李忠林

（中交二航局建筑工程有限公司，湖北 武漢 430056）

文章研究的出發(fā)點(diǎn)在于確保大跨度結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用需基于深入地施工工藝研究。進(jìn)步的材料、精細(xì)的計(jì)算模型和施工過程的數(shù)字化為施工方法提供了新契機(jī)，如高效的模具系統(tǒng)和預(yù)應(yīng)力施工等，對(duì)工程質(zhì)量有著顯著的促進(jìn)作用。施工環(huán)境的復(fù)雜性，包括各種自然和地理因素，決定了施工工藝的選擇需考慮多樣性和適應(yīng)性。考慮到大跨度結(jié)構(gòu)的公共性質(zhì)，構(gòu)建它們時(shí)不僅要追求經(jīng)濟(jì)效益，還要關(guān)注在社會(huì)和環(huán)境層面的綜合影響。

1 工程概況

項(xiàng)目總建筑面積為4 473.46 m2，項(xiàng)目占地面積為46 006.45 m2，擬建15棟建筑物及附屬構(gòu)筑物。其中13棟建筑為非落地拱結(jié)構(gòu)。拱頂?shù)闹误w系整個(gè)放置于基礎(chǔ)筏板上，基礎(chǔ)筏板厚度為400 mm，混凝土強(qiáng)度為C30 P8，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后方可在上搭設(shè)模板支撐體系。

2 大跨度混凝土拱形屋面結(jié)構(gòu)施工工藝分析

2.1 支撐體系

在施工大跨度混凝土拱形屋面時(shí)，支撐體系的構(gòu)建和管理對(duì)確保工程的結(jié)構(gòu)安全及施工品質(zhì)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。該體系主要負(fù)責(zé)承載包括模板和新澆筑混凝土在內(nèi)的重量，因此其穩(wěn)定性是項(xiàng)目成功的關(guān)鍵之一。特別地，支撐體系安放在設(shè)計(jì)用以均勻分配荷載的基礎(chǔ)筏板上是一項(xiàng)重要的施工步驟?；A(chǔ)筏板，厚度達(dá)400 mm，采用C30 P8等級(jí)的混凝土制成，不僅為支撐體系提供了堅(jiān)固的基礎(chǔ)，也保證了足夠的承載能力和剛性來應(yīng)對(duì)施工中的各類荷載。這里的C30 P8混凝土，即具有30 MPa的抗壓強(qiáng)度和P8級(jí)的抗?jié)B性能，確保了結(jié)構(gòu)的耐久性和穩(wěn)定性。施工前必須確?；A(chǔ)筏板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，這一點(diǎn)通過現(xiàn)場(chǎng)的樣品測(cè)試來驗(yàn)證。只有確認(rèn)混凝土強(qiáng)度符合規(guī)定后，才能開始搭設(shè)模板支撐體系。這個(gè)體系的設(shè)計(jì)必須考慮到施工過程中可能遇到的所有荷載類型，以確保其在整個(gè)建設(shè)階段的剛性和穩(wěn)定性，避免因荷載變化造成的結(jié)構(gòu)變形或塌陷。

2.2 拱形屋面結(jié)構(gòu)梁底（板底）定位

在大跨度混凝土拱形屋面結(jié)構(gòu)施工中，梁底（或板底）的精確定位是一個(gè)關(guān)鍵步驟，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和功能性有著直接影響。此環(huán)節(jié)旨在確保拱形結(jié)構(gòu)的幾何形狀、尺寸及位置準(zhǔn)確無誤，為后續(xù)建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。首先，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，工程團(tuán)隊(duì)通過先進(jìn)的測(cè)量工具，比如全站儀和激光掃描儀等，進(jìn)行初步的梁底位置測(cè)量。這些設(shè)備能提供高精度數(shù)據(jù)，幫助確立梁底的具體位置。在此過程中，對(duì)拱頂?shù)那屎托倍冉o予特別關(guān)注是至關(guān)重要的，因?yàn)檫@影響到屋面的整體穩(wěn)定性和外觀效果。測(cè)量后，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)安放和調(diào)整梁底模板。這一步驟需要極其精確，以避免任何偏差，防止結(jié)構(gòu)在受力時(shí)性能下降或出現(xiàn)安全問題。施工團(tuán)隊(duì)將通過反復(fù)的檢測(cè)和調(diào)整，確保每個(gè)環(huán)節(jié)均滿足設(shè)計(jì)規(guī)范。同時(shí)，梁底定位過程也需考慮與其他結(jié)構(gòu)元素的協(xié)同，如拱形屋面與支撐柱和墻體的連接，要求施工隊(duì)伍全面考慮整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)一致。在此過程中，持續(xù)與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)溝通，保持施工執(zhí)行與設(shè)計(jì)初衷的一致性至關(guān)重要。最后，定位完成后需進(jìn)行包括負(fù)荷測(cè)試和穩(wěn)定性評(píng)估在內(nèi)的一系列檢查，這些是驗(yàn)證結(jié)構(gòu)安全性和功能性，確保其符合預(yù)期。

2.3 拱形梁模板安裝方式

在大跨度混凝土拱形屋面結(jié)構(gòu)施工中，拱形梁模板的正確安裝至關(guān)重要，它決定了施工的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。模板的設(shè)計(jì)和安裝涉及精確的幾何參數(shù)考量，選材（包括木材、鋼材或塑料）需結(jié)合經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，同時(shí)保證足夠的強(qiáng)度、剛度和適應(yīng)性，以承擔(dān)混凝土澆筑時(shí)的壓力并貼合拱形結(jié)構(gòu)的特征。支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與布置是確保模板穩(wěn)定性和施工安全的關(guān)鍵。包括立柱、橫梁和斜撐等，它們的布局需基于拱形梁的規(guī)模、形態(tài)及預(yù)期負(fù)荷進(jìn)行精確計(jì)算，以確保整個(gè)模板系統(tǒng)的堅(jiān)固和精確性。模板安裝需通過專業(yè)測(cè)量工具進(jìn)行精確定位和調(diào)整，保證其與設(shè)計(jì)參數(shù)完全吻合。安裝后的檢查和調(diào)整環(huán)節(jié)同樣關(guān)鍵，這確保了模板系統(tǒng)的穩(wěn)固性和密封性，避免混凝土澆筑時(shí)的泄漏，并考慮了混凝土填充的均勻性，以及振搗工藝和設(shè)備的合理布置。

2.4 混凝土澆筑

在施工大跨度混凝土拱形屋面時(shí)，混凝土的澆筑過程顯得尤為關(guān)鍵，直接決定了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性與耐用性。此過程需綜合考慮混凝土的具體配比、逐步的澆筑步驟、選用的澆筑技術(shù)以及后續(xù)的養(yǎng)護(hù)策略?；炷恋呐浔仍O(shè)計(jì)須滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與耐久性的要求，同時(shí)兼顧其流動(dòng)性以適應(yīng)拱形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，保證優(yōu)良的抗裂和控制收縮性能。針對(duì)特定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和環(huán)境條件，精心調(diào)整水泥、骨料及添加劑的比例至關(guān)重要。澆筑時(shí)，采取從拱腳至拱頂?shù)捻樞?，有助于保障結(jié)構(gòu)的均勻性和連續(xù)性，防止施工接縫的產(chǎn)生。在整個(gè)澆筑過程中，保持混凝土密實(shí)、無缺陷，控制好澆筑速度以防止分層或離析現(xiàn)象，是確保質(zhì)量的基本要求。就澆筑技術(shù)而言，選擇合適的方法（如直接、滑模或泵送）對(duì)提高工效、確保混凝土均勻性有著直接影響。泵送澆筑因其高效性和適應(yīng)性，在大跨度結(jié)構(gòu)中尤為常見。養(yǎng)護(hù)是確?；炷吝_(dá)到預(yù)期性能的重要步驟。通過濕布覆蓋、噴水等方式保持濕潤(rùn)，可以有效避免裂縫產(chǎn)生，促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的提高和穩(wěn)定發(fā)展。

3 大跨度混凝土拱形屋面結(jié)構(gòu)施工工藝應(yīng)用

3.1 屋面拱形模板的安裝及加固措施

在建筑實(shí)踐中，大跨度的混凝土拱形屋面結(jié)構(gòu)以其優(yōu)美的外觀和卓越的結(jié)構(gòu)性能受到偏愛。這一結(jié)構(gòu)類別的建造技術(shù)要求高度精密，特別是模板的搭建和加固環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量和穩(wěn)定性起著決定性作用。拱形模板不僅是成型拱形結(jié)構(gòu)的核心環(huán)節(jié)，而且安裝的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到最終混凝土成型的準(zhǔn)確度和結(jié)構(gòu)品質(zhì)。在模板安裝的前期，精確測(cè)量和定位至關(guān)重要。借助先進(jìn)的測(cè)繪設(shè)備和技術(shù)，保證了基準(zhǔn)線和支點(diǎn)的準(zhǔn)確布置，為模板的正確安放打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。制作模板時(shí)，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來選取合適的材料，如木材、鋼材或復(fù)合材料，確保模板具備準(zhǔn)確的外形和適當(dāng)?shù)膭傂砸缘挚够炷潦┕さ膲毫?。在模板的安裝與支撐階段，構(gòu)建穩(wěn)固的支撐系統(tǒng)是至關(guān)重要的。通常利用鋼管和支架等構(gòu)件搭建一套堅(jiān)固的臨時(shí)支撐體系，以保障模板在澆筑混凝土期間的穩(wěn)定性。支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要考慮拱形結(jié)構(gòu)特性和施工階段可能遭遇的各種負(fù)荷，以保障其足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。關(guān)鍵部位的模板，特別是在拱肋和拱頂?shù)葏^(qū)域，需特別加固，以避免施工期間的移位或形變。

3.2 施工方法及操作要求

在建設(shè)大跨度的混凝土拱形屋面結(jié)構(gòu)時(shí)，優(yōu)良的施工準(zhǔn)備工作對(duì)于項(xiàng)目的成功至關(guān)重要。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)首先對(duì)工作人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)說明，覆蓋進(jìn)度計(jì)劃、品質(zhì)目標(biāo)、作業(yè)布置、操作關(guān)鍵點(diǎn)、注意事項(xiàng)以及品質(zhì)和安全標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)需與設(shè)計(jì)、業(yè)主、監(jiān)理等利益相關(guān)者充分溝通，共同解決圖紙上的疑問，并記錄在會(huì)審摘要中。

在技術(shù)籌備方面，確定模板的施工策略和總體部署計(jì)劃至關(guān)重要，同時(shí)還需要與設(shè)備安裝方面進(jìn)行緊密配合，注重對(duì)嵌件等敏感部分的保護(hù)措施。項(xiàng)目還須制定專門的模板支架施工方案，并在方案通過評(píng)審之后才能執(zhí)行。對(duì)于不同區(qū)域的模板及高支模結(jié)構(gòu)，施工人員應(yīng)得到專項(xiàng)的技術(shù)說明，明確施工流程和操作技巧?，F(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備工作涉及工房的設(shè)置、加工車間和道路的建設(shè)、施工電力的接入，并及時(shí)安排模板、木梁、鋼管、機(jī)械設(shè)備和人員的到場(chǎng)。所有到場(chǎng)的支架和配件必須經(jīng)過復(fù)檢，并在驗(yàn)收合格后進(jìn)行分類存放并明確標(biāo)記。在確保施工基礎(chǔ)穩(wěn)固方面，高支模的立柱必須承載足夠的重量，此外，筏板厚度、混凝土強(qiáng)度和基礎(chǔ)的承載力也需達(dá)到施工要求。立柱支撐時(shí)應(yīng)使用統(tǒng)一尺寸的木墊板。支架搭建需地面平整，必要時(shí)進(jìn)行地面找平。地基的承載力應(yīng)滿足JGJ162標(biāo)準(zhǔn)。模板支撐系統(tǒng)的搭建應(yīng)符合規(guī)定，確保結(jié)構(gòu)尺寸、形態(tài)和相互位置的準(zhǔn)確性，同時(shí)保障足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性，并應(yīng)易于安裝。支撐層級(jí)多時(shí)，上下層的支點(diǎn)應(yīng)保持垂直對(duì)齊。當(dāng)跨度超過4 m的混凝土板采用現(xiàn)澆法時(shí)，模板需形成拱形。高于2 m的豎向模板安裝時(shí)，應(yīng)避免站在下層模板上操作，并采取臨時(shí)固定措施。若支架立柱或頂表面傾斜，必須采取加固措施，掃地桿和水平拉桿的設(shè)置也要根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。

3.3 支撐架使用

在大跨度混凝土拱形屋面結(jié)構(gòu)施工中，支撐架的應(yīng)用及混凝土的正確澆筑是施工成功的關(guān)鍵要素。為降低對(duì)結(jié)構(gòu)的沖擊和震動(dòng)，天泵澆筑法被優(yōu)先考慮。施工前，確保所有隱蔽工作和模板都已通過驗(yàn)收，同時(shí)詳盡規(guī)劃混凝土采購，內(nèi)容涵蓋工程地點(diǎn)、施工區(qū)域、強(qiáng)度等級(jí)、所需總量、添加劑類型、坍落度及預(yù)定澆筑時(shí)間等。此外，提前24 h確認(rèn)混凝土供應(yīng)的可行性，以保障澆筑工作的順暢執(zhí)行。

在混凝土澆筑前，派遣專人至攪拌站進(jìn)行監(jiān)督，確?；炷临|(zhì)量達(dá)標(biāo)。通過檢查混凝土配比和實(shí)際坍落度后，確認(rèn)無誤即可開始澆筑，過程中需定期抽樣檢測(cè)。模板和支撐結(jié)構(gòu)必須具備充分的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以承受混凝土泵送時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向壓力。保護(hù)鋼筋不受損害，防止?jié)仓^程中發(fā)生位移或變形，必要時(shí)進(jìn)行加固。首先完成主體剪力墻的澆筑，待柱體混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%以上時(shí)，再著手高支模區(qū)域和結(jié)構(gòu)拱頂?shù)氖┕ぁ９绊敐仓?yīng)從中央向兩側(cè)均衡對(duì)稱進(jìn)行，力求一次成型，避免設(shè)置施工縫。泵送混凝土?xí)r，保持布料管出口至模板內(nèi)側(cè)距離不小于50 mm，避免直接對(duì)準(zhǔn)模板或鋼筋。

3.4 監(jiān)測(cè)監(jiān)控

施工大跨度混凝土拱形屋面結(jié)構(gòu)要求精細(xì)的過程控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保工程安全和施工效率。此過程涉及密集追蹤關(guān)鍵指標(biāo)如應(yīng)力、位移、溫差及支撐應(yīng)力等。制定監(jiān)測(cè)計(jì)劃，包括目標(biāo)設(shè)定、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的精確布局、選擇合適監(jiān)測(cè)設(shè)備及定期數(shù)據(jù)收集是必需的。監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)選擇在結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，如拱基、頂點(diǎn)和肋部，以及支撐結(jié)構(gòu)，從而全面評(píng)估施工各階段對(duì)安全性和穩(wěn)定性的影響。從施工前的準(zhǔn)備工作開始，包括對(duì)基礎(chǔ)和支撐結(jié)構(gòu)的初始評(píng)估，監(jiān)測(cè)工作貫穿整個(gè)施工周期。隨工程進(jìn)展，根據(jù)工程實(shí)際需要調(diào)整監(jiān)測(cè)頻次和點(diǎn)位。特別是在混凝土澆筑期間，需密切關(guān)注溫度變化和收縮情況，采取適當(dāng)措施控制熱影響。同時(shí)，監(jiān)控工作也包括評(píng)估動(dòng)態(tài)環(huán)境因素，如風(fēng)荷載和振動(dòng)的影響，尤其是在關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換階段。

3.5 拱形屋面模板的雙面支模保證砼振搗密實(shí)(防滲水)及砼面的觀感

在建造大跨度混凝土拱形屋面時(shí)，確?；炷翝仓_(dá)到高密實(shí)度以抵御水滲透，同時(shí)維持表面光潔度，是施工中的核心任務(wù)。此過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一便是雙面支模技術(shù)的有效運(yùn)用。雙面支模設(shè)計(jì)涉及精心制作的內(nèi)外模板，兩者需要以一定的強(qiáng)度和準(zhǔn)確度相結(jié)合。這些模板不僅要能夠承載混凝土的重量，還要在振搗時(shí)保持穩(wěn)定，以促進(jìn)混凝土顆粒緊湊排列，消除空氣泡并充實(shí)結(jié)構(gòu)。振搗工具的恰當(dāng)選擇和使用是確?；炷撩軐?shí)度和減少滲漏的關(guān)鍵。整個(gè)振搗過程應(yīng)均勻進(jìn)行，避免因不均勻作業(yè)導(dǎo)致的材料強(qiáng)度不一或表面不平。養(yǎng)護(hù)階段同樣重要，適宜的養(yǎng)護(hù)環(huán)境有助于混凝土逐步硬化和減少缺陷。

3.6 砼振搗密實(shí)的影響因素及控制措施

在實(shí)施大跨度混凝土拱形屋面結(jié)構(gòu)的施工過程中，混凝土的振搗密實(shí)性是確保結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性的關(guān)鍵。這一過程受多個(gè)變量影響，包括混凝土配比、振搗設(shè)備、操作技術(shù)和環(huán)境條件?；炷恋呐浔纫脑O(shè)計(jì)以優(yōu)化其流動(dòng)性和可振搗性，這要求合理配置水泥、水、骨料和外加劑的比例。適宜的配比不僅有助于振搗作業(yè)，還能防止水分過多導(dǎo)致的離析。振搗設(shè)備的選擇應(yīng)當(dāng)考慮施工的具體需求，而振搗棒的尺寸、頻率和幅度應(yīng)與混凝土的黏度和施工深度匹配。正確的設(shè)備能夠更有效地排除氣泡，確?；炷恋木|(zhì)性。操作技術(shù)包括逐層振搗和控制振搗時(shí)間，以及科學(xué)地設(shè)置振搗點(diǎn)間距，確保每部分混凝土都得到適當(dāng)?shù)奶幚?，避免出現(xiàn)密實(shí)度不均或物料分層的問題。

4 結(jié)語

總之，在大跨度混凝土拱形屋面結(jié)構(gòu)施工工藝的應(yīng)用中，優(yōu)化施工工藝的目的是確保公共建筑滿足安全、耐用和功能性的高要求。文章全面分析了施工技術(shù)，為行業(yè)專家提供了實(shí)用的見解，推動(dòng)了建筑技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于增強(qiáng)建筑項(xiàng)目質(zhì)量與工作效率具有顯著影響。