弧形结构模板设计及施工
一．工程概况
本工程为全现浇框架剪力墙结构，三层地下室结构平面为扇形。地下一层结构层高4.2m（局部3.7米）, 地下二层结构层高3.6m,地下三层结构层高4.7m。各层环向墙体大多为弧形墙体，结构平面有同心圆弧轴线7条,曲率半径分别为:60.8m、53m、45.5m、38.9m、34.4m、26.6m、18.8m。墙体厚度分别为500 mm、350mm、300mm、250mm及200mm五种，其中以300mm、250mm为主。
顶板以带柱托板的无梁钢筋混凝土楼板为主,局部有径向环向独立梁 ；柱托板厚400毫米,顶板厚250毫米;梁截面绝大多数宽400毫米-200毫米、高650毫米-350毫米。
地下结构c-d轴设有四个电梯井筒，环向墙为弧形，井筒平面为扇形。 本工程地下结构共有弧形墙体4000平方米，弧形梁200延米，扇形顶板9000平方米。施工作业面按六段划分施工流水段（附图1）,全部采用商品混凝土，采取机械振捣方式。采用泵车浇筑墙板梁混凝土，塔吊吊斗浇筑柱混凝土。
二． 工程特点
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1. 结构内含有曲率半径60.8m～18.8m不等的弧形墙体，其中外墙在地下三层厚度为300mm，从地下二层起变为250mm；内墙绝大多数墙厚为300mm、250mm，200mm。 2. 电梯井及电缆管道井筒为扇形。
3. 结构平面F-E轴、12-13轴之间有一条L形后浇带，将结构在环向及径向上分割成两块。 三． 墙体模板 (一) 模板选型
1. 经过多种方案的优化比较我们选用了SP-70系列钢框竹编模板及组合钢模板支立混合组拼进行弧形墙体施工。弧形墙体配模从质量角度讲应首选弧形钢大模板，但由于三层层高不同，并有9种不同弧度的墙体，加工数量大、成本高、周转次数少，并且还需要塔吊配合，所以很不经济，故不宜采用。
若采用竹编原板支立，由于原板的拼接、立、接缝处理等工艺复杂；而原板被弯成弧形后存在一定的反弹力，墙体弧度不易保证。并且使用竹编原板支立必须购置新的竹编原板，这些原板由于需打穿墙螺栓孔，墙体用完后无法用于顶板，因此使用原板也不经济，故也未被采用。
2. 为确定定型组合平模在弧形墙中使用的可能性对有代表性墙体弧线进行试算：对C轴弦长300mm弧的弦高：60.8-（60.82-0.152）1/2=0.18mm,可见弦高极小,几乎可以忽略,用300mm宽以下的定型组合模板完全可以满足圆弧墙的顺滑。对曲率半径均较小的G轴同样可
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以试算：18.8-（18.82-0.12）1/2=0.27mm,可使用200mm宽以下的定型模板。
3. 在现有可选资源中，有55系列和70系列组合钢模板及７０系列钢框竹编模板，经比较后选用７０系列钢框竹编模板及70系列钢模板作为弧形墙体模板。该模板具有刚度大、拼装整体性好、整修便易、人工支立不用吊车、周转性强等特点，其表面光滑利于拆模；其面板选料为竹编板更有利于冬季混凝土保温养生。 (二) 墙体模板设计
1. 采用SP-70系列钢框竹编板模板支立，弧墙模板以300mm宽及200mm宽为主，采用竖排方式排模(其中200mm宽模板为钢制调模,板面需按穿墙螺栓孔径打孔)。竖向上地下三层4.2米墙高及地下一层内墙3.95米墙高用1.2m、1.5m两种规格拼成，地下二层及地下一层外墙3.35米墙高用1.5m、1.8m两个规格拼成。模板排列均错缝花拼，减少通缝，增强其整体性。
2. 由于弧墙的曲线要求，需选用可加工成弧形的φ48×3.5规格的脚手架钢管作为弧墙模板横带, 横带钢管采用人工现场冷弯的方法加工成与各道弧墙相对应的弧度。并采用不同颜色的油漆做明显标记，以便于区分和周转使用。
3．经计算确定：弧墙横带间距取为600mm，每道横带为2根弧形钢管；立带采用每组2根100×50×3方钢管, 立带间距取为500mm。 4. 墙模加固采用普通穿墙螺栓，经计算采用Φ16螺栓，螺栓间距b×h=500mm×600mm,外墙螺栓中间满焊止水环。
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5. 弧墙模板斜向加固采用钢管斜向支顶和用紧线器拉锚，钢管端头加可调托撑支顶加固,拉锚间距为5米一道，支撑间距为1米一道。 (三)施工技术要点
1. 弧墙使用钢框竹编模板支立与普通直墙支模工艺基本相同,由于墙面为曲面,对工作面的平整度要求较高,所以在浇筑混凝土时,在墙模的位置应注意表面平整,在支模前要仔细检查,对平整度不好的部位要抹找平层。
2. 模板连接使用楔形钢销子,按模板线位置将一侧的模板连成片后先用支撑临时固定,穿上螺栓再上另一侧模板并临时固定,按先水平楞后立楞的顺序在模板上加楞,调整水平楞水平及墙根部模板位置并在两侧加侧向支撑调整墙体的平整度。
3．为便于使用，外墙螺栓上应焊定位卡筋，使模板达到预定尺寸（墙厚减去3毫米），并使螺栓达到一定的预紧力，以保证混凝土灌入后模板的最后位置，从而保证墙体尺寸；结构钢筋上则按规范要求绑扎砂浆垫块以保证钢筋的保护层厚度。
4. 弧形钢管加工:选用新购的φ48×3.5钢管,在现场人工冷弯加工。加工前在现场的工作面上用架子管搭设操作架,并且在地面上按1：1比例对各种曲率墙体的曲线放大样；将钢管一端插入操作架，另一端插入翘杠人工弯制，成形后放在大样上进行检查直到符合。各种不同弧度的管要用油漆涂刷加以区分标志。由于弧管弧度直接影响墙体成形，所以在每次使用之前应对其弧度进行检查及整修。 5. 由于弧墙模内外曲率不同,会造成的内外螺栓孔位偏移问题,所以
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每五米在外模立缝上加宽70mm、厚10～30mm的刨光木条进行调整(如下图)。
6．模板支立就位以测放的结构边线、模板检查线、标高控制线为控制依据；现场实际测量放线由于精确测放弧线困难, 只能放出适当的折线对模板进行控制,所以在模板支立及调整时要以折线的折点为准,而折线段不得大于1.5米,以保证墙体位置的精确度。
7．弧墙钢管横带用码钢扣件连成一体，可采用对接方式也可采用搭接方式，但搭接段应超过两个模板立带。
8. 由于墙体曲线原因，两两相邻的模板边楞间会形成夹角，内侧模可能会因此而产生缝隙。对其夹角进行试算：由于曲率不同,其夹角约在0.6°～0.2°之间,在模板边框不变形的情况下,弧墙内侧模形成0.7mm～0.3mm宽的缝隙，但在模板销子打紧的情况下边楞的变形可以弥补小的缝隙，故大曲率墙可忽略此问题,本工程曲率小的弧墙很少，当缝隙大于0.5mm时采取在该处模板钢框上贴以2mm厚、15mm宽的不干胶塑料密封条的技术措施即可满足质量要求,而其它弧墙靠模板销子打紧即可。
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9. 斜撑竖向自地面起每1～1.5米设一道，墙体的斜支撑点应在立带之上,两侧要互相对应，外墙外侧模板可利用基础槽壁用短方木、短钢管加可调托撑进行加固，支撑点也应与内侧斜撑对应。在墙根的底板上要提前预留钢筋，用方木、楔子等对墙模强制定位。墙体斜撑不得与混凝土浇筑操作台连接，混凝土浇筑操作台也不得支撑在模板及其加固体系上，以免扰动模板。 (四)墙体支模流程：
放墙身线及模板检查线→施工缝处理、抹找平层（若作业面平整性好可省略）→作业条件检查（验线、检查材料等）→现场放样排模→放门窗洞口模→加固→校正位置→自检→预检→上一侧模板，连成整体，临时加固→上穿墙螺栓（上好砂浆垫块）→上另一侧模板→安装水平带、立带→上紧螺栓、控制墙厚→安装斜撑及紧线器→调整墙体位置、平整、垂直度→加固→自检→专检→预检→监理验收→转入下工序 (五)质量标准 检查项目：
项 目 允许偏差 （mm) 轴线位移 标 高 3 ±5 尺 量 尺 量 检查方法 专业资料整理
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截 面 尺寸 垂 直 度 表面平整度
四. 扇形电梯井
+2,-3 尺 量 3 5 靠 尺 靠 尺 地下室有四个电梯井,平面成扇形;径向宽2150mm,环向弧长短边2200mm、曲率半径34.9米，长边2380 mm、曲率半径37.05米。 五． 弧形梁模板
弧形梁模板以竹编原板及方木支立，先在地面上搭设钢支撑格构，钢支撑上纵向放置方钢管，方钢管上放梁底模横肋方木，间距400毫米；方木上铺预先切成弧形的竹编原板底模，弧梁底模平面定位以地面上测放的梁位线为准，用线坠吊到相应高度；在弧梁钢筋绑扎完毕后，在梁横肋方木上分段连续钉放纵向方木，方木长度以中间弦高不大于100mm为准，然后将原板裁成梁侧帮高度放入纵向方木与弧梁底模之间，用木块配合木楔背入纵方木与梁侧模之间直至弧梁侧模与底模紧密结合。弧梁侧模中间用方木斜撑加固（详见附图2）；
梁高大于300毫米的梁中间设水平钢管横带加穿梁螺栓，弧形梁使用弧形脚手钢管，按弧度吻合或接近从墙体模板弧形脚手钢管水平带中选用。（梁模见附图3）
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六．弧形梁柱节点
弧形梁柱节点用竹编原板裁剪、拼凑，使用木方、木螺丝或铁件、沉头螺栓将竹编板拼缝加以连接，拼缝处用胶带封闭。
七．模板使用效果分析
1. 本工程将钢框竹编模板应用于弧形墙体取得了较好的效果。混凝土浇筑后，从观感检查及尺量检查上，无论曲率大小，墙体曲面普遍成形较好。（见附后备干部照片）
2. 由于采用模板密封条克服了小曲率墙体内侧模板接头的严密性不良的缺点，而外侧模板则由于曲率的原因在模板连接销子打紧的情况下更趋于严密，使浇筑后的混凝土表面平整光滑无漏浆，圆弧过渡自然。
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3. 采用相应曲率的弧线钢管做水平带及刚度较大的方钢管做立带，使墙体曲面成形好，达到了设计规范的要求。而且加工的弧管周转性较好,在以后施工中还可以将弧管调直作为架子管使用。
4. 圆弧墙采用钢框竹编模板，由于与直墙及柱子模板达成一致，使现场模板单一，便于统筹安排使用，提高了模板的总周转率；而且70系列钢框竹编模板的自有资源充足，租赁费用较购置新模板节省了大笔的费用。
5. 与钢制大模的经济比较计算：
钢制大模造价：（报价）5500元/吨；大模用量总计：1600 m2；总需资金： 211.2万元；
由于此套大模周转性很小，必须全部摊入工程成本，所以不考虑周转摊销。
70系列租赁费：0.75元/ m2.天 ；钢框竹编模板及钢调模用于弧墙的用量: 1000 m2 ，使用时间 :3个月，租赁费总额: 6.9 万元， 钢调模修理费：总计：3.5×150=525元，合计：6.9+0.1+0.05=7.05万元
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节省资金投入:211.2-7.05 =204.15 万元
弧形砼内墙面效果
弧形砼外墙面效果
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