混凝土，坍落度较大，浇筑至柱头时会溢出很多砂浆，浇筑至柱头300mm范围内，每根柱子放入250kg 经水洗过的石子，然后进行振捣。如果石子产生明显下沉的情况，再适当加入一些石子。
（7）随着混凝土的逐层浇筑，要有专人随时敲打钢模外围，以确认混凝土的浇筑情况，防止孔洞的产生，但要保护钢模表面，不要敲击出划痕。
3、斜圆柱混凝土养护
（1）为了减少斜圆柱混凝土的表面色差，在混凝土表面压实搓毛后，待混凝土表面收干后，应及时养护。模板拆除后，不可立刻用冷水浇喷，其表面应采用塑料薄膜严密覆盖进行养护，养护期间应保持混凝土始终处于湿润状态。
（2）混凝凝土的养护时间执行《混凝土结构工程施工质量验收》规范的相关规定。预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，砼养护不少于14d。
（3）用冷却水管对钢模板外侧进行淋水试验，以降低混凝土内部高温，减少出现有害裂缝。检查钢模的严密性，防止使用时水漏入混凝土中影响工程质量或浇筑时漏浆。
4、结语
针对高大V字型钢筋混凝土圆柱的施工，采用定型钢模及支模体系的设计，便于模板安装及拆除，并确保模板的强度、刚度和稳定性。有效解决了模板的受力要求；优化模板安装工艺，采用分段分层安装，解决了传统模板工艺的复杂性，提高了施工的时效性。优化V型混凝土圆柱的混凝土浇筑施工工艺，利用定制长镀锌管作为导管，采用长振动棒振捣，分层分段浇筑，提高了混凝土的外观质量。减小材料耗损，经济效果明显，同时符合安全、环保的要求。
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论文作者:周忠明
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/8
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