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1、10申请公布号CN104358410A43申请公布日20150218CN104358410A21申请号201410590964622申请日20141029E04G11/1220060171申请人中冶建工集团有限公司地址400084重庆市大渡口区西城大道1号72发明人周波林74专利代理机构重庆博凯知识产权代理有限公司50212代理人李海华54发明名称反弧墙模板空间定位控制方法57摘要本发明公开了一种反弧墙模板空间定位控制方法，主楞结构的确定；主楞为焊接弧形H型钢结构，焊接弧形H型钢翼缘与反弧墙平行，焊接弧形H型钢整体沿长度方向弯曲呈弧形并与反弧墙竖向截面形成的弧形对应；将成型的整根主楞分为相同的。
2、若干段；将最下段主楞在反弧墙外侧等间距固定安装在混凝土地面上；再在主楞上翼缘侧依次安装连接木方、水平背楞、胶合板等；最后在主楞下翼缘侧设置架体，由架体通过与下翼缘的连接实现对主楞的水平和竖向支撑。本发明既能保证强度、又能够降低施工难度、且造价低，以保证浇筑混凝土反弧墙结构的三维空间尺寸。51INTCL权利要求书2页说明书5页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图3页10申请公布号CN104358410ACN104358410A1/2页21反弧墙模板空间定位控制方法，本方法模板支撑体系包括模板、背楞、主楞和架体，其特征在于本方法以主楞为反弧墙三维定型。
3、基准，步骤如下，1）主楞结构的确定；主楞为焊接弧形H型钢结构，焊接弧形H型钢翼缘与反弧墙平行，焊接弧形H型钢整体沿长度方向弯曲呈弧形并与反弧墙竖向截面形成的弧形对应；焊接弧形H型钢靠近反弧墙的翼缘为上翼缘，远离反弧墙的翼缘为下翼缘；2）将步骤1）结构确定的主楞加工为整根主楞，再将成型的所有整根主楞分为相同的若干段；或者将步骤1）结构确定的主塄预先设计为多段并分别加工，多段可组合形成整根主楞；本方法反弧墙在高度上分层施工，每层施工高度由对应的主楞段高度决定；3）将最下段所有主楞在反弧墙外侧等间距固定安装在混凝土地面上，安装时每根最下段主楞需要同时进行水平定位和竖向定位；水平定位通过过圆心的直线确。
4、定，任何高度的一段主楞最下端对应的反弧墙横截面形成的弧形段对应着一个共同圆心，所述圆心与该段主楞最下端中心连接形成一直线，该段主楞的正投影应当位于该直线上；竖向定位通过正投影长度确定，即设计的该段主楞在其安装位置下，水平方向有确定的正投影长度；安装时，使该段主楞的正投影长度满足设计时确定的正投影长度即可；4）在每段主楞的上翼缘上表面沿长度方向安装可贴合在上翼缘上表面的连接木方；5）在相邻两段主楞之间安装若干水平背楞以将所有该高度的主楞连接为一个整体，水平背楞在高度上等距离设置，水平背楞通过铁钉固定在第4）步的连接木方上；所有主楞上的水平背楞以直代曲形成反弧墙横截面上的弧形结构；6）在相邻两段主。
5、楞之间的水平背楞上铺设胶合板，胶合板为下小上大的梯形，胶合板在高度方向上顺着主楞向外弯曲，胶合板固定在水平背楞上，所有胶合板左右依次拼接在一起形成反弧墙下层模板；7）在主楞下翼缘侧设置架体，由架体通过与下翼缘的连接实现对主楞的水平和竖向支撑；8）下层模板支撑定位完成后，再进行反弧墙内钢筋和内衬的绑扎，然后设置上层模板，反弧墙两侧模板安装完后，在定型焊接弧形H型钢之间，反弧墙的两侧，顺着反弧墙竖向采用双钢管及对拉丝杆加固；9）步骤8）完成后，即可进行该高度反弧墙混凝土的浇注；10）下段高度的反弧墙浇注成型后，即可安装上一段主楞，上一段主楞下端与下一段主楞上端固定连接，连接时每段主楞按步骤3）进行。
6、水平定位和竖向定位；然后重复步骤4）9），完成该高度反弧墙混凝土的浇注；11）重复步骤10），直到最上层的反弧墙混凝土浇注完成。2根据权利要求1所述的反弧墙模板空间定位控制方法，其特征在于所述构成主楞的焊接弧形H型钢或者每段焊接弧形H型钢由代表腹板、上翼缘、下翼缘的三部分钢板焊接而成；其中腹板在钢板上直接通过下料形成与反弧墙竖向截面对应的弧形，上翼缘和下翼缘由钢板顺着腹板弧线走向弯曲并贴合焊接在腹板的弧形面上。3根据权利要求1所述的反弧墙模板空间定位控制方法，其特征在于所述上翼缘、下翼缘上各设有连接孔；上翼缘的连接孔为位于上翼缘两侧的两排，连接木方通过穿过连接孔的铁丝固定在上翼缘上；下翼缘上的。
7、连接孔用于设置架体上的剪刀撑。权利要求书CN104358410A2/2页34根据权利要求1所述的反弧墙模板空间定位控制方法，其特征在于上下两段焊接弧形H型钢的连接结构为在焊接弧形H型钢端面腹板两侧与翼缘之间的位置分别焊接有钢板，钢板表面与焊接弧形H型钢端面平齐；钢板上设有连接孔，两段焊接弧形H型钢首尾正对并通过钢板上的连接孔以及连接螺栓固定连接。5根据权利要求1所述的反弧墙模板空间定位控制方法，其特征在于所述下翼缘上焊接有耳板，耳板弯折形成夹角大于90度的两段，其中一段焊接在下翼缘上，另一段处于水平状态；构成架体的竖向钢管上端通过顶托将耳板水平部分支撑。6根据权利要求1所述的反弧墙模板空间定位。
8、控制方法，其特征在于所述焊接弧形H型钢设计时先根据主楞的强度确定焊接弧形H型钢型号，然后再进行分段，主楞分段时综合考虑每段的重量和每次反弧墙施工高度，每段主楞的高度就是每次施工高度。权利要求书CN104358410A1/5页4反弧墙模板空间定位控制方法技术领域0001本发明涉及异形建筑结构的施工方法，具体指一种反弧墙施工前的模板空间定位控制方法，属于建筑施工技术领域。0002背景技术0003在现代都市中，为了加强文化软实力建设，丰富市民的文化生活，往往都修建有各种文化表演比赛场馆，如大剧院、各种体育比赛场馆、马戏场馆、音乐厅等。这些场馆很多时候不仅仅是为了观看演出或比赛的功能性场所，往往还以艺。
9、术作品的方式呈现，体现出设计者高超的艺术造诣，成为一个地方或者该城市的标志性建筑，因此建筑场馆的造型往往成为该建筑的一大亮点，且这种展现时代进步或地标式异形混凝土建筑物（构筑物）越来越多，施工工艺难度也越来越大。0004如果说作品的设计体现的是设计者的艺术造诣，跟技术无关的话，那么将设计作品以建筑物呈现出来则是科技的体现，这里面包含有更多的技术含量。在作品设计时，通常存在作品的某部分为异形结构，对这部分的施工往往比较困难，既要原样呈现设计作品，又得考虑建筑自身的强度、质量，同时作为施工方，还得考虑成本和安全因素。异形结构混凝土作为建筑工程施工中的重要环节，早已成为建筑混凝土施工中的难点以及重点。
10、。作为混凝土建筑，通常在施工前需要搭设模板结构，模板外侧再依次通过背楞、主楞和架体将荷载以面线点的方式逐层传递。通常曲面混凝土的施工分为鼻坎、反弧段、陡坡段、顶部曲线段，施工时应自下而上进行。在施工中的支撑体系受力的计算、模板定位三维控制测量精度，混凝土自身及表观质量，满堂脚手架搭设的整体稳定性都是非常规，须攻克的难点。0005反弧墙作为一种现浇混凝土异形结构，如果能够用于建筑场馆，将大大体现建筑的造型特点。反弧墙的效果图见图1，图2是反弧墙的平面图。其任一位置的竖向截面呈向外翻展的弧形，同时其任一位置的横截面也为圆周上的一段弧形，这两个截面上的弧形分别对应着各自的一个圆心，因此反弧墙在任一小。
11、块区域都是双向（横向和竖向）弧形结构。该反弧墙是三维立体形状，整体空间高大，对模板的定位以及成型要求高。对于这种反弧墙模板设计，模板的三维定位和支撑体系稳定性要素都是需要特别考虑。0006根据反弧墙三维空间特点分析，为较好的控制其三维空间形状，并在施工的过程中能够承受混凝土自重、施工荷载力等各种作用下不发生变形和位移，通常的施工工艺是选择钢模板。运用BIM技术，将反弧墙进行空间分析，将钢模分解为若干块，虽然在同一水平标高范围内的墙体弧度基本一致，但反弧墙在同一垂直剖面段内每层的弧度完全不一致，所以不同高度的模板只能分别加工，在同剖面模板反复利用率低；而且每块钢模都双曲面，四个点的定位也非常复杂。
12、和繁琐，因此无论是车间加工阶段还是在现场拼装施工阶段，其定位是相当的复杂和繁琐，由于结构的唯一性，使用后的钢模无法再次利用，浪费严重。如果将整个模板支撑体系和定位模板结合在一起，采用大型胎架，虽然也能够解决复杂繁琐的三维定位和支撑体系的稳定问题，但由于反弧墙垂直高达10多米，弧面长达20米以说明书CN104358410A2/5页5上，且是由内往外弧形，尽管将胎架简化、分解，但单榀胎架至少也有一吨多重。混凝土浇筑完成后，胎架位于反弧墙下方，由于塔吊和起重设备只能在竖直方向起吊，其拆除也是一个问题。所以胎架进场可以使用塔吊，但拆除时塔吊就派不上用场。即使胎架进场起吊，由于体积庞大，重量重，也非常麻。
13、烦。同时，上述两种方案都存在造价高的问题，不经济且不便于施工。因此，对于该反弧墙，如何在三维准确定位，保证其结构造型的情况下，设计出既能保证支撑系统的稳定性、确保局部强度，又能够降低加工设计难度的模板支撑体系便于施工操作，是反弧墙能够顺利实施的保障。0007发明内容0008针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种既能保证强度、又能够降低施工难度、且造价低的反弧墙模板空间定位安装的方法，以保证浇筑混凝土反弧墙结构的三维空间尺寸。0009为实现上述目的，本发明的技术方案是这样来实现的反弧墙模板空间定位控制方法，本方法模板支撑体系包括模板、背楞、主楞和架体，本方法以主楞为反弧墙三维定型基准。
14、，步骤如下，1）主楞结构的确定；主楞为焊接弧形H型钢结构，焊接弧形H型钢翼缘与反弧墙平行，焊接弧形H型钢整体沿长度方向弯曲呈弧形并与反弧墙竖向截面形成的弧形对应；焊接弧形H型钢靠近反弧墙的翼缘为上翼缘，远离反弧墙的翼缘为下翼缘；2）将步骤1）结构确定的主楞加工为整根主楞，再将成型的所有整根主楞分为相同的若干段；或者将步骤1）结构确定的主楞预先设计为多段并分别加工，多段可组合形成整根主楞；本方法反弧墙在高度上分层施工，每层施工高度由对应的主楞段高度决定；3）将最下段所有主楞在反弧墙外侧等间距固定安装在混凝土地面上，安装时每根最下段主楞需要同时进行水平定位和竖向定位；水平定位通过过圆心的直线确定，。
15、任何高度的一段主楞最下端对应的反弧墙横截面形成的弧形段对应着一个共同圆心，所述圆心与该段主楞最下端中心连接形成一直线，该段主楞的正投影应当位于该直线上；竖向定位通过正投影长度确定，即设计的该段主楞在其安装位置下，水平方向有确定的正投影长度；安装时，使该段主楞的正投影长度满足设计时确定的正投影长度即可；4）在每段主楞的上翼缘上表面沿长度方向安装可贴合在上翼缘上表面的连接木方；5）在相邻两段主楞之间安装若干水平背楞以将所有该高度的主楞连接为一个整体，水平背楞在高度上等距离设置，水平背楞通过铁钉固定在第4）步的连接木方上；所有主楞上的水平背楞以直代曲形成反弧墙横截面上的弧形结构；6）在相邻两段主楞之。
16、间的水平背楞上铺设胶合板，胶合板为下小上大的梯形，胶合板在高度方向上顺着主楞向外弯曲，胶合板固定在水平背楞上，所有胶合板左右依次拼接在一起形成反弧墙下层模板；7）在主楞下翼缘侧设置架体，由架体通过与下翼缘的连接实现对主楞的水平和竖向支撑；8）下层模板支撑定位完成后，再进行反弧墙内钢筋和内衬的绑扎，然后设置上层模板，说明书CN104358410A3/5页6反弧墙两侧模板安装完后，在定型焊接弧形H型钢之间，反弧墙的两侧，顺着反弧墙竖向采用双钢管及对拉丝杆加固；9）步骤8）完成后，即可进行该高度反弧墙混凝土的浇注；10）下段高度的反弧墙浇注成型后，即可安装上一段主楞，上一段主楞下端与下一段主楞上端固。
17、定连接，连接时每段主楞按步骤3）进行水平定位和竖向定位；然后重复步骤4）9），完成该高度反弧墙混凝土的浇注；11）重复步骤10），直到最上层的反弧墙混凝土浇注完成。0010进一步地，所述构成主楞的焊接弧形H型钢或者每段焊接弧形H型钢由代表腹板、上翼缘、下翼缘的三部分钢板焊接而成；其中腹板在钢板上直接通过下料形成与反弧墙竖向截面对应的弧形，上翼缘和下翼缘由钢板顺着腹板弧线走向弯曲并贴合焊接在腹板的弧形面上。0011所述上翼缘、下翼缘上各设有连接孔；上翼缘的连接孔为位于上翼缘两侧的两排，连接木方通过穿过连接孔的铁丝固定在上翼缘上；下翼缘上的连接孔用于设置架体上的剪刀撑。0012更进一步地，上下两段。
18、焊接弧形H型钢的连接结构为在焊接弧形H型钢端面腹板两侧与翼缘之间的位置分别焊接有钢板，钢板表面与焊接弧形H型钢端面平齐；钢板上设有连接孔，两段焊接弧形H型钢首尾正对并通过钢板上的连接孔以及连接螺栓固定连接。0013所述下翼缘上焊接有耳板，耳板弯折形成夹角大于90度的两段，其中一段焊接在下翼缘上，另一段处于水平状态；构成架体的竖向钢管上端通过顶托将耳板水平部分支撑。0014所述焊接弧形H型钢设计时先根据主楞的强度确定焊接弧形H型钢型号，然后再进行分段，主楞分段时综合考虑每段的重量和每次反弧墙施工高度，每段主楞的高度就是每次施工高度。0015相比现有技术，本发明具有如下有益效果1、通过对反弧墙双曲。
19、面理论数据的分析，定制焊接弧形H型钢，对焊接弧形H型钢简单的平面位置定位，解决了反弧墙现浇钢筋混凝土结构复杂、繁琐的三维空间定位控制问题，施工工艺简单、快捷，缩短施工周期，提高周转材料的利用率，加快了施工进度，降低施工成本。00162、相比胎架或者定型钢模，焊接弧形H型钢大大降低了模板的用钢量，降低了模板措施费用。相比普通模板支撑体系，焊接弧形H型钢相当于木模支撑体系中的主楞，焊接弧形H型钢的强度远大于木楞，即可减少木楞的使用，也降低钢管脚手架支撑体系中钢管扣件的用量，也降低了施工成本。0017附图说明0018图1本发明反弧墙效果图。0019图2本发明反弧墙平面图。0020图3本发明反弧墙水平。
20、定位示意图。0021图4本发明反弧墙竖向定位示意图。0022图5本发明下层模板设置竖截面示意图。说明书CN104358410A4/5页70023具体实施方式0024下面结合附图对本发明作进一步说明。0025本发明综合考虑到定型难度、造价、部件加工、施工等多方面因素，决定以主楞为反弧墙三维定型基准，在主楞的基础上再设置背楞、模板，主楞由满堂钢管脚手架支撑，以形成一个完整的支撑体系。本方法具体步骤如下，1）主楞结构的确定；主楞为焊接弧形H型钢结构，焊接弧形H型钢翼缘与反弧墙平行，焊接弧形H型钢整体沿长度方向弯曲呈弧形并与反弧墙竖向截面形成的弧形对应；焊接弧形H型钢靠近反弧墙的翼缘为上翼缘，远离反弧。
21、墙的翼缘为下翼缘。00262）将步骤1）结构确定的主楞加工为整根主楞，再将成型的所有整根主楞分为相同的若干段；或者将步骤1）结构确定的主楞预先设计为多段并分别加工，多段可组合形成整根主楞。由于本发明主楞需要若干根，每根都进行这样加工。每根主楞分段后，各段长度可以相同，也可以不同，但每根的分段应当一样。0027由于本方法反弧墙在高度上分层施工，每层施工高度由对应的主楞段高度决定，所以主楞的分段就决定了每层反弧墙施工高度。除了施工高度外，主楞分段时还需要综合考虑每段的重量，因为重量太重，不利于搬运和后续段与段之间的连接。而重量又跟焊接弧形H型钢的型号相关，不同型号，即使相同长度重量也不同。而型号的。
22、确定，跟焊接弧形H型钢设计时需要满足的强度相关。所以，设计焊接弧形H型钢时，要考虑强度、型号、每段长度、重量等。00283）将最下段所有主楞在反弧墙外侧通过螺栓等间距固定安装在混凝土地面上，安装时每根最下段主楞需要同时进行水平定位和竖向定位。由于本发明水平面上的弧形是以直代曲形成，主楞之间间距过大会影响弧形效果，而间距过小虽然对成型有帮助，但增大主楞加工量和施工量，实际考虑最下层弧形半径，最终将间距确定为为15M。0029水平定位通过过反弧墙水平投影弧形的圆心直线确定，任何高度的一段主楞最下端对应的反弧墙横截面形成的弧形段对应着一个共同圆心O，所述圆心O与该段主楞1最下端中心ABC连接形成一直。
23、线OA、OB、OC，该段主楞的正投影应当位于该直线上；见图3。假如图3中的主楞为最下段主楞，那么也反映了主楞的间距。0030反弧墙的竖向定位按如图4所示原理进行运用竖向高度与其正投影长度进行确定。即运用BIM技术绘制好的三维模型，根据相关的投影关系，设计的该段主楞在其理论安装位置下，水平方向有确定的正投影长度。如果水平定位后安装时的俯仰角不同，会导致不同的正投影长度。安装时，使该段主楞的正投影长度满足设计时确定的正投影长度即可。图上以在标高方向每增加1M点位处计算出每个剖面上弧形长的正投影来确定水平方向的长度。比如，第一段标高1M的切割段正投影长度为0251M，第二四段的正投影长度分别为031。
24、2M、0375M、0444M。0031通过上述水平定位和竖向定位，可以确保每段主楞准确安装。所有分段合成一根完整主楞后，该主楞就跟设计状态吻合。00324）在每段主楞的上翼缘3上表面沿长度方向安装可贴合在上翼缘上表面的连接木方5。说明书CN104358410A5/5页800335）在相邻两段主楞之间安装若干水平背楞6以将该两段主楞1连接，所有该高度的主楞由此连接为一个整体，水平背楞6在高度上等距离设置，水平背楞6两端通过铁钉固定在第4）步的连接木方5上；所有主楞上的水平背楞6以直代曲连接形成反弧墙横截面上的弧形结构。00346）在相邻两段主楞之间的水平背楞6上铺设胶合板7，由于相邻主楞下端间距。
25、小，上端间距大，水平背楞往上不断加长，胶合板7为了适应这样的结构，为下小上大的等腰梯形，梯形的腰长即为该段主楞的弧长。胶合板7在高度方向上顺着主楞向外弯曲，胶合板通过铁钉固定在水平背楞6上，所有胶合板左右依次拼接在一起形成反弧墙下层模板。00357）在主楞下翼缘4侧设置架体8，本发明架体8为满堂脚手架，由架体8通过与下翼缘4的连接实现对主楞的水平和竖向支撑。0036由于本发明下翼缘为倾斜的弧形，为方便架体支撑下翼缘，在下翼缘上焊接有耳板，耳板弯折形成夹角大于90度的两段，其中一段焊接在下翼缘上，另一段处于水平状态；构成架体的竖向钢管上端通过顶托将耳板水平部分支撑。0037步骤7）完成后的支撑体。
26、系见图5。00388）对反弧墙定型影响最大的下层模板支撑定位完成后，后续的工作就容易多了，按现有工序进行处理即可；包括反弧墙内钢筋和内衬的绑扎，设置上层模板等，反弧墙两侧模板安装完后，在焊接弧形H型钢之间，反弧墙的两侧，顺着反弧墙竖向采用双钢管及对拉丝杆加固。00399）步骤8）完成后，即可进行该高度反弧墙混凝土的浇注。004010）下段高度的反弧墙浇注成型后，即可安装上一段主楞，上一段主楞下端与下一段主楞上端固定连接，连接时每段主楞按步骤3）进行水平定位和竖向定位；然后重复步骤4）9），完成该高度反弧墙混凝土的浇注。0041上下两段主楞（即焊接弧形H型钢）的连接结构为在焊接弧形H型钢端面腹板。
27、2两侧与翼缘之间的位置分别焊接有钢板9，钢板9表面与焊接弧形H型钢端面平齐，即对焊接弧形H型钢自身长度没有影响。两侧钢板上分别设有连接孔，两段焊接弧形H型钢首尾正对并通过钢板上的连接孔以及连接螺栓即可实现固定连接。004211）重复步骤10），直到最上层的反弧墙混凝土浇注完成。0043如果直接由现有的H型钢进行弯折形成弧形状，外侧将处于拉伸，内侧将处于被挤压，容易形成皱折，同时弯折也很不易。故实际加工时，构成主楞的焊接弧形H型钢或者每段焊接弧形H型钢由代表腹板、上翼缘、下翼缘的三部分钢板焊接而成。其中腹板2在钢板上直接通过下料形成与反弧墙竖向截面对应的弧形，上翼缘3和下翼缘4由加工为设计宽度的。
28、长条钢板顺着腹板弧线走向弯曲并贴合焊接在腹板的弧形面上。0044为了方便连接，在上翼缘、下翼缘上各设有连接孔。上下翼缘的连接孔为位于翼缘两侧的两排。连接木方通过穿过连接孔的铁丝固定在上翼缘上；下翼缘上的连接孔用于设置架体上的剪刀撑。0045以上实施例仅说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对发明方案进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。说明书CN104358410A1/3页9图1图2说明书附图CN104358410A2/3页10图3图4说明书附图CN104358410A103/3页11图5说明书附图CN104358410A11。