2020弧形梁定位放线及安装施工工法.pdf

1 弧形梁弧形梁定位放线定位放线及安装及安装施工工法施工工法 南通市达欣工程股份有限公司南通市达欣工程股份有限公司 丁园园 景国甫 洪阳 刘金明 张以弢 1 1、前、前 言言 随着现代建筑物的不断发展，建筑物的造型也越来越新颖，一些城市的标志性建筑应运而生。我们经常会遇到一些在平面、立面设计较为复杂的建筑物，如大剧院、体育馆、展览馆、酒店等等，他们往往是复杂奇特的异形建筑，各种立面、平面造型呈现多样化。这些建筑在美化城市景观、丰富城市立面天际线的同时，也给建筑工作者提出了更大的挑战。由于弧形建筑物施工放线远比一般的矩形、圆形等几何图形要复杂的多，如果采用传统的经纬仪、线坠、钢卷尺的定位测量方法，易受自然因素影响较大，而且数据计算过程复杂，误差大，容易出现测量偏差。为此，我公司利用全站仪和 CAD 坐标法，快速准确地完成弧形建筑平面坐标定位，利用临时道路上的弧形梁控制线，提前配置梁模板，该方法与传统工艺相比具有以下特点：提高测量放线的精度、缩短内业坐标计算和现场测量放线时间、受外界条件影响小、自动化程度高，缩短梁模安装工期。我公司承建的齐齐哈尔医学院大学生活动中心项目工程采用了利用弧形梁定位放线及安装施工工法，取得了良好社会效益和经济效益，该方法得到公司内部认可和推广。2 2、工法特点、工法特点 （1）人为误差小、自动化程度高、受外界条件影响小 通过 CAD 坐标法获取得到建筑物平面坐标数据，组成坐标数据库，提前导入到全站仪，减少了人为手工输入数据误差，依据数据库中的坐标点依次放样出定位点坐标，降低了弧形测量放线的难度，通过放样点坐标反验算，及时纠正放样偏差。（2）测量精度高、缩短内业坐标计算和现场测量放线时间。将建筑物平面图导入到规划图中，利用 AutoCAD 的获取坐标功能，快速获取定位点坐标，利用全站仪快速放样，从而缩短内业手工计算坐标时间，提前导入2 坐标缩短现场放线时间。（3）相比直接拉线法、几何作图法、直角坐标法、极坐标法等常规测量方法具有内业计算工作量小，施工不受场地限制等优势。（4）提前配模，预拼装，缩短工期 在基础施工阶段，利用临时道路上的弧形梁控制线，在地面上按 1：1 比例进行配模，裁割并编号，进行梁模预拼装，避免后期主体施工繁忙，配模耽误工期。3 3、适用、适用范围范围 适用于椭圆形、弧形等不规则建筑物平面定位及弧半径较大、弧长较长情况下的弧形梁模板安装。4 4、工艺原理、工艺原理 改变传统的施工测量放样方法，首先临时道路在规划图中的位置绘制出来，将规划图中的弧形梁移位到周边临时道路上，对弧形梁按照 500mm 进行等分，运用 AuotoCAD 多线段 PL 命令连接圆柱圆心及等分点，运用 LIST 命令显示端点坐标，即为弧形梁的实际坐标，建立弧形梁坐标数据库，利用全站仪提前在临时道路放样出弧形梁形状，木工依据弧形段进行提前配模，实际施工过程中，进行弧形模板拼装，施工员进行纠偏验证，缩短放线及弧形梁模板安装时间，提高弧形梁施工效率。5 5、工艺流程及操作要点、工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程：规划图中定位临时道路建筑平面图定位到规划图弧形梁移位到临时道路弧线段等分，获取定位点坐标建立弧形梁坐标数据库传输数据定位点坐标放样配置弧形梁模板弧形梁底模安装弧形梁侧模及周边顶板模板安装弧形梁钢筋绑扎弧形梁模板固定校正检查浇筑混凝土模板拆除混凝土养护 5.2 操作要点及技术要求：5.2.1 规划图中定位临时道路 3 利用全站仪进行临时道路坐标数据采集，将采集到的坐标数据导入到规划图中形成临时道路坐标点，将坐标点直线连接绘制出临时道路，便于后期在临时道路放样弧形梁，提前配模，缩短工期。图 5.2.1 规划图中定位临时道路 5.2.2 建筑平面图定位到规划图 根据建设单位提供的规划图，一般结构施工图纸的制图比例为 1:100，竖向规划图的制图比例为 1:1000,把结构施工图按比例缩放，带基点复制到规划图中，使施工控制网与测量控制网发生联系，进行坐标换算，使它们的坐标系统统一，圆心对齐核查坐标数据的准确性，建筑平面图转化为实际坐标，可直接用于测量定位。图 5.2.2-1 施工图定位规划图 图 5.2.2-2 坐标校准图 5.2.3 弧形梁移位到临时道路 以梁柱交接处圆心为拆分点，将需要放样的弧线段分别移位到临时道路上，并分段逐一进行弧形段标注。4 5.2.4 弧线段等分，获取定位点坐标 对弧线段按照 500mm 弦线间距等分，对拆分点进行点位标注，运用 CAD 多线段 PL 命令依次连接圆柱圆心及等分点，运用 CAD 的 LIST 命令显示出多线段端点坐标，即为弧形梁的定位点实际坐标，如图 5.2.4-1，5.2.4-2 所示。图 5.2.4-1 弧形梁等分图图 5.2.4-2 弧形梁等分点坐标获取图 5.2.5 建立弧形梁坐标数据库 对获取到的弧形梁坐标数据 txt 文本进行数据处理，导入 EXCEL 表格后进行数据的拆分、编号处理，按照楼层依次形成弧形梁坐标数据库，对坐标数据进行核查是否与定位点坐标相一致，并将表格打印出，以供现场测量人员复核实际坐标所用，如图 5.2.5 所示。图 5.2.5 弧形梁坐标数据库图 5.2.6 传输数据 提前将需要放样的坐标数据分组导入到全站仪中，检查数据完整性。5 图 5.2.6 坐标数据传输图 5.2.7 定位点坐标放样 依据测量规划部门提供的定位坐标控制点，将全站仪架设在一控制点上、发射棱镜架设在另一控制点,输入测站点和后视点坐标，建立坐标系，然后根据全站仪的坐标放样功能，调出内存里的放样坐标点，此时全站仪自动计算放样点与测站点之间的空间关系，转动仪器直至水平角度显示为 000000“，再把反射棱镜放在仪器所观测的放线进行测量，直至距离偏差控制在 2mm 内，该反射棱镜的点位即为放样的坐标，逐一放出各控制点的坐标。每个坐标点放样完须进行坐标点复测校对，确保误差小于 2mm。在临时道路上用墨斗线连接相邻两个坐标点，作为弧形梁的控制线，依此类推完成弧形结构放样。建筑物的主控制点，需经反复校核检查，平均每月观测校核 2 次，确保准确无误。图 5.2.7 弧形梁坐标点放样图 5.2.8 配置弧形梁模板 针对建筑物外边弧形梁施工操作面小，弧形梁底模板和圆柱边缘相切的特点，在地面上按 1：1 比例进行配置模板，裁割并编号，便于梁模安装，也有利于避免6 后期配模耽误工期。模板采用 15mm 厚木胶板，加工好后模板及时进行覆盖保存，以防淋雨暴晒变形。图 5.2.8 弧形梁模板配置图 5.2.9 弧形梁底模安装 将配置好的弧形梁底模板进行预拼装，从弧形梁端部逐一安装，利用全站仪放样及时对梁底模板进行纠偏，将安装控制点偏差控制在 2mm 内，并及时的将梁底模板固定在支撑架的钢管背楞上，如图 5.2.9 所示。待弧形梁底模在安装完毕后，利用水平控制线逐一检查并调整梁底标高，调整完毕后方可进行下道工序。图 5.2.9 弧形梁底模安装图 5.2.10 弧形梁侧模及周边顶板模板安装 弧形梁侧面侧模板安装时，将侧模板底部与梁底模板固定后，上部做临时固定，防止模板倾覆，待顶板模板安装时再予以固定。7 安装预制的弧形梁周边裁切好的顶板模板，预安装完毕后利用控制点调整顶板模板的位置，然后再进行固定。顶板模板安装完毕后，将顶板模板固定在弧形梁内侧模板竖向方木背楞上，使梁内侧模板弧线与顶板模板弧线相吻合。固定时，需要从一端向另外一端顺序固定，防止内侧模板变形。图 5.2.10 弧形梁侧模及周边顶板模板安装图 5.2.11 弧形梁钢筋绑扎 弧形梁钢筋绑扎前，需要采用钢筋弯曲机将主筋按照 1m 间距的小角度弯曲，弯曲度 2030为宜，梁内钢筋绑扎完毕后，在梁筋上绑扎定位筋，定位筋水平间距600mm，竖向间距 400mm，如图 5.2.10 所示。图 5.2.11 弧形梁钢筋绑扎图 5.2.12 弧形梁模板固定 将竖向背楞提前固定在梁外侧模板上，逐段安装，穿墙螺杆用塑料套管保护后穿入梁内，梁两侧用 3 型卡扣和螺母将双钢筋背楞固定。5.2.13 校正检查 为确保外边梁整体外观统一、一致，需要对外边梁模板的位置和垂直度在进行检查、复核；复核时采用控制点和下层外边梁双控措施。8 5.2.14 浇筑混凝土 浇筑混凝土前，须将模板内垃圾清理干净，并涂刷脱模剂。加强混凝土振捣，确保混凝土密实，加强混凝土找平确保混凝土表面平整度。5.2.15 模板拆除 待混凝土表面强度达 1.2Mpa 时，拆除弧形梁侧板模板，待混凝土强度达到拆模条件时，拆除支撑及底模。5.2.16 混凝土养护 为了防止产生干缩裂缝，模板拆除后，应立即采取塑料薄膜覆盖或喷涂、滚涂养护剂等养护措施，养护时间不少于 7 天，弧形梁成型效果如图 5.2.16 所示。图 5.2.12 弧形梁成型效果图 5.3 劳动力组织(见表 5.3)。劳动力组织情况表 表 5.3 序号 单项工程 职责分工 所需人数 备注 1 组长 协调安排工作 1 2 技术员 编写测量放线方案 1 3 质量员 质量核查 1 4 放线工 放弧形控制线 2 5 材料员 所需材料计划采购 1 6 木工 模板配模、安装 15 7 信号工 材料吊运指挥 10 8 安全员 负责现场安全 1 6 6、材料和机具设备、材料和机具设备 6.1 材料：9(1)主材：50100 木方、100100 木方、15 厚木质胶合板。(2)辅材：钉子、焊条。(3)配件：脱模剂、48 钢管、可调丝托。6.2 主要机械设备见表：主要机械设备 表 6.2 序号 名 称 数量 单位 用途 1 电脑 1 台 弧形梁坐标获取，建立坐标数据库 2 苏一光 OTS612BL全站仪 1 台 坐标放样及校验 3 50m 钢卷尺 1 把 0-50 米时，误差5.2mm 4 圆盘锯 2 台 模板加工 5 平刨机 1 台 木模板加工 6 电锯 2 台 木模板加工 7 墨斗 2 把 弹线 8 5m 钢卷尺 2 把 尺量 9 活动（套口）扳子 4 把 脚手架搭设 10 铁木榔头 2 把 模板拆除 11 撬棍 2 把 模板拆除 注：机械设备符合小型机具施工安全技术标准。7 7、质量、质量标准及标准及控制控制 7.1 放样施工质量应符合工程测量规范（GB50026-2007）和混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2015）等的相关要求。7.2 根据工程测量规范（GB50026）中“建筑物施工放样允许偏差值的规定，是依据建筑工程各专业工程施工质量验收规范 GB50202GB50209 等的施工要求限差，取其 0.4倍作为测量放样的允许偏差”；施工现场轴线和标高施工放线允许偏差值的应符合表 7.2要求：表 7.2 施工现场轴线和标高施工放线允许偏差值 项 目 允许偏差(mm)检验方法 10 轴线 位置 基础 150.4=6.0 钢尺检查 独立基础 100.4=4.0 墙、柱、梁 80.4=3.2 剪力墙 50.4=2.0 标高 层高 100.4=4.0 水准仪或拉线、钢尺检查 全高 300.4=12.0 7.3 模板验收标准：7.3.1 在涂刷模板脱模板剂时，不得玷污钢筋和混凝土接槎处。7.3.2 楼梯模板拆除时的混凝土强度应能保证其表面及棱角不受损伤。7.3.3 模板支撑体系应牢固、稳定。7.3.4 模板安装应满足下列要求：（1）模板的接缝不应漏浆；在浇筑混凝土前，木模板应浇水湿润，但模板内不应有积水。（2）模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷脱模剂，不得采用影响结构性能或妨碍装饰工程施工的脱模剂。7.2.5 模板安装的偏差应符合混凝土工程施工质量验收标准GB50204-2015。7.2.6 模板拆除时，不应对楼层形成冲击荷载。拆除的模板和支架宜分散堆放并及时清运。8 8、安全措施、安全措施 8.1 进入模板制作加工场所的人员，要注意各种机械安全标识，并自觉遵守机械安全操作规程；进入模板施工现场必须正确佩带安全帽，系好下颚带。8.2 施工作业不得穿硬底和带钉易滑的鞋，不得向下投掷物料。8.3 模板支撑材料的材质、规格必须符合设计要求，禁止使用竹木材料作为支撑杆件。模板支撑体系中立杆底部设置垫块，并设置扫地杆和剪刀撑。8.4 模板侧模拆除时，混凝土必须达到 1.2Mpa 以上，底模拆除必须经现场技术负责人和项目总监工程师批准后，方可实施拆除。拆除时，应做好安全交底，制定防止模板坠落措施并划定警戒区，设置专人照看。8.5 建立机械操作规章制度，要求施工机械操作人员必须建立机组责任制，定专人操作。各机械设备、工器具、工具房等标示清楚，及时检修和维护，下班电源上锁，机械处于停止状态。8.6 电缆线路应采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路必须绝缘良好，11 场内架设的电力线路其悬挂高度和线间距除按安全规定要求进行外，将其布置在专用电杆上。8.7 配备好消防、灭火设备，施工现场严禁吸烟，并按现场实际情况配备相应的消防器材。8.8 施工过程应严格按照建筑施工安全检查标准（JGJ59-2011）和建筑施工高处作业安全技术规范（JGJ80-2016）有关规定施工。9 9、环保措施、环保措施 9.1 成立环境保护领导组织机构，专人负责环境保护工作，进场后及时与地方政府环保机构建立联系，了解地方环境保护法规对土建施工的具体要求，签订有关协议，制定报审具体办法及办理有关手续。做到开工前制定环境管理方案和环保规划，施工期间严格履行合同中对排水、噪音等施工环境保护方面的承诺，并进行具体指导、检查监督和考核评比。9.2 抓好环保教育，提高全员环保意识。组织项目职工学习有关环境管理法律、法规，使人人关心环保事业，提高环境保护的自觉性，并有目标、有步骤、有控制的操作运行。9.3 注意事项（1）废弃模板、板块应及时回收，不得埋入垃圾及土内。（2）木工车间地面时常保持清洁，及时清理地面锯木灰和小木块并运出。（3）合理安排作业时间，把噪音污染减少到最小的程度。晚上 22：00 时至早 6：00 时属于夜间施工期间，应按规定办理有关手续。（4）焊接作业时，应采取遮光措施，防止光污染。1010、效益分析、效益分析 10.1 经济效益：采用弧形梁定位放线技术，简化了手工计算时间，节约了测量人员测量放线时间，减少了模板工程配模安装的工期。二名测量员一天的工作量相当于采用传统方法放样四名测量员两天的工作量，则每次放样能节约工时为：4 人2 日-2 人1 日=6 工日，按一名测量员平均 200 元/日工资计算，每次放样能节约费用为 6 工日200 元/工日=1200 元。12 从建筑成本来看，相对于传统测量放线方法虽然前期须投入购买全站仪，但节约了工期，提高了测量放线的精度，保证了弧形梁成型效果，经济效益显著。10.2 社会效益：利用弧形梁定位放线技术提高了放线的精度，通过预制弧形梁底模板方法，提高了施工效率，最终弧形梁成型效果较好，得到监理、建设单位的好评，为下一阶段的创优提供了有力保障。1111、应用实例、应用实例 11.1 齐齐哈尔医学院大学生活动中心项目 该项目位于齐齐哈尔市建华区卜奎大街齐齐哈尔医学院东南角，地下 1 层，地上 4 层，是集篮球比赛场、游泳馆于一体的综合性体育馆，主体结构为框架结构，建筑高度 23.8m，建筑面积 12495，外圈弧形梁周长为 1175m，本工程采用弧形梁定位放线及按照施工技术，简化了内业计算时间 5d，节约测量人员测设时间 7d，提高了放样的效率和精度，缩短了模板安装的工期 7d，节约资金=350 元/工日7天元15 人+200 元/工日（5+7）天2 人9000（仪器差价）=32550 元，弧形梁成型外观较好，为项目创优打下了坚实的基础，同时得到了建设单位和监理单位的一致好评。该工程被评为黑龙江省建筑业 2018 年度新技术应用示范金牌工程，荣获 2019 第八届“龙图杯”全国 BIM 大赛三等奖。11.2 唐山尚诚国际 A 标段项目 该项目位于河北省唐山市新华西道北侧，学院路与大理路之间，由一栋 3 层地下室和 6 层商业综合体组成，是集商场、超市、餐饮、影院、车库等多种使用功能于一体的建设工程项目，总建筑面积 184617.65，建筑总高度 40.2m。该工程中庭部分一层至屋面层处为曲线弧形结构，弧形梁周长达 840m，通过本工法该工13 程弧形梁成型美观，曲线优美，得到建设单位与监理单位一直好评，简化了手工计算时间，提高了测量放线效率和精度，共节约资金 18700 元。该工程被评为 2017年度河北省安济杯优质工程，荣获 2017 年度河北省建筑业十项新技术应用示范工程。11.3 君豪哈尔滨义乌小商品城项目（B2 地块）该项目位于哈尔滨市利民开发区哈肇公路西常熟路南，由风情街和集中商业街组成，风情街地上 2 层，集中商业街地上四层或五层，框架结构，建筑面积 66632，集中商业街建筑高度 23.6m，风情街建筑高度 7.8m。该工程中间走廊部分一层至屋面层处为曲线弧形结构，弧形梁周长达 450m，通过弧形梁定位放线及安装施工工法，弧形梁成型美观，曲线优美，得到建设单位与监理单位一直好评，简化了手工计算时间，提高了测量放线效率和精度，共节约资金 12500 元。