异形混凝土拱柱钢筋定位结构的制作方法

本实用新型涉及一种混凝土拱柱钢筋定位，尤其是一种异形混凝土拱柱钢筋定位结构。

背景技术：

大型厂房、车站及公共场馆依建筑造型多采用大屋盖体系，钢结构屋盖下侧的混凝土结构包括屋盖拱脚、混凝土环梁、异形柱和斜柱梁等。整个屋盖体系是一个非常规性构件，造型常为异形双曲面或翘曲面，体量较大的拱脚和拱柱的主要作用为支撑整个大屋盖体系，拱脚斜柱与下部钢筋混凝土一起形成了对上部结构的平面外支撑体系，保证其稳定性和安全性。

平面外支撑体系特点：

1)拱柱及环梁的钢筋主筋直径均为40mm，钢筋跟着拱脚及环梁的造型在不断扭曲，每根钢筋的空间位置都不相同，每一根钢筋需要根据空间位置独立加工，而且自身荷载大，钢筋工程的定位和支撑必须搭设独立的支架，因此整个复杂的钢筋工程的定位、加工及支撑难度相当大。

2)工程结构复杂，拱柱与斜梁构件为扭曲、变形形状，同时在前后拱顶端分别连接钢结构和混凝土结构环梁，要确保施工最后精确连接；混凝土环梁也是空间的三维立体结构，且高度高达28米左右，因此，需要编制专项监测方案监测复杂构件的空间位置。

3)每组拱柱并非每根独立的，而是由2根拱按照一定角度交叉汇合，然后再分开，前端2根交叉的斜柱支撑造型组成一个拱脚。拱柱不但在拱平面内有弧度，而且同时向两侧有倾斜角度，钢筋和模板的测量定位难度很大。梁柱交汇处钢筋放样非常复杂，安装施工困难。

4)内侧斜柱为上大下小的渐变斜面柱，常规的钢筋施工方法中箍筋从上向下套的方式无法施工。

技术实现要素：

本实用新型是要提供一种异形混凝土拱柱钢筋定位结构，用于解决上述技术问题。

本实用新型的技术方案是：一种异形混凝土拱柱钢筋定位结构，包括钢筋、定位支撑，所述钢筋分为三节，第一节钢筋设置在立柱上部5m处，第二节钢筋设置在拱分叉第五段的混凝土下方米处，第三节钢筋设置在拱分叉第五段的顶端；所述定位支撑有两道，第一道支撑位于第二节钢筋顶部处，支撑着拱分叉第二段的混凝土的施工；第二道支撑位于第三节钢筋的顶部处，支撑着拱分叉第三，第四段混的凝土的施工。

根据施工段的划分取出相应点位的钢筋的三维尺寸，所述第二节钢筋与第一道支撑焊死固定，所述第三节钢筋与第二道支撑焊死固定，用于控制整个屋盖拱脚的造型。

所述定位支撑由两根纵向钢管，两根横向钢管构成，一根横向钢管放置在下部两根钢筋下侧，并焊死；另一根横向钢管放置在上部两根钢筋下侧，并焊死，两根纵向钢管分别连接横向钢管，在纵向钢管上按照钢筋间距排列一排排钢管，用于支持横向一道道钢筋。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的异形混凝土拱柱钢筋定位方法可以有解决：

(1)拱柱及环梁的钢筋工程的定位和支撑必须搭设独立的支架，整个复杂的钢筋工程的定位、加工及支撑难度相当大的技术问题。

(2)无需编制专项监测方案监测复杂构件的空间位置。

(3)能解决梁柱交汇处钢筋放样复杂，安装施工困难的技术问题。

(4)能解决内侧斜柱为上大下小的渐变斜面柱，常规的钢筋施工方法中箍筋从上向下套的方式无法施工的技术问题。

附图说明

图1为钢筋定位支撑平面图；

图2为钢筋定位支架图；

图3为图2中沿1-1的剖视图；

图4为钢筋定位支撑平面布置图。

具体实施方式

如图1所示，一种异形混凝土拱柱钢筋定位结构，包括钢筋、定位支撑。钢筋分为三节，第一节钢筋10设置在立柱1-3上部5m处，第二节钢筋11设置在拱分叉第五段的混凝土下方2米处，第三节钢筋设置在拱分叉第五段的顶端；所述定位支撑有两道，第一道支撑20位于第二节钢筋11顶部处，支撑着拱分叉第二段的混凝土的施工；第二道支撑21位于第三节钢筋的顶部处，支撑着拱分叉第三，第四段混的凝土的施工。

异形混凝土拱柱由前拱分叉柱1-1、后拱分叉柱1-2、立柱1-3组成。立柱1-3上面具有前拱分叉柱1-1、后拱分叉柱1-2。前拱分叉柱1-1从下至上依次为前拱分叉第二段2-A、前拱分叉第三段3-A、前拱分叉段第四4-A、前拱分叉第五段5-A。后拱分叉柱1-2从下至上依次为后拱分叉第二段2-B、后拱分叉第三段3-B、后拱分叉第四段4-B、后拱分叉第五段5-B。

一种异形混凝土拱柱钢筋定位方法，其步骤为：

1)钢筋分段

拱柱的钢筋除了立柱和斜柱外，都是不规则扭曲钢筋，所以通过拱脚的四根角钢筋、箍筋和定位支撑来控制钢筋的位置和造型。钢筋分为三节，第一节钢筋10至立柱1-3上去5m，第二节钢筋11至拱分叉第五段的混凝土下方2米左右，第三节钢筋至顶端。设两道定位支撑，第一道支撑20位于第二节钢筋11顶部处，支撑着拱分叉第二段的混凝土的施工；第二道支撑21位于第三节钢筋的顶部处(5-A段混凝土上取1-1剖面)，支撑着拱分叉第三，第四段混的凝土的施工。钢筋分段及定位支撑平面图如图1所示。

2)钢筋造型控制

以前拱的四根角钢筋为例，去除20mm保护层厚度，画出四根钢筋的三维图(钢筋直径40mm)，根据施工段的划分取出相应点位的钢筋的三维尺寸，送至指定加工单位进行加工；加工完成后，根据三维尺寸精准定位钢筋位置，再与定位支撑焊死，绑扎及固定箍筋，控制好整个屋盖拱脚的造型。控制好造型后再在四根角钢筋直接按照钢筋间距铺设分布钢筋。后拱及连梁钢筋取值同前拱。

3)定位支撑：

每组定位支撑选用两根48X3mm钢管作为竖向杆件，一根横向钢管放置在下部两根钢筋下侧，核对无误后，焊死；另一根横向钢筋放置在上部两根钢筋下侧，核对无误后，焊死，再用两个纵向钢管分别连接横向钢管，在纵向钢管上按照钢筋间距排列一排排钢管，用于支持横向一道道钢筋。

整个拱脚施工部署如下：基础→第一节钢筋绑扎→第一段混凝土施工→搭设第一层钢平台→绑扎第二节钢筋→搭设第一道钢筋支撑→第二段混凝土施工→搭设第二层钢平台→绑扎第三节钢筋→搭设第二道钢筋支撑→拆除第一道钢筋支撑→第三段混凝土施工→搭设第三层钢平台→第四混凝土施工→拆除第二道钢筋支撑→第五道混凝土施工。定位支撑的搭设和拆除按照施工部署中的流程施工

定位支撑位置确定：以前拱第二节钢筋支撑为例，在BIM模型中在钢筋支撑处取1-1剖面，得到剖面图，可以取出钢筋和水平横杆的四个焊接点A、B、C、D的Z坐标；再根据透视平面图，可以取出X,Y坐标，确定钢筋和水平杆四个焊接点的三维坐标，如图2，3所示：

钢筋定位支撑排架搭设：以前拱第二节钢筋支架为例：在钢筋支架两侧各搭设间距800的两道钢管，同时在截面梁侧也搭设间距800的两道钢管，共同形成钢筋定位支撑排架体系，如图4所示。

4)施工测量

屋盖拱柱属于三维空间立体构件，构件的定位存在很大的难度。通过BIM三维建模软件生成三维构件模型，通过软件可以分解得出该构件的各个关键截面四个点的坐标(x,y,z)，将每个截面的点的空间坐标分解成平面坐标(x,y)，及相应的绝对标高H。

由于前拱后拱高度较高，支撑及放样存在很大的难度，搭设钢平台作为构件的支撑平台及空间定位的操作平台。

高程控制：平面控制标桩兼作高程控制标桩，高程控制点起算点使用业主提供并经监理检查同意使用的水准点。各控制点高程采用闭合水准路线引测，并按距离进行闭合差的配赋。高程控制参照四等水准测量。