钢筋混凝土双曲面飞檐模板及支架施工技术.pdf

第 3 3卷 第 7期 V0 1 _ 3 3 No 7 建筑施- ir B U I L D I N G C 0 N S T R UC T 1 0 N 钢 筋混凝 土双 曲面 飞檐模板 及 支 架 施 工 技 术 Fo r mwo r k f o r RC Hy pe r bo l o i d Co r ni c e a nd Sc a f f o l d i ng f o r Co ns t r uc t i O n 口 芮永舁 顾国忠 ( 常州第一建筑集团有限公司 2 1 3 0 0 2 ) 【 摘 要】 针对江苏常州天宁宝 塔工程中大跨度 ” 翘、曲、变 ” 双曲面飞檐模板的定位和凌定悬挑承重支架的塔设难题，应 用C A D技术确定特征控制点并结合传统的大样套板工艺，成功地解决了难题、顺利地完成了施工任务，并且经济实用。 【 关键词】飞檐 双曲面 特征点 套板 悬挑支承 【 中图分类号】 T U 7 5 5 2 ， 文献标识码 B 【 文章编号】1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 1 ) 0 7 - 0 5 8 5 0 2 1 工程概况 天宁宝塔耸立于风景秀丽的 “ 东南第一丛林” 江苏 常州天宁寺内。该塔古朴雄伟， 全高 1 5 3 7 9 Ill ， 地下 2层， 地 上 2 6 层，因其多项指标名列世界第一， 堪称 “ 神州第一佛 塔” 。该塔集现代技术与唐宋古塔风格于一身：所谓现代技 术 ， 即不再拘泥于砖、 木或石材等传统材料， 而是通过数学和 力学的精确计算 ，采用钢 一混凝土组合结构等现代的先进 技术手段建造； 宝塔外侧凌空悬挑八角飞檐 1 3 道 ， 每道飞檐 的形状各异， 均呈双曲面， 继承了唐宋古塔风格。 由于平面出 翘与立面起翘尺寸均不相同，且板厚变化大 ( 1 0 0 fi lm 2 0 0 m m) ， 再加上精度要求高等特点， 因此给飞檐施工中的 模板及支架的搭设带来了相当大的难度。 2 飞檐模板的定位 2 1 定位的方法 所谓飞檐 ， 是指檐角平面起翘、 立面出翘。 因其具有“ 翘、 曲、 变” 的特点， 导致模板及支架的定位十分困难。 为此， 我们 对宝塔飞檐研究分析后发现 ， 虽然每道飞檐各不相同， 但每 一 道飞檐都是由全等的 8个面组成，而每个面又是中轴对 称 ， 故一道飞檐是由 1 6 块全等的双曲面板构成。 经过技术分 析， 我们对每块双曲面板确定了 3 O个特征控制点， 先应用计 算机的 C A D技术确定每一控制点的坐标( x 、 Y 、 Z )， 再用传统 的大样套板工艺“ 和顺” 双曲面( 即用以点定面的方法来加以 【 作者简介】 芮永异( 1 9 5 5 - ) ， 男， 本科， 高级工程师。联系地 址： 江苏省常州市银花路 4 号( 2 1 3 0 0 2 ) 。 【 收稿日期】 2 0 1 1 0 6 1 2 控制 o 2 _ 2 应用实例 以宝塔二暗层飞檐的定位控制为例 ， 我们先把该飞檐的 8个面模板分为 1 6块双 曲面 ( 飞檐的每个面 由中部长 4 3 0 8 ll l m平直斜板和两端分别长 6 3 6 2 n l m的檐角部分组 成： 飞檐外挑短处为 4 0 6 8 ll l m， 长处为 4 5 7 6 m m ； 斜角平面 出翘 5 0 8 fi l m ， 立面起翘 5 5 0 m il 1 ) ， 应用计算机的 C A D技术， 确定了 3 0个特征控制点的坐标，再制作大样套板来进行定 位控制。 施工时， 首先进行平面定位控制， 再根据该每个特征 点的标高来控制立面标高 ， 从而控制模板相应的出翘、 起翘。 模板安装质量应符合设计要求和感观质量的精度要求。 二暗 层飞檐的定位控制点， 如图 1 所示。 霉 曲 1 l ! l I 2 吐 I 丑 吐 l 啦 基 、茬五再 j r一 一 年暑 1 l j l 1 枷 、 。 = I ， 蛐 n i l l惠 、 I I 薹 l I 1 t 、 一 上 n T叫 匐 。 垦 I I r。 勰 。 I 、 、 图 1 二层 暗层 飞檐定位控制 点 3 飞檐模板的承重架 3 1 承重 架的设置 现以宝塔二暗层飞檐为例进行介绍： 飞檐混凝土厚度为 i 0 0 m m 2 0 0 1 11 11 1 ： 模板采用厚为 1 5 m m的大夹板； 木楞采用 7 ， 2 0 1 1 芮永异、 顾国忠： 钢筋混凝土双曲面飞檐模板及支架施工技术 第 7期 5 O m m X 1 0 0 m m ，木楞的间距为 2 5 0 m m ；承重架支撑采用 4 8 m mX3 5 m m钢管。承重支架的立杆从 1 9 5 m平台向 上搭设，立杆按 1 2 mX 1 2 m布置 ；斜向支撑钢管立杆每 1 2 m设一道 ； 纵横牵杠的步高为 1 5 m， 离支承面 0 2 m设 纵横牵杠一道( 图 2 ) 。 3 2 承重架的稳定验算 3 2 1 设计要 求 本工程选用 西4 8 m mX 3 5 m m的钢管作模板支架， 该 支架应当以概率理论为基础的极限状态设计方法来进行设 计和验算。 3 2 2 基本荷载 按每平方米计算荷载 ： ( 1 ) 木模板及支架 自重标准值： 0 7 5 X 1 1 = 0 8 2 5 k N m z ： ( 考虑起翘增加荷载系数取 1 1 ) ( 2 ) 新浇筑混凝土自重标准值 ： 2 4X0 2 = 4 8 k N m ： ( 3 ) 钢筋 自重标准值 ： 1 1 X 0 2 = 0 2 2 k N m ： ( 4 ) 施工人员及设备标准值： 计算模板及小楞时， 取 2 5 k N m ，另以集中荷载 2 5 k N 再行验算，取两者较大 者； 计算支承小楞结构时， 均布活荷载 1 0 k N m z ； 计算 立柱及支承结构时， 均布活荷载取 1 0 k N m z ： ( 5 ) 振捣混凝土时产生的垂直方向荷载 ： 4 0 k N m 2 ： ( 6) 倾倒混凝土时产生的荷载 ： 2 0 k Wm 2 ： ( 7 ) 新浇筑混凝土的侧压 力及振捣混凝土时产生的水 平方向荷载( 忽略不计 ) 。 3 2 3 荷载组合 ( 1 )验算小横杆( 略 ) ： ( 2) 验算大横杆( 略 ) ： ( 3) 验算扣件抗滑力荷载 ： ( 1 ) + ( 2 ) + ( 3) X 1 2 + ( 4) + ( 5 ) + ( 6) X 1 4 = 1 6 8 1 k N m 2 ： ( 4)验算立杆( 斜立杆 ) 稳定荷载： 1 6 8 1 k N m 2 。 3 2 4 扣件抗滑力验算 纵向和横向水平杆与立杆连接时 ，扣件的抗滑承载力 按 建筑 建筑施 工扣件式 钢管脚 手架安全 技术规 范 ( J G J 1 3 0 - 2 0 0 1 ) 5 2 3条之规定 ： RR，单扣件不能满 足要求。故在边缘主要由斜向( 倾斜 6 0 。) 立杆项部的支撑 点设置双扣件 ， 满足 R I =1 2 1 k N 2 R = 2 X8 0 =1 6 0 k N的规 范要求。 ( 2 )中部的斜向( 倾斜 7 5 o ) 立杆支撑 ： 该部位支承体 系考虑由斜向立杆与悬挑组合钢管桁架体系共同受力， 其竖 向作用力为 R 2 = ( 1 2 X 1 2 ) X 1 6 8 1 = 2 4 2 1 k N 。故在中部的斜 向 ( 倾斜 6 0 。)立杆和钢管悬挑组合桁架体系的项部支撑 点， 均设置双扣件 ， 这样， = 2 4 2 1 4 R= 4X8 0 = 3 2 0 k N ， 扣件抗滑力满足要求。 3 2 5 钢管立杆的稳定性验算 选用 4 8 m mx 3 5 m m钢管，净截面积 A = 4 8 9 m m 2 ， 横 向钢管的最大步高为 1 5 0 0 m m ，取 L o = 1 5 0 0 m m 、 1 5 8 m m 。 斜杆按 6 O o倾斜计算。将上述取值代入公式计算得： A= L d i = l 5 0 O 1 5 8 = 9 4 9 4 查表得： m = O 6 2 5 ： 钢管的允许承载力 4 8 9 2 X 2 1 5 X 0 6 2 5 +1 0 0 0 = 6 5 7 1 k N； 斜 向支 撑 钢管 承 受 的荷 载 n = 1 6 8 1 X 1 2 X 1 2+ 0 8 6 6 =2 7 9 5 k N6 5 7 1 k N 。 故满足要求。 3 。 3 承重架搭设要点 ( 1 )为保正平面出翘与立面起翘精度， 现场采用方格网 法放大样 ， 制作了起翘套板和出翘套板各 3套， 供操作工人 现场套用， 以保证宝塔 8面 1 6 个翘角的低误差。 ( 2 )在进行飞檐板承重支架搭设前， 需设置经纬位置控 制线， 本工程每道飞檐分成 1 6块， 每块的承重支架以经向 5 条控制线、 纬向 3条控制线的交点为准 ， 施工作业时要求严 格拉线控制。 ( 3 )根据 C A D技术确定的飞檐混凝土板面标高的 3 0个 特征控制点，向下回落值为混凝土板厚 +模板 +木方厚度 +牵杠厚度， 以控制变化的标高。 ( 4)当支架搭到标高后， 把标高标在立杆上， 并再次根 据纬向控制线， 搭设纬向牵杠。 纬向牵杠搭好后 ， 在牵杠上经 向铺设 5 0 m mx 1 0 0 m m的木楞， 木楞间距为 2 5 0 m m 。木方 与牵杠用铅丝扎牢， 上铺厚为 1 5 m m的大夹板， 并用铁钉 固 定( 图3) 。 1 一 ， 图 2 飞檐模板及 支架 图 3 飞檐模板 的悬挑 支承搭 设 4 结语 大跨度“ 翘、 曲、 变” 的双曲面飞檐模板的定位和凌空悬 挑承重支架的搭设， 在建筑工程施工中是个难题。在常州天 宁宝塔工程的施工实践中， 我们运用C A D技术确定特征点的 控制方法与传统的大样套板工艺相结合， 成功地攻克了双曲 面飞檐模板的定位问题。同时， 运用钢管悬挑组合桁架与斜 向支承杆相结合的方法， 解决了大跨度悬挑飞檐模板的支承 体系。该技术经济实用， 可为同类建筑施工提供借鉴。