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【摘 要】针对济南奥体中心体育场看台的特点、难点,阐述了大面积现浇钢筋混凝土密肋式看台的施工工艺及技术方法。
【关键词】密肋式;现浇混凝土看台;圆弧形
Stadium-style place reinforced concrete rib arc stand construction
Zhang Yi1, Bi Lei2
(1. Shandong Province construction engineering quality supervision station Jinan Shandong 250011;2. China Construciton second project company Jinan Shandong 250011)
【Abstract】The characteristics of Jinan Olympic Sports Center Stadium, and difficult to explain the large cast reinforced concrete rib-style grandstand construction technology and technical methods
【Key words】Compact rib; Situ concrete stands; Circular
1. 概况
济南奥体中心体育场位于济南市经十东路,是山东省承办第十一届全国运动会的主会场。体育场看台为全浇浇钢筋砼结构,呈圆弧形阶梯状形式,看台为六万座椅,平面定位由17个圆心按不同半径控制,每步台阶平面上为圆弧形首尾相切,充分拟合设计要求;竖向台阶高度由于要满足观众视线角度需要,每步台阶踏步高度也各不相同。看台结构层环向延长米最大长度约500米,径向宽度最大60米,由环向密肋梁和梁间踏步板构成,全现浇钢筋混凝土结构。
2. 工艺原理
合理安排看台与楼面夹层梁板的施工顺序,采用径向局部斜梁先浇一段至看台板底,看台板二次叠合浇注的所谓“伸头盖尾”工艺,达到径向斜大梁水平施工缝避开节点剪力集中区,满足规范要求。
看台模板支撑体系采用台阶状扣件钢管满堂架,合理设置斜撑克服看台结构水平推力,对支撑立杆下部楼面夹层施工工抗大于使用荷载处做特殊穿层处于,将支撑荷载传递到下层结构。
采用薄型竹胶板做侧面吊模面板,50×50小截面木枋为内楞水平布置,50㎝长的短木枋竖向布置为外椤,充分拟合看台踢步的圆弧曲线。合理进行配合比设计,控制好混凝土坍落度,利用汽车泵和溜槽配合解决大面积高看台混凝土浇注布料难题。
经过专家论证科学采取混凝土裂缝控制综合技术,解决超长超宽现浇混凝土看台裂缝控制问题。
3. 工艺流程和施工方法
3.1 工艺流程。
确定看台结构施工顺序制定合理施工方案并优化论证→搭设脚手架和模板支撑体系→模板组立→混凝土浇注、养护、拆模。
3.2 施工方法。
3.2.1 看台径向大梁及台阶板结构施工方法及措术措施。
具体到台阶形的看台施工,基于结构构件空间布置等特殊性,合理有效的做好看台结构施工,是体育场工程顺利建设的关键,也是土建主体结构施工的难点。
3.2.1.1 看台结构布置情况。
看台结构是一个斜向布置的台阶形现落混凝土结构,其空间结构布置包括径向的大斜梁,与之相正交的环向大梁、台阶踢步位置的次环梁、环状台阶板踏步板,支撑大斜梁的竖向框架柱,在看台下面布置有水平向楼层梁板并与看台形成三角形的空腔,示意如下图1。
图1 看台区结构布置示意图 图2 看台施工缝设置示意图
3.2.1.2 施工缝留设方法。
看台径向斜梁及之相连的环向框架梁及看台板施工时,要求在施工缝的设置要求、砼浇筑的顺序、模板支撑处理等方面必须科学策划,达到符合设计及规范要求,同时又方便施工的目的。为此结合本工程看台结构布置情况及我方在类似结构工程的施工经验,拟采取“伸头盖尾,局部叠合”的施工方法,即满足规范对留缝的要求,同时减少斜向楔形空腔内支模及浇砼施工时同时进行两个层面施工的难度。具体如下:
(1)施工缝的留设。
本工程整体结构施工采取竖向墙柱结构和水平向楼层梁板分开浇注,分层往上施工时斜向看台同时在水平向和竖向延伸,所以不能单纯按竖向结构或水平结构留设施工缝,造成径向大斜梁在节点区剪力最大处形成施工缝。
根据规范要求我们将径向梁与看台板分设施工缝,径向斜梁的施工缝严格按规落要求,设于跨中1/3段内,为便于施工就取1/3位置,即径斜梁每次浇注砼时施工缝留在节点区以上约3～4步台阶,施工缝与斜梁正交;径向斜梁面砼浇到看台折板(包括踢步环梁及踏步板)底,形成折线形施工缝,对于高出环向框架梁以上的看台折板为后叠合浇注。施工缝情况如下图2所示(右上角为节点大样,分色界线表示为施工缝位置)。
(2)施工顺序。
竖向结构与水平向梁板和斜向看台分开浇注施工,从下往上分层次进行,如上图7.6.2标高16.2米~25.2米楼层示例:
步骤1施工16.2米层竖向结构施工到上部梁底;
步骤2在施工20.7米标高楼层时,16.2~20.7米标高间看台一并浇注到看台板面(包括与节点相连的20.7米标高层的环向框架梁浇注到梁面);径向斜梁施工到高出20.7米标高以上3个台阶,只浇注到看台板以下,相应的看台板不浇,即将径向斜梁伸出约1/3跨长的梁头,谓之“伸头”;
步骤3往向施工20.7~25.2竖向结构(同下层),施工20.5下看台结构时,对于径向斜梁同前进行“伸头”,下层所伸出梁头范围的看台板成为了20.5~20.7米标高间的看台板的“尾段”,此次浇注砼时一并将尾段看台板叠合浇注完成,谓之“盖尾”。
(3)主要技术措施。
A:叠合施工时界面抗剪处理。
在进行径向伸头时,伸头段砼只浇注到与之正交的看台板及环向踢步次梁的底部,与覆尾进行的二次叠合浇注砼间形成一定的切向平面内抗剪削弱问题。为此按通常做法,与设计联络沟通后,采取增设法向抗剪锚筋220@200×200沿径向梁轴线布置。
B:模板支撑体系施工工况处理:
图3 模板支撑体系示意图 图4 径向梁伸头段支撑
各楼层及看台板模板施工时下层梁板结构已经浇注完成,支撑体系可落于下层梁板上,考虑到施工工抗大于设计使用荷载,采取分层卸荷,在下层梁板结构下设置保安支撑。如上图3所示。
C:径向斜梁伸头段模板支撑穿板处理。
在其它各部位看台结构施工时下部楼板结构均已浇注完成,对于径向大梁伸头段浇注砼时,其所夹位置下部的梁板一并浇注砼,为此伸头段的模板支撑立杆得落在下层水平梁板的现浇砼内。为便于拆模,立杆下设高强砼垫块进行过渡,上下层支撑立杆保持在同一条直线内。支撑体系如图4。
3.2.2 支撑架体系统的搭设。
脚手架搭设除计算满足受力需要外,需控制好立杆标高,立杆环向与台阶环向次梁两侧平行设置,每边立杆高度随环梁两侧看台平板底标高调整高度,立杆顶端设丝杠顶托调整看台板底支撑高度一致;立杆径向随看台踏步宽度设置,间距同踏步宽。立杆支支撑承载力主要通过调整环向间距满足施工工抗需要。每根立杆上均需弹线画定标高点控制密肋环梁底模标高。
3.2.3 模板支设。
先支设环向梁底模,环梁底模按设计曲线型准确预制后平铺在水平钢管支架上,大梁底水平钢管沿梁底模两侧设限位扣件以控制梁底模水平移动。
梁底模位置校正后,采取“靠榜法”沿梁底曲线安设环梁内侧模。看台平板底模采用刚度较强的木胶板制安即可。
看台底模及环梁内侧模板安装较正后,进行环梁及看台平板钢筋绑扎,做好隐蔽验收后对环梁外侧模板即踢步侧面板采用进行吊模。梁侧模包括内侧和外侧吊模均采用8㎜厚竹胶板制作,以利于充分按设计曲率弯曲。内楞用50×50㎜截面的细木枋环向水平布置,外楞用短木枋竖向布置,中间打孔以穿对拉螺栓。
3.2.4 混凝土施工。
混凝土施工前从配合比设计到商品砼制备、现场混凝土施工、设计分布钢筋抗裂核查优化等系列方面做了综合论证研讨,重点控制现浇混凝土裂缝的产生。
体育场看台混凝土得兼顾泵送、补偿收缩、易塑性等,冬期施工要考虑防冻要求。混凝土坍落度过小又不便于施工;过大,则混凝土过于流动在吊模底部翻浆难以控。根据看台结构布置特点混凝土坍落度值选定为16±2cm比较合适。由于看台面台阶状浇注工作面特点,浇注混凝土采用汽车泵浇注施工比较方便,但对于二层看台由于面积大且高度高,一般汽车泵臂长在42米左右,很难覆盖工作面,为此采取看台顶部往下顺台阶坡度设溜槽,良好解决了混凝土布料问题。混凝土浇注平仓收面后采取覆膜保湿养护,冬期施工同时采取保温措施。
4. 质量、安全要求
(1)施工时除满足设计要求外,应遵守《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99、《建筑施工高处作业安全技术规范》等有关规定。
(2)混凝土施工应做好试块留置,包括标养试块、同条件试块、混凝土交货检验试块,冬期施工还要做好等效龄期试块留置。施工过程中严格做好混凝土坍落度跟踪检测,冬期施工时需做好测温计录。
(3)模板组立重点控制支撑体系的稳定性,对架体扣件按规定进行扭矩抽查,发现不合格立即改正。混凝土浇注需重点控制吊模根部混凝土振捣密实,施工中工人往往由于担心翻浆过多不敢振捣,或者环梁砼下沉后二次补料后漏振,是产生看台踢步侧面混凝土蜂窝麻面质量问师的关键。
(4)严格控制模板体系稳定,体育场看台因建筑本身布局特点,多属于高支模体系,需做好专项施工方案的编制、审核和论证。施工中严格按施工规程及现行安全规范标准做好安全管理。
5. 效果分析
采用本技术施工大型体育场现浇混凝土看台,在搭设脚手架系统方面节约了钢管,同时安全性能较高。模板方面,采用普通模板和木枋解决了异形模板组立问题,充分满足了设计形状要求,同时施工起来方便快捷,节约工期和成本,具有良好的效益。
看台科学合理进行施工缝留设,保证了施工中对规范的严格遵守,同时又便于施工操作,确保结构实体质量。
混凝土施工中,因地治宜应用自治溜槽,无需物别寻求专用汽车泵,施工效率高、成本投入低。
6. 结语
济南奥体中心体育场现浇钢筋混凝土看台总建筑面积共七万平方米,最大高度35米,最多台阶级数为27步。从模板组立到混凝土浇注、拆模等各环节均施工顺利。成形后看台标高及弧度检查实测各数据均达到设计及规范要求,看台结构砼内密外光,混凝土强度检测合格,全部看台经查验没有发现明显可见裂缝。
国内体育场看台多采用预制结构或现浇折线型,如此大规模采用上述结构的圆弧型设计和施工,目前尚属少见,施工中所遇到的难度极大。我们为此总结本技术,为今后施工类似工程提供经验。
[文章编号]1006-7619(2010)06-02-486
【关键词】密肋式;现浇混凝土看台;圆弧形
Stadium-style place reinforced concrete rib arc stand construction
Zhang Yi1, Bi Lei2
(1. Shandong Province construction engineering quality supervision station Jinan Shandong 250011;2. China Construciton second project company Jinan Shandong 250011)
【Abstract】The characteristics of Jinan Olympic Sports Center Stadium, and difficult to explain the large cast reinforced concrete rib-style grandstand construction technology and technical methods
【Key words】Compact rib; Situ concrete stands; Circular
1. 概况
济南奥体中心体育场位于济南市经十东路,是山东省承办第十一届全国运动会的主会场。体育场看台为全浇浇钢筋砼结构,呈圆弧形阶梯状形式,看台为六万座椅,平面定位由17个圆心按不同半径控制,每步台阶平面上为圆弧形首尾相切,充分拟合设计要求;竖向台阶高度由于要满足观众视线角度需要,每步台阶踏步高度也各不相同。看台结构层环向延长米最大长度约500米,径向宽度最大60米,由环向密肋梁和梁间踏步板构成,全现浇钢筋混凝土结构。
2. 工艺原理
合理安排看台与楼面夹层梁板的施工顺序,采用径向局部斜梁先浇一段至看台板底,看台板二次叠合浇注的所谓“伸头盖尾”工艺,达到径向斜大梁水平施工缝避开节点剪力集中区,满足规范要求。
看台模板支撑体系采用台阶状扣件钢管满堂架,合理设置斜撑克服看台结构水平推力,对支撑立杆下部楼面夹层施工工抗大于使用荷载处做特殊穿层处于,将支撑荷载传递到下层结构。
采用薄型竹胶板做侧面吊模面板,50×50小截面木枋为内楞水平布置,50㎝长的短木枋竖向布置为外椤,充分拟合看台踢步的圆弧曲线。合理进行配合比设计,控制好混凝土坍落度,利用汽车泵和溜槽配合解决大面积高看台混凝土浇注布料难题。
经过专家论证科学采取混凝土裂缝控制综合技术,解决超长超宽现浇混凝土看台裂缝控制问题。
3. 工艺流程和施工方法
3.1 工艺流程。
确定看台结构施工顺序制定合理施工方案并优化论证→搭设脚手架和模板支撑体系→模板组立→混凝土浇注、养护、拆模。
3.2 施工方法。
3.2.1 看台径向大梁及台阶板结构施工方法及措术措施。
具体到台阶形的看台施工,基于结构构件空间布置等特殊性,合理有效的做好看台结构施工,是体育场工程顺利建设的关键,也是土建主体结构施工的难点。
3.2.1.1 看台结构布置情况。
看台结构是一个斜向布置的台阶形现落混凝土结构,其空间结构布置包括径向的大斜梁,与之相正交的环向大梁、台阶踢步位置的次环梁、环状台阶板踏步板,支撑大斜梁的竖向框架柱,在看台下面布置有水平向楼层梁板并与看台形成三角形的空腔,示意如下图1。
图1 看台区结构布置示意图 图2 看台施工缝设置示意图
3.2.1.2 施工缝留设方法。
看台径向斜梁及之相连的环向框架梁及看台板施工时,要求在施工缝的设置要求、砼浇筑的顺序、模板支撑处理等方面必须科学策划,达到符合设计及规范要求,同时又方便施工的目的。为此结合本工程看台结构布置情况及我方在类似结构工程的施工经验,拟采取“伸头盖尾,局部叠合”的施工方法,即满足规范对留缝的要求,同时减少斜向楔形空腔内支模及浇砼施工时同时进行两个层面施工的难度。具体如下:
(1)施工缝的留设。
本工程整体结构施工采取竖向墙柱结构和水平向楼层梁板分开浇注,分层往上施工时斜向看台同时在水平向和竖向延伸,所以不能单纯按竖向结构或水平结构留设施工缝,造成径向大斜梁在节点区剪力最大处形成施工缝。
根据规范要求我们将径向梁与看台板分设施工缝,径向斜梁的施工缝严格按规落要求,设于跨中1/3段内,为便于施工就取1/3位置,即径斜梁每次浇注砼时施工缝留在节点区以上约3～4步台阶,施工缝与斜梁正交;径向斜梁面砼浇到看台折板(包括踢步环梁及踏步板)底,形成折线形施工缝,对于高出环向框架梁以上的看台折板为后叠合浇注。施工缝情况如下图2所示(右上角为节点大样,分色界线表示为施工缝位置)。
(2)施工顺序。
竖向结构与水平向梁板和斜向看台分开浇注施工,从下往上分层次进行,如上图7.6.2标高16.2米~25.2米楼层示例:
步骤1施工16.2米层竖向结构施工到上部梁底;
步骤2在施工20.7米标高楼层时,16.2~20.7米标高间看台一并浇注到看台板面(包括与节点相连的20.7米标高层的环向框架梁浇注到梁面);径向斜梁施工到高出20.7米标高以上3个台阶,只浇注到看台板以下,相应的看台板不浇,即将径向斜梁伸出约1/3跨长的梁头,谓之“伸头”;
步骤3往向施工20.7~25.2竖向结构(同下层),施工20.5下看台结构时,对于径向斜梁同前进行“伸头”,下层所伸出梁头范围的看台板成为了20.5~20.7米标高间的看台板的“尾段”,此次浇注砼时一并将尾段看台板叠合浇注完成,谓之“盖尾”。
(3)主要技术措施。
A:叠合施工时界面抗剪处理。
在进行径向伸头时,伸头段砼只浇注到与之正交的看台板及环向踢步次梁的底部,与覆尾进行的二次叠合浇注砼间形成一定的切向平面内抗剪削弱问题。为此按通常做法,与设计联络沟通后,采取增设法向抗剪锚筋220@200×200沿径向梁轴线布置。
B:模板支撑体系施工工况处理:
图3 模板支撑体系示意图 图4 径向梁伸头段支撑
各楼层及看台板模板施工时下层梁板结构已经浇注完成,支撑体系可落于下层梁板上,考虑到施工工抗大于设计使用荷载,采取分层卸荷,在下层梁板结构下设置保安支撑。如上图3所示。
C:径向斜梁伸头段模板支撑穿板处理。
在其它各部位看台结构施工时下部楼板结构均已浇注完成,对于径向大梁伸头段浇注砼时,其所夹位置下部的梁板一并浇注砼,为此伸头段的模板支撑立杆得落在下层水平梁板的现浇砼内。为便于拆模,立杆下设高强砼垫块进行过渡,上下层支撑立杆保持在同一条直线内。支撑体系如图4。
3.2.2 支撑架体系统的搭设。
脚手架搭设除计算满足受力需要外,需控制好立杆标高,立杆环向与台阶环向次梁两侧平行设置,每边立杆高度随环梁两侧看台平板底标高调整高度,立杆顶端设丝杠顶托调整看台板底支撑高度一致;立杆径向随看台踏步宽度设置,间距同踏步宽。立杆支支撑承载力主要通过调整环向间距满足施工工抗需要。每根立杆上均需弹线画定标高点控制密肋环梁底模标高。
3.2.3 模板支设。
先支设环向梁底模,环梁底模按设计曲线型准确预制后平铺在水平钢管支架上,大梁底水平钢管沿梁底模两侧设限位扣件以控制梁底模水平移动。
梁底模位置校正后,采取“靠榜法”沿梁底曲线安设环梁内侧模。看台平板底模采用刚度较强的木胶板制安即可。
看台底模及环梁内侧模板安装较正后,进行环梁及看台平板钢筋绑扎,做好隐蔽验收后对环梁外侧模板即踢步侧面板采用进行吊模。梁侧模包括内侧和外侧吊模均采用8㎜厚竹胶板制作,以利于充分按设计曲率弯曲。内楞用50×50㎜截面的细木枋环向水平布置,外楞用短木枋竖向布置,中间打孔以穿对拉螺栓。
3.2.4 混凝土施工。
混凝土施工前从配合比设计到商品砼制备、现场混凝土施工、设计分布钢筋抗裂核查优化等系列方面做了综合论证研讨,重点控制现浇混凝土裂缝的产生。
体育场看台混凝土得兼顾泵送、补偿收缩、易塑性等,冬期施工要考虑防冻要求。混凝土坍落度过小又不便于施工;过大,则混凝土过于流动在吊模底部翻浆难以控。根据看台结构布置特点混凝土坍落度值选定为16±2cm比较合适。由于看台面台阶状浇注工作面特点,浇注混凝土采用汽车泵浇注施工比较方便,但对于二层看台由于面积大且高度高,一般汽车泵臂长在42米左右,很难覆盖工作面,为此采取看台顶部往下顺台阶坡度设溜槽,良好解决了混凝土布料问题。混凝土浇注平仓收面后采取覆膜保湿养护,冬期施工同时采取保温措施。
4. 质量、安全要求
(1)施工时除满足设计要求外,应遵守《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99、《建筑施工高处作业安全技术规范》等有关规定。
(2)混凝土施工应做好试块留置,包括标养试块、同条件试块、混凝土交货检验试块,冬期施工还要做好等效龄期试块留置。施工过程中严格做好混凝土坍落度跟踪检测,冬期施工时需做好测温计录。
(3)模板组立重点控制支撑体系的稳定性,对架体扣件按规定进行扭矩抽查,发现不合格立即改正。混凝土浇注需重点控制吊模根部混凝土振捣密实,施工中工人往往由于担心翻浆过多不敢振捣,或者环梁砼下沉后二次补料后漏振,是产生看台踢步侧面混凝土蜂窝麻面质量问师的关键。
(4)严格控制模板体系稳定,体育场看台因建筑本身布局特点,多属于高支模体系,需做好专项施工方案的编制、审核和论证。施工中严格按施工规程及现行安全规范标准做好安全管理。
5. 效果分析
采用本技术施工大型体育场现浇混凝土看台,在搭设脚手架系统方面节约了钢管,同时安全性能较高。模板方面,采用普通模板和木枋解决了异形模板组立问题,充分满足了设计形状要求,同时施工起来方便快捷,节约工期和成本,具有良好的效益。
看台科学合理进行施工缝留设,保证了施工中对规范的严格遵守,同时又便于施工操作,确保结构实体质量。
混凝土施工中,因地治宜应用自治溜槽,无需物别寻求专用汽车泵,施工效率高、成本投入低。
6. 结语
济南奥体中心体育场现浇钢筋混凝土看台总建筑面积共七万平方米,最大高度35米,最多台阶级数为27步。从模板组立到混凝土浇注、拆模等各环节均施工顺利。成形后看台标高及弧度检查实测各数据均达到设计及规范要求,看台结构砼内密外光,混凝土强度检测合格,全部看台经查验没有发现明显可见裂缝。
国内体育场看台多采用预制结构或现浇折线型,如此大规模采用上述结构的圆弧型设计和施工,目前尚属少见,施工中所遇到的难度极大。我们为此总结本技术,为今后施工类似工程提供经验。
[文章编号]1006-7619(2010)06-02-486