倒挂弧形剪力墙造型施工工艺研究

梁永兴 梁顺吉

[摘要]：在阿尔及利亚，人们能够随处可见风格各异的古典伊斯兰风格建筑物，无论是大型的清真寺、博物馆，还是现代的飞机场，都有着看起来古朴典雅的圆弧形剪力墙造型，这种剪力墙一般都是从水平梁上倒挂下来的，剪力墙的跨度也是随着梁的跨度有大有小，本文阐述的最大跨度达15米，最小的4米，厚度也是从30cm厚到6cm厚不等，此种结构形式在国内非常罕见，而且施工起来也相当困难，仅以铁姆森大学门楼工程的施工实例作以探讨。

[关键词]：倒挂弧形剪力墙；高大支撑体系；强度；稳定性；钢木结合模具；分层加固

中图分类号：U457文献标识码： A

1 工程概况

铁木森大门楼工程位于铁木森大学一期工程旁边，建筑面积497.28m2，由两个大圆弧形门洞和两边两个门卫室组成，样式为仿古的阿拉伯风格，工程的结构形式为框架剪力墙结构，合同总造价为3284万DA，建筑最高处为13.68米，整体造型优美。

2 施工方法

2.1结构特点

伊斯兰风格的门洞分为中间双门洞和两边单门洞，其中每个门洞又是由两个个半椭圆形状的弧形和两个罗马柱组成，而每个半椭圆弧形又是由三个不同的圆心画成的弧组组成，两个半椭圆弧形凸凹重叠在一起，底下的圆形罗马柱不承受荷载只起到装饰的作用，给人一种美轮美奂的感觉。

本文着重就两个最大的双弧形剪力墙结构进行阐述，此种结构一般由上面的一个大梁、底下的倒挂弧形剪力墙造型以及两边的柱子组成，弧形剪力墙造型都是悬挂在大梁上，造型的两边都是和柱子连接在一起，因此大梁是主要的承重构件，两边的柱子和剪力墙相连接主要作用是能够使两个构件形成一个整体，加强弧形剪力墙造型的刚度，增强其稳定性，剖面详见上图。

2.2施工方案

方案一 ：先进行梁和柱的受力构件施工，并且根据该梁和柱的试块报告，待其强度达到设计值100%后，再进行这种悬挂弧形剪力墙结构的施工。而且在梁和柱施工的同时预留出一定长度的剪力墙钢筋，以便后续的造型剪力墙施工。其次为了施工的安全，针对此种大跨度的梁进行正截面承载力验算以及大梁跨中截面挠度变形验算。

方案二：在施工柱子的同时，同时施工倒挂弧形剪力墙造型，也就是将弧形剪力墙造型进行分阶段叠加施工，最后与大梁形成一个整体，最后进行卸载支撑体系。

通过讨论两种方案的优点和缺点如下：方案一中的剪力墙造型一次性施工有利于弧形剪力墙结构的整体性，但缺点是对中间大梁的钢管支撑体系需要重复支拆一次，而且必须待大梁的强度达到设计值100%后才能进行造型的施工，造型的施工速度受到一些影响；方案二中的优点是对大梁的钢管支撑体系可以借助对剪力墙造型的支撑体系，只需要一次搭设，但剪力墙分阶段施工，不利于整体性，而且剪力墙和柱子的不同截面施工，具有很大的施工难度。

综上所述，采用第二种施工方案。

3模板制作与安装施工

3.1主要的梁、柱、弧形剪力墙形状及尺寸

类型 形状 长（mm）×宽（mm） 高（mm） 数量

柱子 400×400 4000 4

800×800 7500 8

800×1600 7500 4

直径400；直径700 7000 8；36

梁 4000×200 300 10

15000×400 1300 1

15000×400 1500 1

倒挂剪力墙造型 4000×200×150 2600 14

15000×300×200 5200 2

3.2圆形罗马柱的制作与安装

在倒挂圆弧剪力墙造型施工之前，圆形罗马柱必须施工完毕，为了不耽误罗马柱上面的圆弧形剪力墙造型结构施工时间，需要在两边框架梁柱施工的同时穿插进行圆柱形模板的施工，

该门楼共有大小44个圆形罗马柱，从施工进度以及成本节约的角度出发，一共配置了两套圆柱型模板，一套圆柱模板高度为5米，一套为7米，配制圆形柱的模板有很多种方法，该门楼采用的是简单的木模方法，由两个半圆形模具合并而成，先是加工出60cm×60cm正方形胶合板，从中间挖出一个直径40cm的圆出来，再将其分成两半，然后将成根的5cm×10cm木方用圆盘锯加工成2.5cm×2.5cm，长度为5米或7米的木条，随后将若干个木条沿着半圆形的胶合板拼装起来，在长度5米或7米的木条上每隔40cm钉上半圆形的胶合板，这样半圆形的模具就制作好了。其中圆形柱的加固方式采取的是用φ16螺纹钢筋制作成的圆形卡箍，卡箍的上面用电焊焊上对拉螺栓，使用的时候直接上紧对拉螺栓即可。

3.3倒挂圆弧形剪力墙模板的制作

由于该门楼工程左右对称，且有14个相同的倒挂小圆弧和2个相同的双跨倒挂大圆弧，因此考虑到模板的周转使用，共配制了3套两种形状的弧形造型定型模板，其中大造型1套，小造型两套。

制作此种圆弧形造型模板一般采用定型模板比较迅速，该门楼工程采用的是钢木结合定型模板，由圆弧形底模和侧模组成，其中圆弧形底模是用钢筋焊成的钢木结合圈，侧模则是待钢筋绑扎完毕后用竹胶板和对拉螺栓固定起来的。

首先对倒挂圆弧形剪力墙定型模板进行实地放样，根据电子版图纸找出三个圆弧的圆心，在平地上画出轮廓来。

然后根据图纸的凸凹造型尺寸，全部用φ16螺纹钢筋以及电焊机焊成如下图所示的钢木结合圈，其关键点是模具必须具备一定的刚度，在圆弧的周长上每隔30cm焊接上一定的支撑，其次必须提前考虑底模和侧模采用进行胶合板的加固，这个最大的双弧模具制作完毕后重达1吨。

3.4倒挂圆弧形剪力墙造型脚手架的搭设

为了便于梁柱安装施工，需要搭设满堂脚手架，其中间的15米跨度大梁属于高大模板支撑体系，因此该满堂脚手架的搭设采取加密纵横向间距和步距的保守经验方法进行搭设，其次就是加强剪刀撑和斜撑的构造做法。通过上面的验算后采用以下的承重架支撑形式：1.梁底支撑小楞平行梁截面方向；2.梁底增加1根承重立杆；3.采用的钢管类型为Φ48×3；4.立杆承重连接采用双扣件方式；5.立杆上端伸出至模板支撑点长度a为0.10 m；6.立杆步距h(m)为1.50 m；7.板底承重立杆横向间距或排距Lb为1.00 m；梁两侧立杆间距为0.60 m。

3.5倒挂圆弧形剪力墙模板的安装

首先将双跨倒挂剪力墙底脚手架搭设到和圆形柱一个高度上，并在和圆形柱同高的脚手架水平面上铺设上一层胶合板梁底，为吊装造型模具做好准备；然后用汽车吊进行模具的吊装就位；吊装就位后第一要用经纬仪校正其垂直度，第二要将脚手架搭设至相应的高度；最后则是将造型的底模和侧模进行固定和加固。

4模板安装施工操作要点

4.1梁模板施工要点

15米大跨度梁距离地面较高，对梁侧面设置对拉螺栓并在底部设置横向剪刀撑来保证梁模稳定、不涨模，而且要对其按其跨度的0.5%对大梁进行起拱。并在梁底用电钻打眼进行倒挂圆弧剪力墙的钢筋预留，预留的位置和长度一定要准确。

4.2圆弧造型模板施工要点

圆弧的底模和侧模采用的是钢木结合定型模板，其固定和加固一定要和脚手架相结合，在底部设置横向和纵向的脚手架管，在圆弧底部每隔30cm设置竖向脚手架管进行支撑，以保证整个模板的整体稳定性和刚度。其次在剪力墙中间处预留出一个施工洞口，以便砼的浇筑。

5混凝土施工操作要点

双跨弧形剪力墙的跨度大、高度大、钢筋密度大，而其厚度最薄处只有10cm,给砼浇筑带来一定难度，针对这一特点将其由下自上用小振动棒进行分层浇筑，最后待砼浇筑到距离梁底10cm 时，用人工将砼堵上那10cm的施工带。

6实施效果

虽然此种在梁下的倒挂弧形结构首次施工，但通过前期方案的设计和计算，保证了支撑体系的强度和稳定性，而且通过不断的改进和创新，运用了自制的钢木结合定型模板，取得了良好的实际施工效果，保证了该项施工顺利按期完成。

7结束语

通过现场实际施工验证，该钟新型倒挂弧形剪力墙结构施工工艺满足大空间、大跨度的建筑施工要求，为以后类似的工程施工提供了一定的经验积累。

参 考 文 献

[1] 杜荣军主编. 建筑施工脚手架实用手册. 北京: 中国建筑工业出版社, 1994

[2]《建筑施工模板安全技术规范》 JGJ162-2008；