中国建筑第八工程局有限公司

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桂佑杰  陈显辉  丁树臣

摘要：钢筋混凝土仿古建筑双曲屋面施工面临诸多挑战。本文阐述其施工工艺，包括模板工程、钢筋工程与混凝土工程的关键要点，分析施工中的难点及解决措施，旨在为类似工程提供技术参考，提升双曲屋面施工质量与效率。

关键词：钢筋混凝土；仿古建筑；双曲屋面；施工工艺

引言：随着对传统文化的重视与建筑风格的多元化发展，钢筋混凝土仿古建筑日益增多。双曲屋面作为仿古建筑的重要特征元素，其施工工艺复杂且具有独特性。与普通屋面相比，双曲屋面在结构形式、力学性能和外观要求上都有更高标准。然而，目前在施工过程中存在着诸多技术难点，如模板的支设、钢筋的布置以及混凝土的浇筑等。因此，深入研究钢筋混凝土仿古建筑双曲屋面施工工艺具有重要的现实意义。

1. 双曲屋面结构特点与施工要求

1.1双曲屋面的几何形状与结构受力特点

在钢筋混凝土仿古建筑的双曲屋面中，其几何形状呈现出复杂的曲面特性。双曲屋面的形状并非单一的平面或者简单的单曲面，而是在两个方向上都有弯曲度。这种复杂的几何形状导致结构受力情况极为特殊。从力学角度来看，双曲屋面的曲面结构使得力的传递不再是简单的垂直和水平方向，而是在多个角度和方向上进行分散与传递。例如，在承受自身重力时，双曲屋面的不同部位的应力分布不均匀，顶部和边缘的应力状态差异较大。顶部可能承受较大的垂直压力，而边缘部分除了垂直压力外，还会受到由于曲面形状而产生的侧向拉力。这就要求在结构设计时，精确计算每个部位的受力情况，以确保结构的安全性。在材料的选择上，要考虑到能够承受复杂受力情况的钢筋和混凝土的强度等级。同时，结构的连接部位，如梁柱与双曲屋面的交接处，需要特殊的设计与加固，以防止应力集中导致的结构破坏。

1.2仿古建筑风格对双曲屋面外观的要求

仿古建筑的双曲屋面在外观上有着严格的要求。中国传统古建筑的屋面造型具有独特的文化内涵和美学价值。对于双曲屋面而言，其曲线的弧度和比例需要与传统建筑相契合。从传统建筑的屋顶形式来看，如庑殿顶、歇山顶等，双曲屋面要模仿出这些屋顶的优美曲线。在屋面的坡度方面，要符合传统建筑的比例关系，不能过于陡峭或平缓。例如，庑殿顶的双曲屋面，其前后坡面的曲线应该是流畅自然的，体现出庄重、大气的美感。屋面的装饰部分，如屋脊、鸱吻等，也需要与双曲屋面的整体造型相协调。屋脊的线条要简洁流畅，鸱吻的造型要符合传统的样式规范。

2. 主要施工工艺

2.1模板工程

模板工程是双曲屋面施工的关键环节。双曲屋面的模板需要具备足够的强度和刚度，以承受混凝土浇筑时的压力和冲击力。由于双曲屋面的形状复杂，模板的制作难度较大。在模板材料的选择上，通常采用优质的木材或者钢模板。对于木材模板，要选择纹理直、材质均匀的木材，并且要进行干燥处理，防止在使用过程中发生变形。钢模板则具有强度高、可重复使用的优点。在模板的制作过程中，要根据双曲屋面的精确设计尺寸进行加工。例如，对于曲面部分的模板，需要采用特殊的弯曲工艺，如热弯或者冷弯成型。在模板的安装过程中，要保证模板的位置准确无误，与支撑体系牢固连接。支撑体系的设计要考虑到双曲屋面的受力特点，合理布置支撑点，以防止模板在混凝土浇筑过程中发生变形。同时，模板之间的拼接要严密，可采用密封胶条等措施防止漏浆。

2.2钢筋工程

钢筋工程在双曲屋面施工中起着重要的支撑和加固作用。在钢筋的选择上，要根据结构设计要求选择合适的钢筋品种和规格。对于双曲屋面这种受力复杂的结构，通常需要采用高强度的钢筋。在钢筋的加工过程中，要严格按照设计要求进行弯曲、截断等操作。由于双曲屋面的形状特点，钢筋的弯曲角度和长度需要精确计算。例如，在双曲屋面的边缘部分，钢筋的弯曲形状要与曲面形状相匹配。在钢筋的布置方面，要遵循设计的间距和位置要求。在钢筋密集区，如梁柱与双曲屋面的交接处，要合理安排钢筋的排列顺序，避免钢筋之间的相互干扰。同时，为了保证钢筋与混凝土之间的粘结力，钢筋的表面要进行清洁处理，去除油污、铁锈等杂质。在钢筋的绑扎过程中，要采用合适的绑扎方法，保证钢筋的连接牢固，并且要设置足够的垫块，以保证钢筋的保护层厚度。

2.3混凝土工程

混凝土工程是双曲屋面施工的最后一道关键工序。在混凝土的配合比设计方面，要根据双曲屋面的结构特点和施工要求进行优化。由于双曲屋面的曲面形状，混凝土的流动性要求较高，以确保能够均匀地填充整个屋面结构。在原材料的选择上，水泥要选择质量稳定、强度等级合适的产品，骨料要选择级配良好的石子和砂子。在混凝土的搅拌过程中，要严格控制搅拌时间和搅拌速度，以保证混凝土的均匀性。在混凝土的浇筑过程中，要采用合适的浇筑方法，如分层浇筑或者分段浇筑。对于双曲屋面这种复杂结构，分层浇筑可以有效地控制混凝土的流淌和密实性。在浇筑过程中，要注意振捣的力度和频率，既要保证混凝土的密实性，又要防止振捣过度导致模板变形。在混凝土的养护方面，要根据季节和环境条件采取合适的养护措施，如浇水养护、覆盖养护等，以保证混凝土的强度增长和防止裂缝的产生。

3. 施工中的难点与解决措施

3.1模板支设中的变形控制

模板支设中的变形控制是双曲屋面施工中的一个难点。双曲屋面的复杂形状使得模板在支设过程中容易受到多种因素的影响而发生变形。一方面，模板自身的重量会导致其在未浇筑混凝土之前就产生一定的变形。另一方面，在混凝土浇筑过程中，混凝土的压力和冲击力会进一步加剧模板的变形。为了解决这个问题，在模板的设计阶段，要对模板的强度和刚度进行精确计算。根据计算结果，合理选择模板材料和支撑体系。例如，增加支撑点的数量和合理分布支撑点的位置，可以有效地减小模板在自身重量和混凝土压力下的变形。同时，在模板的安装过程中，要采用预拱度设置的方法，即在模板安装时，预先设置一定的向上拱起的弧度，以抵消在混凝土浇筑过程中可能产生的下挠变形。在混凝土浇筑过程中，要严格控制浇筑速度和浇筑高度，避免混凝土对模板的冲击力过大。

3.2钢筋密集区的施工处理

钢筋密集区的施工处理是双曲屋面施工中的一个重要问题。在梁柱与双曲屋面的交接处等部位，钢筋的密集程度较高。这会导致钢筋的绑扎、混凝土的浇筑等施工操作变得困难。在钢筋绑扎方面，由于钢筋间距较小，操作空间有限，需要采用特殊的绑扎工具和方法。例如，使用小型的绑扎钩，便于在狭窄的空间内进行操作。在混凝土浇筑方面，由于钢筋密集，混凝土的流淌阻力较大，容易出现混凝土填充不密实的情况。为了解决这个问题，可以采用细石混凝土进行浇筑，细石混凝土中的骨料粒径较小，能够更好地在钢筋密集区流淌。同时，在浇筑时，可以采用振捣棒辅助振捣，振捣棒的直径要选择合适，以便能够插入钢筋密集区进行振捣，但又不能过大而破坏钢筋的排列。

结束语：钢筋混凝土仿古建筑双曲屋面施工工艺是一个综合性很强的技术领域。通过对其结构特点、主要施工工艺以及难点解决措施的研究，能够为工程实践提供有效的技术指导。在未来的工程建设中，随着技术的不断发展和创新，有望进一步提高双曲屋面的施工质量，更好地传承和弘扬仿古建筑文化。

参考文献

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