盧志瑜

（廣州珠江建設(shè)發(fā)展有限公司 廣州510075）

0 前言

現(xiàn)代建、構(gòu)筑物的地下或地上停車場和大型物流倉儲類建筑的行車盤道［1，2］，往往需要經(jīng)受較大且頻繁的動荷載，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的配筋也相對密集。另一方面，盤道多為雙向傾斜，即盤道縱向中心線彎曲，縱向截面形成坡度；盤道橫向截面水平向內(nèi)傾斜［3，4］，形成整體結(jié)構(gòu)高程點各異的情況。因此，相比一般的鋼筋混凝土房屋建筑，大型建筑行車盤道存在鋼筋下料難，定位安裝精度要求高，模板支撐體系的高程控制難度大等工程問題。對此，擬通過建立BIM三維模型，用于指導(dǎo)鋼筋排布下料，優(yōu)化模板支撐體系，提高施工質(zhì)量。

1 工程概況

某國際港項目為亞洲最大的物流港項目，規(guī)劃總用地面積127 530.22 m2，建筑總占地面積85 184.25 m2，總建筑面積為440 345.12 m2。由倉庫區(qū)（共5個倉庫單元、裝卸通道、汽車通道等組成）、1#多功能生產(chǎn)性廠房、2#多功能生產(chǎn)性廠房、消防泵站及變電所、柴油發(fā)電機(jī)房等建構(gòu)筑物組成。其中，倉庫上下運(yùn)輸由“大型盤道”組成，盤道寬12 m，中心線彎曲半徑達(dá)30 m，縱向找坡在1.0%～4.6%之間，橫截面向內(nèi)傾斜2%。其鋼筋布置密集，縱向鋼筋曲率不一，橫向鋼筋布置不均，模板支模有別于一般的框架結(jié)構(gòu)，因此鋼筋的精確下料和排布、模板支撐體系的有效安裝定位是施工的重點。項目效果圖如圖1所示。

圖1 項目效果圖Fig.1 Renderings of Circle Lane in Warehouse Area

2 施工工藝流程（見圖2）

3 BIM模型指導(dǎo)盤道鋼筋排布

3.1 構(gòu)建基礎(chǔ)族

圖2 施工工藝流程Fig.2 Construction Process Flow Chart

⑴ 分析大型盤道形狀特征，了解其各種鋼筋的形狀規(guī)律及分布，掌握其控制參數(shù)的設(shè)定規(guī)則。

⑵ 根據(jù)控制參數(shù)設(shè)定各種鋼筋的參數(shù)化基礎(chǔ)族。

⑶ 各參數(shù)化基礎(chǔ)族中，需要進(jìn)行信息化統(tǒng)計的，參數(shù)類型應(yīng)選擇“共享參數(shù)”，以便獲取排布優(yōu)化后的模型信息［5，6］。操作界面如圖3所示。

圖3 族中重要控制參數(shù)應(yīng)選擇為“共享參數(shù)”Fig.3 The Important Control Parameter in the Family Should be“Shared Parameter”

3.2 盤道鋼筋模型的優(yōu)化及現(xiàn)場施工

⑴ 在鋼筋BIM模型中，進(jìn)行大型鋼筋混凝土盤道縱筋連接點的精細(xì)化預(yù)排布［7］，保證在多曲率情況下，縱筋連接點相互錯開，滿足規(guī)范“同一連接段處鋼筋接頭率不大于50%的要求”［8］。BIM模型中，優(yōu)化調(diào)整后的縱筋接頭排布效果如圖4所示。

本項目調(diào)整原則：縱筋以每4根成一組（編號001～004；編號005～008；……；117～120），同組相鄰縱筋接頭位置錯開約1.5 m，不同組的首位序號的縱筋（編號001、005、……、117）接頭位置錯開約0.15 m。經(jīng)模型復(fù)核，在各縱筋曲率各異的情況下，該排布方式滿足規(guī)范要求的縱筋連接位置需錯開的要求。

圖4 “編號113”的縱筋接頭優(yōu)化調(diào)整Fig.4 Optimization Adjustment of“No.113”Longitudinal Bar Joint

⑵ 優(yōu)化鋼筋接頭位置的排布后，形成各段鋼筋長度信息的料單，指導(dǎo)施工。多曲率縱筋開料明細(xì)表如圖5所示，優(yōu)化后的現(xiàn)場縱向鋼筋接頭位置如圖6所示。

圖5 多曲率縱筋開料明細(xì)Fig.5 Multi Curvature Longitudinal Bar Cutting List

圖6 優(yōu)化后的現(xiàn)場縱向鋼筋接頭Fig.6 Optimized Field Longitudinal Steel Joint

⑶ 進(jìn)行盤道橫向箍筋（分布筋）的優(yōu)化排布，合理控制處理其內(nèi)、外側(cè)的分布間距，以確?，F(xiàn)場橫向箍筋（分布筋）的有序安裝。內(nèi)、外側(cè)橫向鋼筋間距調(diào)整如圖7所示。

圖7 內(nèi)外側(cè)橫向鋼筋間距Fig.7 The Spacing between Front and Rear Lateral Transverse Reinforcement

4 BIM模型指導(dǎo)盤道模架搭設(shè)

4.1 盤道模架模型的優(yōu)化

⑴ 通過“一洲模架設(shè)計安全復(fù)核軟件”、“品茗模架設(shè)計安全復(fù)核軟件”初步確定雙向傾斜盤道支撐模架的立桿密度，初步繪制立桿排布簡圖。模板支撐架三維安全復(fù)核計算如圖8所示。

圖8 模板支撐架三維安全復(fù)核計算Fig.8 Three-dimensional Safety Review Calculation of Template Support Frame

⑵ 根據(jù)初步繪制的立桿排布簡圖，創(chuàng)建盤道模板支撐架整體模型。

⑶ 結(jié)合盤道結(jié)構(gòu)高程，在盤道板梁模板支撐架整體模型上［9］，優(yōu)化調(diào)整控制點立桿支頂高程、立桿長度，控制U型頂托伸長高度。而后統(tǒng)一優(yōu)化調(diào)整其他立桿支頂高程、立桿長度，控制U型頂托伸長高度。在盤道累計高差大的情況下，通過控制立桿長度，確保U型托伸長≤300 mm。［10］立桿模架三維圖如圖9所示，各頂托支頂高程的統(tǒng)計明細(xì)表如圖10所示。

⑷ 從優(yōu)化調(diào)整后的盤道板梁模板支撐架整體模型中，導(dǎo)出信息統(tǒng)計圖表，進(jìn)行現(xiàn)場模板支撐架體的開料。該區(qū)段各立桿長度統(tǒng)計明細(xì)表如圖11所示。

⑸ 現(xiàn)場按照盤道模板支撐架整體模型的“立桿點位排布平面圖”進(jìn)行放線，并按照上述的“各頂托支頂高程的統(tǒng)計明細(xì)表”進(jìn)行各規(guī)格鋼管立桿的加工及定位布置，調(diào)整“U型頂托伸出長度”。具體的“U型頂托伸出長度”調(diào)整方法如下所示：

圖9 立桿模架三維圖Fig.9 Three Dimensional Drawing of Pole Formwork

圖10 各頂托支頂高程的統(tǒng)計明細(xì)Fig.10 Statistical Schedule of Each Top Support Elevation

圖11 該區(qū)段各立桿長度統(tǒng)計明細(xì)Fig.11 Statistical of Each Pole Length of the Section

①通過水準(zhǔn)儀在架立的鋼管支撐立桿上，作BIM模型中模架支撐體系基礎(chǔ)往上1.5 m高程的平水標(biāo)記；

②調(diào)整現(xiàn)場“U型頂托伸出長度”的實際值（見圖12）

C1=（A-Z）×1000-（b-d）

式中：C1為U型頂托伸出長度（mm）；A為BIM模型中的立桿支頂高程（m）；H為BIM模型中的立桿基礎(chǔ)高程（m）；b為現(xiàn)場選用的立桿長度（mm）；d為現(xiàn)場測放的水平標(biāo)記離立桿基礎(chǔ)的實測距離（mm）；Z為現(xiàn)場立桿水平標(biāo)記的高程位置，Z=H+1.5 m；現(xiàn)場立桿水平標(biāo)記如圖13所示。

⑹ 對大型盤道高大支模體系的水平桿進(jìn)行優(yōu)化預(yù)排布。針對盤道彎曲半徑大，實體曲率小的特點，采用“以直代曲”的方式進(jìn)行高大支模體系的優(yōu)化設(shè)計，確定相鄰立桿間相應(yīng)的轉(zhuǎn)角幅度，以及直線間距。水平桿布置平面示意圖如圖14所示。

圖12 U型頂托調(diào)整現(xiàn)場示意圖Fig.12 Site Schematic Diagram of U-shaped Jacking Adjustment

圖13 現(xiàn)場排布編號（17，15）的立桿平水標(biāo)記Fig.13 Pole Level Marking for Site Layout Number（17，15）

圖14 水平桿布置平面示意圖Fig.14 Plane Diagram of Horizontal Rod Arrangement

⑺ 在模型中以各區(qū)段的鋼筋混凝土板梁的兩端，中部相間1/8處的板面（或板底）作為高程控制點，確定并獲取其坐標(biāo)值、高程，以進(jìn)行現(xiàn)場控制點坐標(biāo)的復(fù)核及調(diào)整，如圖15～圖17所示。

4.2 對盤道模架支撐體系進(jìn)行監(jiān)控

本項目分別對模架體系的立桿沉降、水平位移、軸力情況進(jìn)行了監(jiān)測［11］：

⑴ 監(jiān)測對象及檢測內(nèi)容及控制指標(biāo)（見表1）。

⑵ 監(jiān)點布設(shè)原則：各區(qū)段跨中布置1處，橫梁處（板梁的支座端）布置1處。

⑶ 監(jiān)測頻率

圖15 中部相間1/8處的坐標(biāo)及高程平面示意圖Fig.15 Schematic Diagram of Coordinates and Wlevation Plane at 1/8 of the Middle Phase

圖16 根據(jù)模型中的控制坐標(biāo)點及其高程進(jìn)行測量放線Fig.16 Measure the Line According to the Control Coordinate Points and Their Eevations in the Model

圖17 模架上高程控制點Fig.17 Elevation Control Point on Formwork

表1 測量參數(shù)Tab.1 Measurement Parameter

①高大支模預(yù)加載期間監(jiān)測頻率：預(yù)壓前獲取穩(wěn)定的初始值，加載后每3～5 s采集監(jiān)測數(shù)據(jù)1次，直至卸載結(jié)束。若遇監(jiān)測數(shù)據(jù)變化較大等異常情況時，采集頻率為1 s，并及時通知項目建設(shè)方、監(jiān)理方、施工方等相關(guān)單位。

②混凝土澆筑期間監(jiān)測頻率：混凝土澆筑前獲取穩(wěn)定的初始值。監(jiān)測工作從澆筑混凝土開始，直至混凝土終凝為止。混凝土澆筑期間，每間隔2～5 s采集1次監(jiān)測數(shù)據(jù)；澆筑完成至混凝土初凝期間，每20 min采集監(jiān)測數(shù)據(jù)1次；混凝土初凝至混凝土終凝期間，每40 min采集監(jiān)測數(shù)據(jù)1次。若遇監(jiān)測數(shù)據(jù)變化較大等異常情況時，采集頻率為1 s，并及時通知項目建設(shè)方、監(jiān)理方、施工方等相關(guān)單位。上行盤道檢測數(shù)據(jù)趨勢如圖18所示。

圖18 上行盤道檢測數(shù)據(jù)趨勢圖Fig.18 Test Data Trend Graph of the First Circle Lane

以上各項監(jiān)控指標(biāo)均未到達(dá)預(yù)警值，其安全富余達(dá)50%以上。

5 行車盤道大體積混凝土澆筑

對于大型多層物流港倉儲中心的行車盤道而言，需經(jīng)常性行走載重貨車，其板梁厚度往往不少于1 m［12］，屬于大體積混凝土的范疇。因此，施工過程中需注意混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)過程中的水化熱釋放，以及降溫階段混凝土中部與表面的溫差，從而避免溫度裂縫的產(chǎn)生。

⑴ 選用低水化熱或中水化熱的水泥品種，摻入約20%的粉煤灰、礦渣灰水泥，加入少量緩凝劑，提高混凝土澆筑的工作性能，減少前期水化熱釋放的同時，充分利用混凝土后期成形強(qiáng)度。

⑵ 在混凝土制備前，應(yīng)進(jìn)行混凝土配合比試配，對水化熱釋放、澆筑和易性、初凝時間、終凝時間等施工技術(shù)參數(shù)進(jìn)行試驗。

⑶ 大面積板梁混凝土澆筑應(yīng)盡量選擇溫度適宜的天氣進(jìn)行，入模溫度應(yīng)盡量控制在5～30℃之間，在保證混凝土澆筑和易性的前提下，降低混凝土初期反應(yīng)速率。

⑷ 對于超長型大體積混凝土澆筑，需合理設(shè)置后澆帶進(jìn)行隔斷。一般而言，后澆帶不超過40.0 m，可在板梁中部1/3～2/3處進(jìn)行分隔。

6 小結(jié)

⑴ 針對雙向傾面大型行車盤道采用傳統(tǒng)方法容易造成鋼筋下料算量偏差大、鋼筋接頭設(shè)置不合理、鋼筋定位不準(zhǔn)確等質(zhì)量隱患或鋼筋浪費(fèi)的問題，采用三維模型指導(dǎo)行車盤道的鋼筋下料，預(yù)設(shè)多曲率情況下縱筋接頭位置、橫向分布鋼筋的間距控制，保障行車盤道施工質(zhì)量。

⑵ 通過模擬雙向傾面回旋盤道的模架支撐體系，數(shù)字化控制各立桿高程，優(yōu)化立桿排布和模架構(gòu)造措施，指導(dǎo)現(xiàn)場模架體系施工，解決了在雙向傾面大型行車盤道條件下，采用傳統(tǒng)模架搭設(shè)施工容易造成模板平整度差、立桿高程控制不理想等導(dǎo)致影響盤道施工質(zhì)量的問題。

⑶ 采用三維模型技術(shù)交底和質(zhì)量把控，確保了施工搭接銜接緊密有序，提升了盤道的施工質(zhì)量和效率。