仿古屋顶造型施工工艺改进要点?

在中国历史悠久的古建筑设计中,以唐、明、清风格为主的长安为代表,还有北京故宫供建筑师学习和观赏。其中,我们经常可以看到古建筑屋顶的椽子。筏板本身在古建筑中是屋顶挑檐的支撑受力构件,但在现代钢筋混凝土的仿古建筑中,椽子已经成为一种仿古的装饰结构。因此,与屋顶同时建造现浇混凝土椽子就变得多余了。本文对仿古屋顶造型椽子的施工工艺进行了探讨,提出了预制椽子的施工方法,对原有的现浇施工方法进行了改进。并优化施工方案,列出详细可行的施工方法。

1现浇混凝土椽子与预制椽子的比较

1.1的流程比较

筏板本身在古建筑中是屋顶挑檐的支撑受力构件,但在现代钢筋混凝土的仿古建筑中,椽子已经成为一种仿古的装饰结构。现浇结构的混凝土檐口造型需要一次浇筑完成。椽子的设计间距通常为100mm,椽子之间的缝隙小而多,施工难度大,模板平整度和尺寸标准要求高,原竹木胶合板切割拼接复杂,檐口模板拼接时在缝隙中施工困难,尺寸偏差大,拆模后外观难以把握。木工操作的精度极高。而且零星的模板碎片也无法去除,需要打磨和凿除,否则会影响美观。在模板施工过程中,对支撑结构的要求也很高,每根椽子的缝隙都需要加固。预制混凝土椽子的钢筋安装也很复杂,每根椽子的位置都需要单独加固,然后与悬挑钢筋绑扎连接成整体,工艺复杂。如果将椽子改为预制结构,则需要在混凝土屋面挑檐现浇结构施工前安装预埋,操作简单,尤其是对木工模板的精度要求大大降低。预制混凝土椽子可以根据图纸尺寸一次加工多个模板,重复使用。混凝土浇筑前,钢筋安装和预埋件安装可在地面一次性进行,操作简单。木椽可按图纸加工,同时可将预埋件固定到位。不仅悬垂部分易于操作,而且相关的支撑和结构构件也可以恢复到传统的做法。可以大大节省工期,降低施工难度。这将在本文后续的施工技术中进行说明。

1.2经济比较

现浇椽子、混凝土、钢筋的价格和预制木椽子差不多。如果采用预制混凝土椽子,预制混凝土椽子可以节省模板用量,保证混凝土椽子的观感质量。但是,有必要提供更大的预制场地。不需要二次打磨校正,可以保证边角美观。在一次现浇混凝土椽子的后期,将使用角磨机等机械对混凝土表面进行第二次打磨。现浇椽子的支模模板均为一次性投资,人工和材料施工成本高。如果采用预制椽子,可以节省上述费用,只考虑预制木的预处理。利用强度适中、切割方便、表面光滑美观的优点,制成的混凝土薄板可代替竹木胶合板使用。预制混凝土板材价格便宜,远低于现有工程使用的竹木胶合板模板。结构挑檐与预制木椽一起浇筑,一次成型,无需对混凝土表面进行机械打磨和美化,可直接进行砂纸打磨、粉刷、油漆等后续施工工序。在过去的实践中,工人更喜欢使用这种方法,可以节省人工和材料经济成本,缩短工期。

1.3的安全性比较

拼接后模板整体性差,凸起部分到不了这里。之后就要在上面施工钢筋和浇筑混凝土。钢筋绑扎和混凝土振捣都存在困难。在屋顶的高边缘,不稳定的屋顶模板是一个很大的安全隐患。椽子支撑结构与屋面连接为一体,悬挑构件拆模需满足设计要求,影响拆模时间。若采用预制椽子,挑檐下的预制椽子尺寸为100mm×100mm,可作为模板支撑的次龙骨。模板上部由混凝土薄板制成,表面平整,施工人员可以直接站在模板表面进行施工,为施工作业的安全提供了有利条件。预制椽子本身可以采用独立安全的支撑结构,也可以与梁板框架连接。不会影响后续施工和主梁板拆模。

2预制椽子施工工艺及操作要点

2.1仿古屋顶形悬挑钢管脚手架支撑

电脑绘图放样后,确定椽底标高和位置。搭设钢管脚手架支撑,支撑搭设质量标准应符合施工方案和设计要求。由于悬臂构件拆除时间较长,建议采用单独的支撑结构,以免影响后续施工进程。

2.2木椽(或混凝土椽)标高控制模板安装

在钢管脚手架上安装固定木椽子(或混凝土椽子)探头的支撑模板(如图1),在椽子处钉上固定挡板,确定标高和位置,防止木椽子(或混凝土椽子)移位。本工程采用钢管脚手架支撑梁板架,可以提高整体稳定性,节省租赁材料。

2.3木椽(或混凝土椽)安装

计算好木椽子(或混凝土椽子)尾部的标高和位置,使用竹木胶合板模板,按设计尺寸安装,并预先加工成锯齿状凹槽,以便木椽子(或混凝土椽子)一次性安装到位。将木椽子(或混凝土椽子)安装到现有模板的凹槽中,尾部将进入梁中20mm。木椽(或混凝土椽)的顶部固定在控制模板上。这张图片显示的是木椽的结构效果,它没有固定在混凝土梁上。如果混凝土椽子是预制的,可以根据设计尺寸要求插入梁中20mm(如图2)。

2.4预制混凝土薄板切割和现场安装

用角磨机将预制混凝土板切割成120mm×椽子设计长度的块,铺在木椽子(或混凝土椽子)之间的缝隙上,用钉子或钢钉加固混凝土板和木椽子(或混凝土椽子)(如图3)。这种做法的精髓就是预制椽子可以代替混凝土现浇椽子。笔者在之前的工程中使用过模板,但新模板造价略高,且模板表面过于光滑,无法在后续的腻子或抹灰刮施工中施工。木模板在长期风化下存在腐朽、剥落的隐患。因此,在这种结构中使用成品混凝土板。其作用是代替原有的木模板,避免木模板切割拼缝的问题。免拆模,价格低廉,操作方便,可以完美的达到预期效果,也为后期腻子和油漆施工免去了打磨工序。不会有腐烂脱皮的隐患。避免返工,节省工期和人工、材料的经济成本。后续施工时,可以直接在上面安装悬挑钢筋和悬挑混凝土。

2.5悬臂模板和钢筋安装

(1)加工安装檐口模板和钢筋时,各项指标和尺寸应符合设计和规范要求;(2)模板施工时,应保证挑檐的长度、厚度和截面尺寸;(3)钢筋加工应保证设计钢筋长度、弯钩位置、尺寸和间距。注意箍筋高度和垫块数量,保证保护层厚度,满足悬臂构件设计和钢筋构造要求。做好隐蔽工程检查记录,必要时通知监理代表赴袖手旁观。

2.6仿古屋面造型悬挑混凝土浇筑

挑檐与屋面混凝土一起浇筑,在挑檐浇筑过程中要注意成品保护,严禁人员踩踏。使用插入式振捣器振捣时注意施工控制振捣时间不宜过长,以免影响混凝土薄板的整体性,同时严禁触摸混凝土薄板,防止混凝土薄板开裂。避免接触固定在木椽上的钢钉和挂钩,否则木椽会移位或松动。如果后来发现有松动的椽子,可以修补后从底部重新安装。其他施工注意事项同“楼板混凝土浇筑方法”。

2.7拆模

待混凝土达到设计强度的75%后,即可拆除悬挑侧墙模板,提前进行后续腻子和挂膏施工。悬挑为悬挑构件,悬挑混凝土强度达到设计值100%后,需要拆除其支撑体系。拆除时应注意木椽子(或混凝土椽子)与支撑模板之间的钢筋连接件(如道钉),应提前拆除,以免损坏木椽子(或混凝土椽子)。模板拆除后,可直接在椽子表面进行腻子、油漆等下道工序。如发现木椽子松动或脱落,应采取措施及时安装修复。拆模后的效果见附图。本项目为仿古明清传统木椽(如图4)或飞椽,又称叠椽(如图5)。后续腻子或石膏施工可直接在其表面进行,木椽子应按照仿古建筑做法施工,本文不做描述。详见《古建筑施工及质量验收规范》(JGJ159-2008)[1]。

3其他预防措施

3.1主要材料

木椽子(或混凝土椽子,预先预制)、道钉、6 mm至8 mm厚的成品混凝土板、钢管脚手架、支撑扣件、木模板、商品混凝土等。

3.2主要机械设备

电锯、角磨机、吊车等。

3.3操作条件

根据图纸、规范和施工方案的要求,选用符合要求的钢管、模板、混凝土等材料。预制木椽子(或混凝土椽子)。切割混凝土板以备后用。混凝土坍落度的合理选择及技术交底。试运行后振动器等设备业务安全可靠。同时配备专职技术人员,随时进行维修。混凝土浇筑前,木模均匀涂刷脱模剂并浇水湿润。检查电源和线路,准备夜间照明。

3.4质量标准

本文涉及的质量标准符合:《古建筑施工及质量验收规范》(JGJ159-2008)[2]和《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)[3]。

3.5成品保护

在混凝土浇筑过程中,应保护好钢筋、混凝土板等成品。拆模时,只有在混凝土强度能保证其表面和棱角不因拆模而损坏时,方可拆除侧模。底模和冬期施工模板的拆除,必须在同条件养护的试件抗压强度达到附表后进行。混凝土达到设计强度等级后,拆除模板和支撑的结构才能承受所有使用荷载;当施工荷载的作用比使用荷载的作用更不利时,经过核算必须增加临时支撑。模板工程的作业组织,应遵循模板支撑和模板拆除统一由一个作业班组来执行作业。其优点是模板支撑只考虑拆模的方便性和安全性。拆模时,人员熟悉情况,容易找到拆模的关键点,有利于模板及配件的进度、安全和保护。

4结论

仿古建筑屋顶椽子造型施工中,综合比较工艺操作的可行性、人工和材料的经济性、工期和施工的安全性,预制木椽子(或混凝土椽子)优于原有现浇椽子。可以预见,现浇混凝土椽子的设计和施工最终将被预制椽子所取代。建议在以后的仿古椽子施工中,提前与建设单位和设计单位做好沟通,提前将这项技术应用到设计中,让设计单位优化悬挑部分的设计,节省建设施工单位的经济成本。

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