论文部分内容阅读
摘要：临沂鲁商凤凰城三期工程汽车坡道属小半径圆弧汽车坡道，经过对竹木胶板模板、全新可调弧形大钢模板、可调对拉螺栓槽钢背楞及小模数系列小钢模板施工方案的对比分析，考虑各种方案的经济成本，综合考虑各种因素后，最终决定采用小模数系列小钢模板体系和设置导墙方法进行施工。主肋和次肋分别采用钢筋和钢管，简单方便，保证了施工进度和施工质量。
关键词：模板；小半径；圆弧形；汽车坡道；小钢模板；方案比选；经济分析；
Abstract: Linyi Lushang Phoenix City phase three project car ramp is a small radius ramp, the bamboo plywood, new adjustable arc large steel formwork, a comparative analysis on the construction scheme and pull bolt back edge and small module series of small steel formwork, consider the economic costs of the various solutions, considering various factors, finally decided to adopt the small module series of small steel formwork system and setting method of guide wall construction. The main rib and rib respectively by steel and steel pipe, simple and convenient, ensure the construction progress and construction quality.
Keywords: template; small radius; arc; car ramp; small steel template; scheme selection; economic analysis;
中图分类号：文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1 工程概况
临沂鲁商凤凰城铂尔曼酒店工程汽车坡道为内径7.2m、外径13.2m的圆弧形坡道，坡道地下结构分为3层，地上部分为坡道引道，地下部分层高均为3.8m，地下被分为圆弧形坡道，地上引道为不同圆弧和斜线连接的不规则形体。汽车坡道地下部分墙体厚350mm，地上部分厚250mm。
2方案选择
传统墙体模板支设和施工缝留置方法为：采用竹木胶板作为受力主要面板，竖向木方作为背撑次助，环行钢管作为主助，钢管支撑于次助上。板体钢筋锚固段采用放置聚笨板或木盒留置板窝的方法，然后浇筑混凝土。这样容易引发的问题和缺陷主要有以下几点。
材料缺陷
聚苯板属易碎脆性材料，易断裂、易污染混凝土、难固定。留置时需满缠胶带，混凝土浇筑完成后再进行清理，费工费时，也易造成环境污染。采用木盒方式留置，需根据钢筋位置做成锯齿状，费事过多。
留置位置不准确
混凝土振捣时会使聚苯板或木盒移位。因留置标高随坡度布置，墙体支模后不能进行调整，使的板窝位置很难保证；支设顶板时需要重新剔凿和二次支模，易成为混凝土渗漏点。
混凝土不易振捣且不易密实
板窝留置宽至少为墙厚的1╱2，使得混凝土很难下料，也很难振捣。容易引起混凝土蜂窝、较大孔洞和振捣不密实等情况，尤其对于厚度浇薄的墙体结构更是如此。
留置水平施工缝
采用传统方法，混凝土施工缝为水平缝，即在坡道楼层中间出现水平施工缝，引响观感。本工程对传统做法进行改进，主要思路为：坡道墙体混凝土按坡道坡度一次性浇筑至板底位置；施工缝沿坡道板坡度留置，不在二次浇筑混凝土或填塞聚苯板。
针对上述改进的重点，提出如下几种模板选用方案。
2.1竹木胶板模板
这是本工程起始阶段考虑最多的方案。墙体面板采用全新15mm×915mm×1830mm多层板，50mm×100mm木方作为次助，以弧形圆心为中心点作为射状布置，次肋肋最大间距250mm，主助间距为500mm，穿墙螺栓水平间距500mm，竖向间距500mm。主肋布设是施工的难点，主助大部分采用弯制钢管，曾考虑使用计算机放样，根据次助间距，在短脚板上割50mm x 50mm孔眼，钳住次助的方法。施工缝留置，原计划于平板墙体留置方法相同，即每层根据坡度留置于底板，需要每隔一段在根部加设三角楔形模板，且立面模板需要裁切边角，以保证墙模接缝为竖向。但模板的制作和安装以及施工过程中的加高处理相当困难。此方案模板損耗大、木方使用量较多、脚手板损耗巨大、人工费用太高、施工难度过大而放弃。
2.2全新可调弧形大钢模板
随着模板行业技术水平的不断提高，市场上出现了可调圆弧钢制模板。采用次方案模板，需根据现场实际情况进行模板配置，混凝土质量能得到很好控制，且施工较为容易。但模板需要购买，加工费用为普通大钢模板的2倍多，适用性小，回收费用很低，终因模板费用过高而放弃。
2.3可调对拉螺栓槽钢背楞
墙体模板采用竹木胶合板，沿坡道板坡度方向进行切割布置，保持立板接缝为竖向。竖向设置槽钢背楞，两个竖向槽钢背楞后面设置横向短双槽钢，并用对拉螺栓进行加固和调节变形。两个横向槽钢间通过可调螺栓拉杆连接。每个双槽钢又与附近的角钢连接，背楞通过可调螺栓拉杆连接，此时便形成了一个受力单元。如此多个受力单元布置成型后，即完成了汽车坡道墙体模板的支设。
本方案得的核心技术有穿墙对拉螺栓和可调螺栓拉杆，穿墙对拉螺栓的主要作用为①调整弧形墙体曲率，控制墙体厚度；②对墙体模板进行加固。
可调螺栓拉杆的主要作用为:①调整单元中槽钢和角钢复合作用下的力学平衡；②微调弧形墙体曲率；③使得墙体模板、墙体对拉螺栓、横竖向背楞连接成一整体，形成弧形空间平衡体系。
采用次方案，槽钢和角钢需要购置并进行深加工，可调对拉螺栓需要委托厂家加工，虽然具有施工方便，质量能够有效保证的优点，但也终因成本过高而放弃。但此施工方法和创意是一个创举，是技术创新的良好体现。
2.4 小模数系列小钢模板
综合考虑后，项目部决定采用小模数系列小钢模板进行小半径圆弧形汽车坡道墙体模板支设的施工方案。主要为：层间施工缝按照坡道板底高度留置(即为弧形)；每次坡道板模板支设时，设置300mm高导墙模板，楼板浇筑完成后，形成300mm高混凝土导墙；墙体面采用100-300mm系列小钢模板；钢管竖向放置作为次助；弧形钢筋控制变形作为主助（实际受力较小，主要起调整就位作用）；采用密布斜向方式支撑。小钢模板中较大规格模板尽量放置在内筒外侧和外筒内侧，以利于坡道内的视觉美观。
3小模数小钢模板支模方案
墙体模板主要分为模板与龙骨体系和模板支撑体系。
3.1 模板与龙骨
板面主要采用100mm×1500mm(600mm),200mm×1500mm （600mm）,300mm ×1500mm(600mm)系列小钢模板体系，主肋采用按照坡道圆弧率弯曲而成的HRB400级ф25钢筋（依计算机放样并现场作胎模煨制），次龙骨采用ф48mm ×3.5mm钢管。模板配置的原则如下。
⑴ 在减少拼缝漏浆的前提下，尽量选择大模数模板。
⑵大模数模板尽量排放在视觉可见部位的外墙内侧和内墙外侧（即坡道内所见墙体，内外定义为：同一筒体或同一墙体以远离圆心以外）。内筒外墙和外筒内墙采用300mm系列模板，间隔配置100mm模板进行组合；内筒内墙和外筒外墙采用200mm系列模板，间隔配置100mm模板进行组合，穿墙螺栓通过100mm规格模板连接。
此方案基本保证穿墙螺栓与墙体垂直，且弧形墙外侧采用小模数板相对合理，既有利于美观，同时还可通过小模数模板方便调节接缝位置和大小。采用此方案，内筒外墙和外筒内墙拼模缝隙均为3mm。完全可以通过粘贴双面胶条来解决漏浆问题。
3.2 支撑系统
⑴ 竖向采用扣件式钢管架，水平向为扣件式钢管。支撑系统由钢管架、地锚、可调支托3部分组成。坡道内侧模板支撑采用满堂红脚手架，并在内外墙体1000mm左右设置地锚，立杆间距900-1200mm，横杆间距1200-1500mm。坡道外侧模板支撑在外脚手架上，外脚手架设置支撑杆支撑于护坡上或设置斜支撑于基坑内坚实地面上，外脚手架立杆间距900-1200mm,横杆间距1200-1500mm。
⑵ 脚手架与横板主肋200-250mm间距是靠可调支撑调节，以保证受力均匀和调节变形。可调支撑采用丝杆长度为600mm规格的可调U形上托，其丝杠伸出钢管≤250mm，否则需要进行加固。
⑶ 首先根据混凝土测压力计算公式并考虑工程特点确定本工程混凝土对模板产生的侧压力，然后进行模板支撑体系验算。扣件式钢管桁架是一个超静定结构，而且杆件及节点不在一个平面上，所以手工计算相当困难，为此采取分析计算的方法进行验算。
根据计算结果，模板侧压力及施工荷载合计39.7Kn/㎡，支撑点分布为0.7×0.6=0.42㎡.则折算成每个支撑点承载16.67 Kn。钢管净截面面积489㎡，单杆抗拉压强度达10 KN以上，一般不需考虑强度失效问题。组成桁架后最大计算长度1166mm，全部采用十字扣件计算长度系数为0.75，实际计算长度为875mm。λ=875/15.78=55.4.Ч=0.864.设计桁架时节间没有荷载，所以不考虑横杆弯矩，压杆最大受力16.67 KN。则σ=N/（ЧA）=47.35N/m㎡,说明单杆受力传递能力满足要求。
以上说明垂直于模板面的支撑不会弯曲变形，支撑反立通过组成钢度较好的桁架，由相互间的互撑作用和地锚来平衡。在手工计算完毕后，又按照方案布置要求，输入桁架参数，利用先进的力学软件进行复核，结果也满足要求。
4实施效果
在使用中经过仔细观察，支撑系统的刚度较好，混凝土墙面垂直度、弧度圆润度得到了较好的保证。通过本工程实践，拆模后混凝土墙面弧度满足设计要求，模板间拼缝基本未出现漏浆现象，小钢模印迹整洁美观，墙体下口施工缝沿坡道坡度均匀布置，装修过程中仅局部进行了石膏找平和找弧处理，基本上达到预定效果，证明原设计方案可行。
5 技术经济分析
本工程2个汽车坡道墙体支模面积为1416㎡，均按照3.8m层高进行计算。工期以40d计，组合小模数小钢模板材料费用为7.25万元。
按照传统方案，采用全新15mm×915mm×1830mm多層板，50mm×100mm木方作为次助，间距250mm，主助间距500mm。不考虑周转使用计算，即木质模板一次性投入材料费用为14.96万元。对于可调对拉螺栓槽钢背楞模板，多层板用量1416㎡；木方50mm ×100mm 用量1860m；{10用量3160m,L100×100×6用量1228m，对墙螺栓820个，可调螺栓2250个。材料总费用为26.15万元。经与厂家接洽，圆弧形可调大钢模板费用为1100/㎡，可以按照总价20%进行回收，总费用为32.60万元。
4种方案中组合小模数钢板方案最为节省，分别是木质模板的49%；对拉螺栓槽钢背楞模板的28%；圆弧可调大钢模的22%。以上分析中，未计算各种方案人工费用，组合小钢模人工费与木质模板及对拉螺栓背楞模板人工费相当，圆弧形可调钢模人工费用较低，但其总造价仍远远高于组合小钢模板。
6 结语
本工程通过多方案比选，采用小模数小钢模板进行汽车坡道圆弧墙体支设，突破了传统的工艺做法，使得墙体混凝土随着汽车坡道板坡度进行浇筑，上口施工缝留置于板内，避免了留置板窝和留置水平施工缝所带来的质量隐患和观感缺陷。采用小模数模板，通过调节模板间拼缝，再加设双面胶条，有效地减小了理论上的漏浆可能性。同时，采用此方案还可以大大节约成本。
参考文献
[1] 建筑施工手册（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.
[2] 住房和城乡建设部工程质量安全监督司.建筑业10项新技术（2010）[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[3] 国家冶金工业局.GB50214-2001组合钢模板技术规范[S].北京：中国计划出版社，2001.
关键词：模板；小半径；圆弧形；汽车坡道；小钢模板；方案比选；经济分析；
Abstract: Linyi Lushang Phoenix City phase three project car ramp is a small radius ramp, the bamboo plywood, new adjustable arc large steel formwork, a comparative analysis on the construction scheme and pull bolt back edge and small module series of small steel formwork, consider the economic costs of the various solutions, considering various factors, finally decided to adopt the small module series of small steel formwork system and setting method of guide wall construction. The main rib and rib respectively by steel and steel pipe, simple and convenient, ensure the construction progress and construction quality.
Keywords: template; small radius; arc; car ramp; small steel template; scheme selection; economic analysis;
中图分类号：文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1 工程概况
临沂鲁商凤凰城铂尔曼酒店工程汽车坡道为内径7.2m、外径13.2m的圆弧形坡道，坡道地下结构分为3层，地上部分为坡道引道，地下部分层高均为3.8m，地下被分为圆弧形坡道，地上引道为不同圆弧和斜线连接的不规则形体。汽车坡道地下部分墙体厚350mm，地上部分厚250mm。
2方案选择
传统墙体模板支设和施工缝留置方法为：采用竹木胶板作为受力主要面板，竖向木方作为背撑次助，环行钢管作为主助，钢管支撑于次助上。板体钢筋锚固段采用放置聚笨板或木盒留置板窝的方法，然后浇筑混凝土。这样容易引发的问题和缺陷主要有以下几点。
材料缺陷
聚苯板属易碎脆性材料，易断裂、易污染混凝土、难固定。留置时需满缠胶带，混凝土浇筑完成后再进行清理，费工费时，也易造成环境污染。采用木盒方式留置，需根据钢筋位置做成锯齿状，费事过多。
留置位置不准确
混凝土振捣时会使聚苯板或木盒移位。因留置标高随坡度布置，墙体支模后不能进行调整，使的板窝位置很难保证；支设顶板时需要重新剔凿和二次支模，易成为混凝土渗漏点。
混凝土不易振捣且不易密实
板窝留置宽至少为墙厚的1╱2，使得混凝土很难下料，也很难振捣。容易引起混凝土蜂窝、较大孔洞和振捣不密实等情况，尤其对于厚度浇薄的墙体结构更是如此。
留置水平施工缝
采用传统方法，混凝土施工缝为水平缝，即在坡道楼层中间出现水平施工缝，引响观感。本工程对传统做法进行改进，主要思路为：坡道墙体混凝土按坡道坡度一次性浇筑至板底位置；施工缝沿坡道板坡度留置，不在二次浇筑混凝土或填塞聚苯板。
针对上述改进的重点，提出如下几种模板选用方案。
2.1竹木胶板模板
这是本工程起始阶段考虑最多的方案。墙体面板采用全新15mm×915mm×1830mm多层板，50mm×100mm木方作为次助，以弧形圆心为中心点作为射状布置，次肋肋最大间距250mm，主助间距为500mm，穿墙螺栓水平间距500mm，竖向间距500mm。主肋布设是施工的难点，主助大部分采用弯制钢管，曾考虑使用计算机放样，根据次助间距，在短脚板上割50mm x 50mm孔眼，钳住次助的方法。施工缝留置，原计划于平板墙体留置方法相同，即每层根据坡度留置于底板，需要每隔一段在根部加设三角楔形模板，且立面模板需要裁切边角，以保证墙模接缝为竖向。但模板的制作和安装以及施工过程中的加高处理相当困难。此方案模板損耗大、木方使用量较多、脚手板损耗巨大、人工费用太高、施工难度过大而放弃。
2.2全新可调弧形大钢模板
随着模板行业技术水平的不断提高，市场上出现了可调圆弧钢制模板。采用次方案模板，需根据现场实际情况进行模板配置，混凝土质量能得到很好控制，且施工较为容易。但模板需要购买，加工费用为普通大钢模板的2倍多，适用性小，回收费用很低，终因模板费用过高而放弃。
2.3可调对拉螺栓槽钢背楞
墙体模板采用竹木胶合板，沿坡道板坡度方向进行切割布置，保持立板接缝为竖向。竖向设置槽钢背楞，两个竖向槽钢背楞后面设置横向短双槽钢，并用对拉螺栓进行加固和调节变形。两个横向槽钢间通过可调螺栓拉杆连接。每个双槽钢又与附近的角钢连接，背楞通过可调螺栓拉杆连接，此时便形成了一个受力单元。如此多个受力单元布置成型后，即完成了汽车坡道墙体模板的支设。
本方案得的核心技术有穿墙对拉螺栓和可调螺栓拉杆，穿墙对拉螺栓的主要作用为①调整弧形墙体曲率，控制墙体厚度；②对墙体模板进行加固。
可调螺栓拉杆的主要作用为:①调整单元中槽钢和角钢复合作用下的力学平衡；②微调弧形墙体曲率；③使得墙体模板、墙体对拉螺栓、横竖向背楞连接成一整体，形成弧形空间平衡体系。
采用次方案，槽钢和角钢需要购置并进行深加工，可调对拉螺栓需要委托厂家加工，虽然具有施工方便，质量能够有效保证的优点，但也终因成本过高而放弃。但此施工方法和创意是一个创举，是技术创新的良好体现。
2.4 小模数系列小钢模板
综合考虑后，项目部决定采用小模数系列小钢模板进行小半径圆弧形汽车坡道墙体模板支设的施工方案。主要为：层间施工缝按照坡道板底高度留置(即为弧形)；每次坡道板模板支设时，设置300mm高导墙模板，楼板浇筑完成后，形成300mm高混凝土导墙；墙体面采用100-300mm系列小钢模板；钢管竖向放置作为次助；弧形钢筋控制变形作为主助（实际受力较小，主要起调整就位作用）；采用密布斜向方式支撑。小钢模板中较大规格模板尽量放置在内筒外侧和外筒内侧，以利于坡道内的视觉美观。
3小模数小钢模板支模方案
墙体模板主要分为模板与龙骨体系和模板支撑体系。
3.1 模板与龙骨
板面主要采用100mm×1500mm(600mm),200mm×1500mm （600mm）,300mm ×1500mm(600mm)系列小钢模板体系，主肋采用按照坡道圆弧率弯曲而成的HRB400级ф25钢筋（依计算机放样并现场作胎模煨制），次龙骨采用ф48mm ×3.5mm钢管。模板配置的原则如下。
⑴ 在减少拼缝漏浆的前提下，尽量选择大模数模板。
⑵大模数模板尽量排放在视觉可见部位的外墙内侧和内墙外侧（即坡道内所见墙体，内外定义为：同一筒体或同一墙体以远离圆心以外）。内筒外墙和外筒内墙采用300mm系列模板，间隔配置100mm模板进行组合；内筒内墙和外筒外墙采用200mm系列模板，间隔配置100mm模板进行组合，穿墙螺栓通过100mm规格模板连接。
此方案基本保证穿墙螺栓与墙体垂直，且弧形墙外侧采用小模数板相对合理，既有利于美观，同时还可通过小模数模板方便调节接缝位置和大小。采用此方案，内筒外墙和外筒内墙拼模缝隙均为3mm。完全可以通过粘贴双面胶条来解决漏浆问题。
3.2 支撑系统
⑴ 竖向采用扣件式钢管架，水平向为扣件式钢管。支撑系统由钢管架、地锚、可调支托3部分组成。坡道内侧模板支撑采用满堂红脚手架，并在内外墙体1000mm左右设置地锚，立杆间距900-1200mm，横杆间距1200-1500mm。坡道外侧模板支撑在外脚手架上，外脚手架设置支撑杆支撑于护坡上或设置斜支撑于基坑内坚实地面上，外脚手架立杆间距900-1200mm,横杆间距1200-1500mm。
⑵ 脚手架与横板主肋200-250mm间距是靠可调支撑调节，以保证受力均匀和调节变形。可调支撑采用丝杆长度为600mm规格的可调U形上托，其丝杠伸出钢管≤250mm，否则需要进行加固。
⑶ 首先根据混凝土测压力计算公式并考虑工程特点确定本工程混凝土对模板产生的侧压力，然后进行模板支撑体系验算。扣件式钢管桁架是一个超静定结构，而且杆件及节点不在一个平面上，所以手工计算相当困难，为此采取分析计算的方法进行验算。
根据计算结果，模板侧压力及施工荷载合计39.7Kn/㎡，支撑点分布为0.7×0.6=0.42㎡.则折算成每个支撑点承载16.67 Kn。钢管净截面面积489㎡，单杆抗拉压强度达10 KN以上，一般不需考虑强度失效问题。组成桁架后最大计算长度1166mm，全部采用十字扣件计算长度系数为0.75，实际计算长度为875mm。λ=875/15.78=55.4.Ч=0.864.设计桁架时节间没有荷载，所以不考虑横杆弯矩，压杆最大受力16.67 KN。则σ=N/（ЧA）=47.35N/m㎡,说明单杆受力传递能力满足要求。
以上说明垂直于模板面的支撑不会弯曲变形，支撑反立通过组成钢度较好的桁架，由相互间的互撑作用和地锚来平衡。在手工计算完毕后，又按照方案布置要求，输入桁架参数，利用先进的力学软件进行复核，结果也满足要求。
4实施效果
在使用中经过仔细观察，支撑系统的刚度较好，混凝土墙面垂直度、弧度圆润度得到了较好的保证。通过本工程实践，拆模后混凝土墙面弧度满足设计要求，模板间拼缝基本未出现漏浆现象，小钢模印迹整洁美观，墙体下口施工缝沿坡道坡度均匀布置，装修过程中仅局部进行了石膏找平和找弧处理，基本上达到预定效果，证明原设计方案可行。
5 技术经济分析
本工程2个汽车坡道墙体支模面积为1416㎡，均按照3.8m层高进行计算。工期以40d计，组合小模数小钢模板材料费用为7.25万元。
按照传统方案，采用全新15mm×915mm×1830mm多層板，50mm×100mm木方作为次助，间距250mm，主助间距500mm。不考虑周转使用计算，即木质模板一次性投入材料费用为14.96万元。对于可调对拉螺栓槽钢背楞模板，多层板用量1416㎡；木方50mm ×100mm 用量1860m；{10用量3160m,L100×100×6用量1228m，对墙螺栓820个，可调螺栓2250个。材料总费用为26.15万元。经与厂家接洽，圆弧形可调大钢模板费用为1100/㎡，可以按照总价20%进行回收，总费用为32.60万元。
4种方案中组合小模数钢板方案最为节省，分别是木质模板的49%；对拉螺栓槽钢背楞模板的28%；圆弧可调大钢模的22%。以上分析中，未计算各种方案人工费用，组合小钢模人工费与木质模板及对拉螺栓背楞模板人工费相当，圆弧形可调钢模人工费用较低，但其总造价仍远远高于组合小钢模板。
6 结语
本工程通过多方案比选，采用小模数小钢模板进行汽车坡道圆弧墙体支设，突破了传统的工艺做法，使得墙体混凝土随着汽车坡道板坡度进行浇筑，上口施工缝留置于板内，避免了留置板窝和留置水平施工缝所带来的质量隐患和观感缺陷。采用小模数模板，通过调节模板间拼缝，再加设双面胶条，有效地减小了理论上的漏浆可能性。同时，采用此方案还可以大大节约成本。
参考文献
[1] 建筑施工手册（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.
[2] 住房和城乡建设部工程质量安全监督司.建筑业10项新技术（2010）[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[3] 国家冶金工业局.GB50214-2001组合钢模板技术规范[S].北京：中国计划出版社，2001.