黄龙主体育场看台大斜柱施工

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摘要：本工程大斜柱施工中，由于各分项工程的施工措施和质量控制到位，从而最终保证了主体育场主体结构被评为99年度杭州市优质结构工程。

关键词：体育场 现场施工

1  工程概况及施工难点

1.1 工程概况

    黄龙体育中心主体育场建筑面积13.3万m2，拥有6万个座位，看台屋盖采用斜拉网壳挑篷结构。看台部分环向和径向轴线共由5个圆心控制放射成形，控制着78根径向轴线，布置了72榀复式框架，与G轴相交处布置了74根斜柱。斜柱上方与全场连成整体的长781m的钢筋混凝土箱形外环梁相接，屋盖重量通过外环梁、斜柱传至基础。大斜柱断面在标高8.15m处为800mm×3062mm，柱顶标高从南北侧往中间升高，最高处为30.40m。每根大斜柱分三段，上、下段外倾84°，中间段为水平弯折段斜梁，下段到水平弯折段处的最大断面为800mm×4242mm，水平弯折段斜梁最大断面为800mm×4000mm，上段斜柱断面为800mm×2600mm。大斜柱水平弯折段梁内配置有槽钢或工字钢焊成的劲性结构。

1.2 施工难点

    (1)由于斜柱断面是下小上大且属外倾式，其模板支架在混凝土拌合料、钢筋、模板重量及施工荷载作用下，产生外倾力，故模板支架的设计应满足强度、稳定、刚度及抗位移的要求。
    (2)斜柱分成三段，每段均属变断面尺寸，斜度不一，增加了测量定位放线的困难。同时74根斜柱东西按看台对称、南北按大圆心所在的赤道线对称，实际分成20种类型，即20种不同断面和不同标高，增加了引测标高的困难。
    (3)斜柱形状不规则且高又大，变断面变倾角，形心偏心，导致模板的制作、安装及支撑架搭设难度大，耗用周转材料多。
    (4)斜柱配筋率高，弯折段配有劲性钢筋，每只箍筋都不同，给钢筋制作、绑扎、定位及保护层控制带来很大难度，尤其要控制好弯折角的特密焊接封闭箍筋。
    (5)斜柱高度大、倾斜式，柱模板不留设浇捣用的门子板，钢筋粗而密，弯折段斜梁三层配筋，从而增加了混凝土浇捣的困难。

2  施工部署

    大斜柱断面大、底小上大、且往外倾斜、独立柱高度高、又无侧向支点，模板支承架采用钢管排架支撑加拉锚的办法，经过认真设计计算，保证模板支撑体系的稳定和变形控制。大斜柱钢筋密集，尤其在水平弯折段斜梁与柱相交部分，顶部又配置有劲性结构，如何保证混凝土的浇捣密实也是施工中的难点。在施工管理上管理安排好作业流水段和加快周转材料的周转，对节约材料、加快施工进度影响很大。

2.1 竖向施工顺序和施工缝留设

    20种类型的斜柱，多数类型的竖向施工顺序和水平施工缝留设如下：±0.000→标高8.15m楼面梁底→8.15m楼面→弯折段梁底→弯折段(含5LL-1)→上段柱→箱形外环梁，即从±0.000水平面开始到箱形外环梁止，共留设6个水平施工缝。少数斜柱比较短，从±0.00开始至箱形外环梁止只设4个水平施工缝。大斜柱的模板支撑。连接各大斜柱的楼面梁板，面宽量大，标高变化多，东西看台区的梁板浇捣混凝土时基本上各以4条后浇带作为施工缝。

2.2 大斜柱施工流程

    标高8.15m以上的施工流程如下：搭设支撑架→绑扎第一段柱筋、隐检、包模、浇捣→支弯 折段斜梁底模→扎斜梁底筋→搭设劲性钢构支架→劲性钢构安装→绑扎斜梁面筋、箍筋→扎上段柱插筋→环向连梁5LL-1的支模、绑扎、预应力筋预埋、包模→检查模板标高、倾斜度及垂直度→浇捣混凝土→绑上段斜柱钢筋、隐检、包模、浇混凝土。

3  模板工程

    (1)柱模板：用厚18mm九夹板，垂直方木60mm×80mm，间距每300mm左右一道。柱箍48双钢管间距每450mm一道，对拉螺杆φ12@450×450，倾斜边设支撑，支撑在楼面或支撑架上。模板按图制作后用塔吊运输并初安装。
    (2)斜梁模板：梁底板用厚18mm九夹板，纵肋方木60mm×80mm@400，方木下φ48横杆@500。梁侧模用厚18mm九夹板，立档方木60mm×８０mm@300，水平双钢管间距@450，对拉螺杆φ14@450×450。梁底板起拱上翻2cm，外挑端点起拱上翻3.5cm。
    (3)承重架：兼作操作架，为满堂钢管脚手架，在斜梁下设钢管立杆@500×500，其余钢管立杆间距@1000×1000，水平钢管步距1500mm～1800mm。各斜柱四侧均设独立斜撑，保证位置准确。斜柱上段和箱形外环梁的模板支撑采用悬挑架，且用φ48钢管及φ12钢筋拉紧于内侧已浇混凝土的斜梁和踏步板上，防止外倾。
    (4)漏浆处理：为防止柱脚、柱顶的施工缝处拼缝漏浆，在模板与邻段柱混凝土间用薄海棉条堵严，并夹紧根部柱箍。

4  斜柱的测量放线

    斜柱的测量放线主要指模板的测设。模板测设采用全站仪和传统的线锤相结合的控制办法，其方法及步骤如下。
    (1)柱模板安装前，柱脚四周四1∶2水泥砂浆找平，弹出通轴线，将柱脚位置兜方并找中，即弹出环向轴线和径向轴线及柱脚平面。再利用全站仪根据三维空间坐标定出模板上口的控制点，作为安装模板的依据。
    (2)每段斜柱模板事先按图制作成四块，先安装倾斜面柱模，再安装两侧直立面变宽度的柱模，最后安装内侧直立的模板。安装倾斜面模板时，取直角三角形垂直高度3m作为直角三角形的一直角边，根据倾角84°，计算斜边和另一直角边尺寸，然后根据水平直角边尺寸控制柱模的倾斜度，最终用经纬仪复核。
    (3)弯折段斜梁模板按图制作成三块，先安装底模，绑完钢筋后支侧模。安装底模时控制好两端标高，并复核环向和径向的轴线位置。垂直方向的踏步高度尺寸及标高，用线锤结合钢卷尺量测，底模安装后用经纬仪复核。
    (4)斜柱上段模板按图制作成四块，安装顺序同下段斜柱，测设方法亦同，应特别注意张紧内侧的拉杆。斜柱上段模板支撑架见。

5  钢筋工程

    (1)φ32钢筋竖向及水平连接，采用直螺纹套筒连接，φ２５～φ１６粗筋竖向用电渣压力焊，水平向用闪光对焊，其接头位置需错开，即同一截面的钢筋接头面积应小于该截面总面积的50%。主筋、箍筋在制作前要仔细计算各种钢筋的尺寸、角度，为保证角度的准确，可制作样板，弯曲时按样板角度统一弯曲，斜柱和悬挑段斜梁的箍筋每只均不同，故各种箍筋的长度、定位尺寸，按电脑翻样图制作好，编号堆放。
    (2)制作型钢组成的钢构时，需将斜梁第二排筋中3～4根φ32筋先焊在型钢上，φ32筋一端先套好直螺纹，另一端安装到位，套丝端再用直螺纹套筒连接到设计要求的长度，钢构两侧及顶面开混凝土出气孔，以保证灌入钢构中的混凝土密实。弯折段斜梁断面见。
    (3)位于G轴内侧的斜梁先浇捣混凝土，故在浇筑前应将插筋伸出，尽量一次到位，沿弯折段斜梁底需搭临时固定插筋用的支架，要求位置准确，插筋到位。
    (4)绑扎好斜梁底部筋后进行钢构安装，先按标高搭设好临时钢管支架，用塔吊将整体制作好的钢构放在支架上，再安装其它钢筋，并将钢构用短钢筋固定在斜梁的箍筋上，固定好后，拆除临时钢管支架。
    (5)斜梁上部筋特别密，故在绑扎时应留出插入式振捣棒的插入位置，箍筋的搭接弯钩应置于底部，以方便梁主筋在混凝土浇捣中于必要时略可位移。绑扎斜柱钢筋骨架时，采用临时支撑架防止倾倒。

6  混凝土浇捣

    (1)大斜柱采用C40商品混凝土，塌落度14cm±3cm，水灰比0.5～0.6，石子采用5～15mm及5～25mm连续级配各半，砂子采用细度模数＞2.6的桐庐砂。为保证混凝土在钢筋密集部位的密实，掺用合适的减水剂和优质粉煤灰。
    (2)大斜柱分层浇捣，每层高度控制在0.5m左右，并将泵送布料管伸入柱中以减少布料高度，减少混凝土的离析，保证落料质量均匀。
    (3)振捣时每只斜柱采用4根φ70、长8m高频软管振动棒，垂直插入，快插慢拔，逐点移动，不得漏振。在振捣棒上设置标记，以便在分层浇捣时控制振动棒的插入深度。当第一层浇筑完毕后进行第二层浇捣时，可以通过标记来确定振捣棒应插入多深，尤其是夜间光线暗淡时作用更大。分层设标记的间距0.5m。
    (4)由于大斜柱水平弯折段与下段斜柱的交界处有一排梁的筋伸入柱中，加上阴角处振捣棒难以将混凝土密实，故在绑扎梁底筋时，留出空隙作为振捣棒插入的空间。另外，对这一部位看模工人要用锤子敲击模板，根据敲击声判断混凝土的密实情况。
    (5)浇混凝土时，在柱子边搭高1～2步独立泵管输送架一排，输送架与模板承重架分离，防止泵管震动影响柱子模板的垂直度和安全。

7  结语

    (1)斜柱各段的模板定位及标高引测十分关键，故利用全站仪控制分段模板上口的4个定位点。标高引测则利用已搭设的基本垂直的钢管脚手架，从已浇好的楼层向上传递。
    (2)模板支撑架的稳定对外倾式柱模和弯折段斜梁模特别重要，故在上段斜柱及箱形外环梁绑筋前，通过荷载试验来测量支撑架的位移变形，然后决定增强内侧的拉杆紧固程度。
    (3)斜柱混凝土的浇筑质量要求相当高，为保证柱子浇捣后内实外光，不允许有烂根、露石 、砂缝，所以必须重视各段施工缝的处理，振捣时要特别注意底部、角部及内凹角，根据柱子截面及振捣棒有效半径做到合理布点。
    (4)斜柱混凝土控制在浇捣后(夏天)24h拆除侧模(拆模顺序和支模时相反)，并立即进行保湿养护。
    本工程大斜柱施工中，由于各分项工程的施工措施和质量控制到位，从而最终保证了主体育场主体结构被评为99年度杭州市优质结构工程。