对内模混凝土拱结构施工技术的探讨

倪凤高

摘 要：本文介绍了三维波纹形钢承板内模混凝土拱结构施工技术的特点、工艺原理、工艺流程、操作要点，以及质量保证技术措施，只有严格按规范、按图纸，按施工方案操作，才能保证混凝土拱圈的施工质量和安全生产。

关键词：混凝土拱结构 施工技术

前言

三维波纹式钢承板内模混凝土拱结构广泛应用于会展中心、商场、厂房及仓库等工业与民用建筑场所，与传统的混凝土拱结构采用木模及钢管支架相比，具有模板支架构造简单、混凝土拱板无需内抹灰、施工方便、工程施工速度快、混凝土拱结构的整体性强，抗震、抗爆、抗渗性能好等优点。该施工技术，为大跨度、高矢高、超长式厚拱板的混凝土拱结构施工奠定了基础。

1 钢承板内模混凝土拱结构施工技术的特点

1. 1 横板支架具有整体刚度大、搭设安装方便的特点

混凝土拱圈的内模（即底模）采用三维波纹式钢承板，钢板厚约3，该钢承板在拱圈的横向即跨度方向为一大波，纵向、弧向均为波纹形式，沿纵向截面的波谷至波顶的矢高为330。由于三维波纹式钢承板内模安装后的整体刚度大，承载能力高，故钢内模的扣件式钢管支架设计计算与搭设施工方便。浇捣混凝土时在恒载、活载的共同作用下，模板支架的变形小，为控制混凝土拱圈的施工质量创造了条件。

混凝土拱圈的外模采用纵向条式大模板，该外模采用对拉螺杆焊接固定于三维波纹式钢承板上，条式大块外模板的下端采用扣件式斜钢管支撑于拱脚的混凝土基础上。各幅外模板均采用扣件式钢管连接，每幅外模板之间留出混凝土浇捣入注带，宽约500 mm。混凝土拱圈的顶部比较平坦，故不需要搭设外模板。

1. 2 钢筋具有定型模架制作后绑扎安装的特点

拱圈钢筋分为环向钢筋与纵向钢筋两大类别。环向钢筋又分为环向上排筋、环向中部筋、环向下排筋及环向谷底筋。纵向钢筋又分为纵向上排筋、纵向中部筋、纵向下排筋及纵向V 形拉结筋。环向钢筋制作时先放大样，并在型钢做的定型模架上弯曲成型，为了防止制作后安装绑扎中的反弹变形，均采用塔式起重机成捆式将钢筋吊至内模上再用人工分别就位。

2 施工工艺原理与施工工艺流程

2. 1 施工工艺原理

利用三维波纹式钢承板作内模结合扣件式钢管支架承重，三维波纹式钢承板可简化成“工”字形截面计算抗弯承载力，并结合拱式构件的特点传递荷载给钢管支架。混凝土拱圈的外模利用对拉螺杆焊接锚固于三维波纹钢板内模上，下滑力由扣件式钢管传递至拱圈的基础。拱脚混凝土基础之间设置有混凝土拉梁。利用泵送预拌混凝土浇捣拱圈，对称式由低至高浇捣混凝土，混凝土从入注带入模，插入式振捣棒振捣密实后用模板覆盖入注带，然后继续往上对称式浇捣混凝土。

2. 2 施工工艺流程

混凝土基础施工→测量放线→搭设扣件式钢管支架→安装三维波纹式钢承板内模→焊接对拉螺杆→绑扎拱圈钢筋→隐蔽工程验收→安装拱圈外模板→安装扣件式钢管操作架→对称式泵送浇捣混凝土→养护→拆除外模及操作架→拆除内扣件式钢管支架→拱顶防水层施工。

3 施工操作要点

3. 1 搭设扣件式钢管承重支架

搭设钢管支架前应完成拱圈基础及室内地面的混凝土基层，作为钢管支架的承重地基。在混凝土拱圈恒载、施工活载（含振捣荷载）及风荷载组合作用下，通过设计计算，并按现行国家行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ 130-20011） 》搭设扣件式钢管承重支架。考虑拱圈混凝土的重力荷载分解为径向和切向分力，加之三维波纹式钢承板整体刚度大，且注意到施工方便，故承重支架的立杆，除拱圈顶部需搭设成竖直形，两侧部分宜搭设成斜撑形。

3. 2 安装三维波纹式钢承板内模

安装三维波纹式钢承板内模有两种方法，一种是在搭设钢管承重支架前，在场内预先分幅拼装好拱形三维波纹式钢承板内模，然后用塔式起重机或汽车吊沿拱圈纵向逐幅安装就位。另一种是在搭设钢管承重支架后，利用塔式起重机或汽车吊将三维波纹式钢承板在空中分段安装就位，即每幅（沿纵向宽度约2. 0m，搭接宽度约150 mm螺栓固定）沿橫向即跨度方向的波纹式钢承板分8 段安装而成，每段搭接200mm左右，螺栓固定。其中拱脚部位可砌砖胎模或块石胎膜代替内外模板，拱脚的外胎模宜用永久的重力式浆砌块石墙，以考虑混凝土硬化前的推力。

3. 3 焊接对拉螺杆、绑扎拱圈钢筋

在绑扎拱圈钢筋骨架前，先在钢承板内模上按施工方案要求焊接外模板的对拉螺杆。绑扎钢筋的次序如下：钢筋按施工图采用HRB335E或HRB400E。粗钢筋接头采用闪光对焊。现场安装接头采用直螺纹套筒连接或单面搭接焊接。拱圈环向、纵向钢筋的安装次序均为先底排钢筋、接着安装中部钢筋，最后安装上排钢筋。竖向V 形拉结筋与环向谷底筋同时安装绑扎，然后与渐次安装的纵横向底排筋绑扎。其中混凝土保护层垫块应用铁丝牢固地绑扎于钢筋笼，间距按规定。

3. 4 搭设外模上钢管操作架

外模上的扣件式钢管操作架分为环向弧形钢管（可用<25钢筋代替）与纵向直线形钢管，其中纵向直线形钢管即外模对拉螺杆的钢管夹条，见图3。扣件式钢管操作架的荷载部分由环向钢管传递至拱圈的混凝土基础上，部分由外模通过对拉螺杆传递至钢承板内模至内钢管支撑架上。分幅外模之间的混凝土入注带处悬挑式钢管上铺模板搭设成操作小平台，悬挑式短钢管内端锚固于拱圈钢筋笼（绑扎于纵向底排筋） ，并扣接于操作架纵向钢管上。

4 质量要求

4. 1 模板工程质量保证措施

（1）周转材料检测。周转材料进场时，对材料进行检测，发现问题应及时上报，并采取有效、妥善的措施。其中钢管扣件应进行抽样检测，不合格者严禁进场。拱圈波纹钢承板底模下水平杆与弧形横杆、弧形杆与立杆的连接扣件螺栓拧紧扭力矩应全数检查，控制在40～65 N·m之间。

（2）模板支架检查验收。模板支架搭设完毕使用前，按本施工方案和有关规范，组织有关人员进行全面验收和签证，验收不合格的严禁投入使用。本工程为超重的高模板支架，应加大检查力度，公司工程部人员应参加检查验收。

（3）模板支架拆除要求。模板支撑架拆除作业必须在混凝土强度达到设计强度后由上而下逐步进行，严禁上下同时作业，分段拆除的高度不应大于两步。模板支架使用期间，不得任意拆除杆件。

4. 2 钢筋工程质量保证措施

（1）当钢筋的品种、级别或规格须作变更时，应办理设计变更文件。在浇捣混凝土之前，应进行钢筋隐蔽工程验收。

（2）钢筋进场时，应按现行国家标准《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011的规定抽取试件做力学性能检验，其质量必须符合规范标准的规定。

（3）钢筋加工。钢筋加工的形状、尺寸应符合设计要求，纵向与弧向受力钢筋的连接方式应符合设计要求。

（4）钢筋安装时，受力钢筋的品种、级别、规格和数量必须符合施工图要求。

5 结束语

由于大跨度三维波纹式钢承板内模的混凝土拱结构在施工中具有上述特点与难度，故必须精心施工。内模与外模应认真搭设，避免对拉螺杆下端的焊缝拉裂；钢筋种类规格繁多，应认真按顺序绑扎到位；外操作架兼对拉螺杆的钢管夹条坡度大，操作中特别注意安全；拱圈浇捣混凝土时务必遵守对称式按“之”字形循环由低至高在拱顶合拢。严格按规范、按图纸、按施工方案操作，才能保证混凝土拱圈的施工质量及安全生产。

参考文献

1、《纤维混凝土结构技术规程》CECS 382004

2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130-20011

3、《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011