清水混凝土字的设计与施工
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2022年08月03日 09:17:57
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清水混凝土结构及构件的应用日益广泛,清水混凝土艺术字或宣传字是其应用的一方面。通过一实例,详细阐述了清水混凝土字的效果图设计、结构设计、加工平台制作、模板体系、混凝土浇筑、安装就位及后期维护保养。清水混凝土字体线条顺畅、美观大方,耐久可靠,保留了混凝土的本色,体现了混凝土本质美感,具有一定的应用 价值。

部分厂矿企业因宣传或铭记需要,在相关主要通道口旁或广场等显著部位树立混凝土艺术字标志。本文以具有汉字横竖钩、点撇捺等笔画为代表的“永”字为例,详细阐述清水混凝土艺术字的制作过程。

1  混凝土字体设计

本文清水混凝土字以“永”黑宋体为例。

1.1  方案比选

根据现场情况,单个字体选择外形长、宽均约2?m的尺寸,笔画结构部分厚度为0.5?m,辅助连接部分(点与横之间、左撇与竖之间)厚度为0.30?m,用Autodesk Revit建立模型效果图(图1)。

图1??字体效果

1.2  结构设计

竖钩杆件承受偏心受压,竖钩左右的横、撇、捺杆件为悬臂受力,各构件主要承受自身重力荷载,经结构计算,满足截面最小配筋率 =max(0.2%, )即可。 结合构件情况,上层钢筋为2 14,下层钢筋为2 14,截面腰筋选2 12,箍筋 10@150。 混凝土采用C40,混凝土保护层厚度为20?mm,钢筋锚固及搭接满足规范要求。

2  艺术字体的制作

2.1  将字体正视面投影图按1∶1比例绘制在喷绘布上。笔画的宽度,随字体走势改变而改变。图2为点笔画正视面示意尺寸(图中数字单位为mm,下同),图中上、下及左侧标识尺寸为直线长度,实际线段为弧形,右侧为弧线长度。

图2??点笔画正视面尺寸示意

2.2  制作平台的铺装

制作平台按照从下往上的构造顺序依次为:混凝土垫层、槽钢调平层、方木层。垫层混凝土C15,厚度100?mm,顶标高误差不大于10?mm;混凝土垫层上面铺装[18槽钢骨架,膨胀螺栓底端植入混凝土垫层内,上部与槽钢焊接,形成钢平台;钢平台上面铺设50?mm×70?mm方木,方木中心间距200?mm,用焊在槽钢顶面的双侧角钢∠50×3?mm将方木固定(图3)。

图3??平台组成及方木加固

2.3  模板及其加固

模板选用15?mm厚优质双面酚醛覆膜竹胶板,背楞材料直段选用50?mm×70?mm方木,弧段选用多层弧形竹胶板、50?mm×70?mm方木,支撑体系材料选用 48钢管。

模板底模根据喷绘布上的1∶1字体轮廓放样、下料,模板下料采用精密切割锯进行切割,切割后的边缘不能有毛刺、飞边等瑕疵(图4、图5)。

图4??平台组成及方木加固

图5??弧段模板加工平面

模板与其背楞材料用角码连接,竖向支撑的方木下端与平台上的方木钉牢,上端用钢管加固。为使混凝土侧模板适应弧形的需要,对侧模竹胶板采取切缝煨弯处理,每切割断的长度视弧度曲率半径的大小而定。

背楞用的弧形竹胶板,由3层组成,宽度80?mm,依据喷绘布上的弧度裁割而成。背楞与支撑的竖向方木钉接。

2.4  PVC线角的安装

主体笔画的棱角均用PVC塑料线条倒角,PVC线角断面尺寸30?mm×30?mm,弧段处理方法参考图5模式,只是塑料线条的切口在混凝土内侧,切口缝隙处用腻子粉填塞、打磨平。

2.5  钢筋的制作与绑扎

   根据喷绘布的大样下料、制作,在底模上绑扎好钢筋骨架,再封闭侧模板。钢筋绑扎丝头必须向内弯折,不得接触模板。钢筋笼底部用水泥砂浆垫块,钢筋笼侧面不加垫块(图6、图7)。

图6??笔画结构断面及配筋

图7??部分辅助连接断面及配筋

2.6  混凝土浇筑及养护

为保证外观无色差,水泥、中砂、碎石、粉煤灰、缓凝剂及水等原材料均为相同产地和相同批次。混凝土的终凝时间在6?h左右,入模坍落度150?mm±20?mm,在满足强度的条件下尽可能降低水灰比,较大的水灰比将形成水纹,甚至出现泌水分离现象,影响表面质量。

使用小型振动棒振捣,采用二次振捣法,即第一次在混凝土浇筑时振捣,第二次在混凝土静置一段时间后再振捣,插点均匀,振捣时间合理,以混凝土表面无气泡泛起为止,一般以20~30?s为宜。

对浇筑后的混凝土覆盖塑料薄膜和棉被进行保温养护,拆模的时间在浇筑后10?d以上,保证混凝土的充分固化和光泽度,避免混凝土表面出现收缩裂纹。

3  安装就位

(1)字体重心的确定。结构在厚度方向关于中心对称,故字体结构的重心转化为字体的平面形心,设定字体最低角点的坐标(x0,y0)=(0,0),利用CAD软件的面域质量特性求出每个笔画区域的面积和质心。

再利用求形心公式,得出字体重心坐标(229,892),即在竖钩笔画结构中心线左侧65?mm处。

(2)字体混凝土基座平面尺寸:长度比字体外形尺寸每边宽200?mm,即长2?400?mm;宽1?200?mm,厚度400?mm。采用C30混凝土,底板配双向钢筋 18@150。

混凝土字体底部设置2块100?mm×400?mm×10?mm的预埋件,混凝土基座上面预埋1块扁钢450?mm×450?mm×10?mm的埋件,上下埋件中心位置对应。

(3)混凝土字体与混凝土基座通过钢支座焊接连接。钢支座中心与字体中心线重合,钢支座底板为400?mm×400?mm×20?mm钢板,两侧为20?mm厚钢板,与水平角度成60°,长度400?mm,两端头及中部为10?mm厚连接钢板(图8)。

图8??字体与基座连接

(4)该字重13.4?kN,采用25t汽车式起重机吊装。吊装时强度需达到设计强度的100%,割掉槽钢与混凝土垫层连接的膨胀螺栓,吊装时将槽钢架体和字体一同立起,临时固定,再使用吊装带将字体缓慢吊起,至混凝土基座埋件上面已临时就位的钢支座上,调整字体至横平竖直状态,焊接钢支座与混凝土基座埋件、钢支座与字体底部埋件的焊缝,焊角尺寸为10?mm。外露埋件除锈彻底,涂刷红丹底漆和灰色调和面漆。

4  成品保养与维护

混凝土结构的艺术字长期暴露室外,受日光紫外线、风砂、雨水及有害气体的侵蚀,为防止混凝土过早碳化,在结构表面涂刷外观透明、防水耐候、自洁功能强的清水混凝土专用氟碳漆。

5  小结

清水混凝土艺术字结构线条顺畅、美观自然,涂装后的表面色泽一致,耐久可靠,保留了混凝土的本色,体现了混凝土本质美感,结合字体本身的含义,成为厂矿企事业等单位一道靓丽的风景。

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