南京奧體網(wǎng)球中心超大異形托梁施工技術(shù)

1、南京奧體網(wǎng)球中心超大異形托梁施工技術(shù)第28卷第1期毒南京奧體網(wǎng)球中心超大異形托梁施工技術(shù)ConstructionTechnologyofUltraLargeandAbnormalShapedJackBeamforNanjingOlympicSportsCenter口于玉貴陳鈞頤田國(guó)生韓群林(泰興市第一建筑安裝工程225400)復(fù)雜.施工難度很大介紹了托粱支撐體系,模板,鋼筋,混凝土等主要施工技術(shù)措施和方法【關(guān)鍵詞】超大異形托梁支撐模板鋼筋混凝土【中圈分類號(hào)】TU758.11/文獻(xiàn)識(shí)別碼A【文章編號(hào)】10041001(2006)010029041工程概況南京奧體網(wǎng)球中心為第十屆全運(yùn)會(huì)主要比賽場(chǎng)館

2、之一,由主決賽場(chǎng),室內(nèi)訓(xùn)練館,準(zhǔn)決賽場(chǎng)和室外訓(xùn)練場(chǎng)四礎(chǔ),上部結(jié)構(gòu)為框架剪力墻體系,屋蓋為懸挑鋼桁架金屬屋蓋,其建筑平面造型如一把巨大的笆蕉扇,獨(dú)特,新穎,優(yōu)美(圖1).平面剖面圈1決賽場(chǎng)平面廈剖面圖筋混凝土懸挑托梁承擔(dān)全部荷重,23榀托梁的懸挑長(zhǎng)計(jì)為變截面矩形,最大截面尺寸為:寬1200mm,高度由【作者簡(jiǎn)介】于玉貴.男,高工,公司技術(shù)經(jīng)理, :江蘇省泰興市大慶東路21號(hào)(225400), :1385288959.【收稿日期l20051102晦毒i羚_I62900mm逐漸縮減至57lmm(圖2).托梁底部外形間隔呈圓弧形和橢圓形兩種形式,所有圓弧形托梁的半徑和橢圓形托梁的長(zhǎng)短軸均相同,橢圓形的

3、長(zhǎng)短軸分別為D=39805mm,b=39200mm,圓形的半徑為R=I9600mm.托梁下部的剪力墻呈傾斜狀,其傾斜角與水平面呈59+6187.夾角,剪力墻長(zhǎng)度為6000mm,寬度為800度達(dá)12m,最大水平投影長(zhǎng)度l4316mm,托梁內(nèi)鋼筋梁結(jié)構(gòu)具有懸挑長(zhǎng)度長(zhǎng),單體重量重,結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜,施工難度大等特點(diǎn).圖2托粱音q面形狀示意囤一第1期于玉貴,陳鈞頤,El同生,韓群林:南京奧體網(wǎng)球中心超大異形托梁施工技術(shù)1/2012模板支撐體系模板支撐系統(tǒng)方案的選擇,應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下,況,在經(jīng)過(guò)大量調(diào)查的基礎(chǔ)上,通過(guò)多次專題會(huì)議研究和有關(guān)方面專家的指點(diǎn),并結(jié)合本企業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)實(shí)力,經(jīng)過(guò)對(duì)多種方案的對(duì)比分析

4、,最終決定采用普通鋼管排架支撐體系,托梁底模采用l8mm厚膠合板.根據(jù)托梁的外形特點(diǎn),托梁的施工荷載可分解為切向荷載和徑向荷載(如圖3所示).田3托桀骨載分解示意田驟為:由4榀排架(間距400Film)和相向水平鋼管(l200mm)連接,剪刀撐(l200mm)加強(qiáng)而構(gòu)成:每榀排架由徑向斜撐鋼管(600lllm),豎向鋼管(與斜撐鋼管一一對(duì)應(yīng))以及垂直于斜撐鋼管的剪刀撐(1200Imm)構(gòu)成;所有鋼管根部采用地壟鋼管固定于結(jié)構(gòu)樓面上,地壟鋼由位于每根斜撐鋼管下的樓面插筋(25mm)固定.從而承受斜撐鋼管傳遞的剪力,混凝土澆筑過(guò)程中可能出現(xiàn)的拉力以及體系外荷載;構(gòu)的支撐系統(tǒng)不予拆除,從而能有效地傳

5、遞和承擔(dān)上部荷載,待4.75m樓面結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到100%后澆筑托梁混凝土:托梁的模板構(gòu)造措施:側(cè)模板采用18mm厚鏡面膠合板,50mmx100mm木方背楞以及兩道叭4mm對(duì)拉螺桿和48mm鋼管圍檁;底模為l8mm厚鏡面膠合板,5Ommx100mm木方背楞(垂直于托梁弧線間隔200mm布置),48mm弧形鋼管(250mm),48mm水平鋼管橫擔(dān)(600mm)支撐于空間排架體系的豎向立桿上.切向荷載由位于托梁低端剪力墻的斜向排架支撐體系承擔(dān).具體步聚為:由5榀排架(間距300ram)和相向水平鋼管(600mm),剪刀撐(1200mm)加強(qiáng)而構(gòu)成;每榀排架由斜向鋼管300mm(垂直于墻的斜面

6、),豎向鋼管(與斜撐一一對(duì)應(yīng))以及垂直于斜撐的剪刀撐鋼管(1200mm)構(gòu)成;所有鋼管根部固定措施及下層排架系統(tǒng)不拆除措施同上:墻斜面模板措施:雙層18mm厚鏡面膠合板,50×100mm木方背楞(200mm)48mm鋼管橫擔(dān)(300mm)支撐于斜撐鋼管上(詳見(jiàn)圖4o向荷載的水平分力,采取用25mm鋼筋與墻內(nèi)斜向鋼有不小于18根(分為根部和中部?jī)傻?25mm鋼筋斜拉承受水平推力;吊模上口進(jìn)行壓木方(寬度大于200圖4托粱模板支撐示意圖't筑靠I|蝴于玉貴,陳鈞頤,田國(guó)生,韓群林:南京奧體網(wǎng)球中心超大異形托粱施工技術(shù)第1期mm)并由5根25mm鋼筋斜拉以承受混凝土澆筑時(shí)產(chǎn)生的向上

7、的推力.支撐系統(tǒng)及模板工程的設(shè)計(jì)驗(yàn)算分徑向荷載方向和切向荷載方向兩個(gè)方面.根據(jù)建筑施工計(jì)算手冊(cè),充分考慮了托梁施工的各種荷載,進(jìn)行了合理有效的荷載組合,并選擇具有代表II生,單體重最最大的托梁1進(jìn)行方案見(jiàn),徑向和切向兩方向的斜向和豎向支撐鋼管驗(yàn)算時(shí),均按單方面獨(dú)立承受荷載驗(yàn)算.經(jīng)過(guò)詳細(xì)認(rèn)真的計(jì)算,驗(yàn)算,模板及排架支撐方案均滿足強(qiáng)度和剛度的要求(計(jì)算過(guò)程從略).(1)成型:在施工前由模板翻樣員,技術(shù)員,測(cè)量員等根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,在較大的平坦場(chǎng)地上,準(zhǔn)確測(cè)放出托梁設(shè)計(jì)大樣,在現(xiàn)場(chǎng)用管材彎曲機(jī)按大樣弧形將鋼管一次彎曲成型,按每榀托梁分別編號(hào)堆放,并防止在吊運(yùn)過(guò)程中的變形.(2)定位:在支撐排架的立桿上用

8、全站儀準(zhǔn)確測(cè)設(shè)出托梁各控制點(diǎn)的標(biāo)高,按此標(biāo)高倒推出弧形鋼管的頂面標(biāo)高,然后用扣件將弧形鋼管固定在立桿和斜桿上,割除高出部分的鋼管,鋪設(shè)固定梁底模板.3鋼筋工程由于托梁結(jié)構(gòu)形狀為特殊的異形結(jié)構(gòu),因此,其設(shè)計(jì)托梁主筋的形狀為"<."形,反映了托梁的整體外形,下向剪力墻內(nèi)不僅配有斜向鋼筋,同時(shí)還配有豎向鋼筋,均通入托梁內(nèi).另外,托梁為變截面托梁,托梁的每一個(gè)箍施工難,按照設(shè)計(jì),整個(gè)托梁的鋼筋確實(shí)難以布排.為此,經(jīng)過(guò)與設(shè)計(jì)人員的多次研究探討,最終對(duì)原設(shè)計(jì)配筋作了一些修改,盡管如此,托梁鋼筋的加工,成型,安裝,綁扎仍然十分困難.本工程托梁結(jié)構(gòu)鋼筋的翻樣通過(guò)人工計(jì)算,是一

9、項(xiàng)十分復(fù)雜繁瑣的工作.為此,托梁鋼筋翻樣工作從兩方面著手:一是由電腦配合,算出托梁內(nèi)各種配筋的大樣尺寸;二是通過(guò)實(shí)際托梁大樣,直接量出尺寸,電腦數(shù)據(jù)作20oB卑月出版為對(duì)實(shí)際大樣尺寸的參考和校核.對(duì)每一根托梁,在平整的場(chǎng)地上用粉筆放出該托梁實(shí)際大樣,然后根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,用彩色粉筆畫(huà)出各受力主筋,再用尺量出各段尺寸,并編號(hào)記錄在翻樣單上,在大樣現(xiàn)場(chǎng)設(shè)鋼筋彎曲機(jī),對(duì)照于托梁箍筋,由于每一個(gè)箍筋的高度均不同,因此先在托梁大樣上用粉筆點(diǎn)出箍筋的位置,再用尺逐個(gè)量出箍筋的高度,并記錄在翻樣表上,每個(gè)托梁的箍筋加工成型后均單獨(dú)堆放,并掛牌標(biāo)識(shí).3,3鋼筋的綁扎托梁鋼筋的綁扎采用常規(guī)綁扎順序根本不行,我們主筋

10、形狀不規(guī)則,長(zhǎng)度,體量較大,因此,主筋的運(yùn)輸均需一根一根通過(guò)塔吊吊至綁扎點(diǎn)并協(xié)助安裝就位,全部主筋置于托粱模板上并臨時(shí)固定后,再一個(gè)一個(gè)地套裝箍筋,因均為8肢箍筋,箍筋安裝的難度很大,施工進(jìn)展十分緩慢,少量無(wú)法套裝就位的箍筋在征得設(shè)計(jì)單位同意后,只能采取用兩個(gè)""形開(kāi)口箍的方法,再搭焊接成整體.7峙E梁整體鋼筋骨架花費(fèi)9d時(shí)間綁扎結(jié)束后,發(fā)現(xiàn)整體骨架下滑達(dá)200mm之多,經(jīng)分析,其原因是鋼筋骨架整體自重大,托梁為上高下低的弧形,托梁底模為表面光滑的鍍膜膠臺(tái)板,斜向剪力墻鋼筋不足以抵抗托梁骨引和塔吊的配合下,并對(duì)礙事鋼筋作了技術(shù)性處理后,將了托梁鋼筋綁扎的各種矛盾和困難,為以

11、后大面積托梁鋼筋的施工積累了經(jīng)驗(yàn).為解決鋼筋骨架下滑問(wèn)題,采取了兩項(xiàng)措施:一是在托梁上方搭設(shè)三道鋼管支架,由支架上方水平鋼管承擔(dān)鋼筋的部分自重:二是在剪力墻與托梁交叉部位增加6根擊28mm短鋼筋,分別與剪力墻主筋和托梁底面主筋桿由托梁兩側(cè)下面的排架立桿直接穿過(guò)斜板和看臺(tái)模明這種解決方法達(dá)到了預(yù)期的目的.根據(jù)設(shè)計(jì),托梁內(nèi)設(shè)有后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋,起懸挑托梁結(jié)構(gòu)重要的受力作用,最大托梁有三道預(yù)應(yīng)力:上面一道為4515.2,中間一道為2515.2,下面一道為2-6q5.2.預(yù)應(yīng)力套管原設(shè)計(jì)采用PVC波紋管,為防止波紋套管在鋼筋綁扎及混凝土振搗時(shí)的損壞,后改用了同規(guī)格鋼管.鋼套管在現(xiàn)場(chǎng)外按設(shè)計(jì)要求彎

12、曲成型,為便于套管穿入梁內(nèi),每根均視情況分段,在梁內(nèi)就位后_第1期于玉貴,陳鈞頤,田國(guó)生,韓群林:南京奧體網(wǎng)球中心超失異形托梁施工技術(shù)l,2oo6再焊接,保證焊縫的質(zhì)量,不能漏焊留有孔隙孔洞,防止的安裝穿插在梁鋼筋綁扎過(guò)程中,并采取固定措施,以防止在梁內(nèi)發(fā)生移位.4混凝土澆筑按照最初方案,斜向剪力墻與托梁,看臺(tái)和斜板混凝土一次性澆筑,考慮到托梁的異形結(jié)構(gòu)形式,配筋密集,實(shí)際振搗混凝土的困難,同時(shí)考慮到整體結(jié)構(gòu)的施工安全,業(yè)主,設(shè)計(jì)方,監(jiān)理方及施工單位多次專題研究,并征得設(shè)計(jì)方的同意,最后確定了先澆筑斜向剪力墻,上部其它結(jié)構(gòu)一起澆筑的方案.由于墻與梁鋼筋的交叉布置,且梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋的張拉端均在剪力

13、墻朝下的斜面上,因此,剪力墻混凝土的澆筑必須在整個(gè)托梁鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋全部綁扎到位后才能進(jìn)行.剪力墻混凝土的澆筑存在三方面困難:混凝土必須通過(guò)托梁鋼筋下料,對(duì)鋼筋的污染處理比較困難;剪力墻朝上斜面模板下范圍內(nèi)混凝土下料,振搗困難;混凝土密實(shí)度難以保證.采取的措施如下:針對(duì)鋼筋污染問(wèn)題在剪力墻混凝土澆筑完畢并初凝后,由人工用鋼絲刷和毛刷蘸水認(rèn)真清理干凈,對(duì)落入墻內(nèi)施工縫的灰漿用壓力水沖洗干凈,必要時(shí)使用吸塵器吸出;為解決上部斜面模板下混凝土下料振搗問(wèn)題,在該斜面模板上開(kāi)出三道300mm寬洞口,洞口模板為活動(dòng)抽屜式,當(dāng)混凝土澆至該開(kāi)口處時(shí)將此處活動(dòng)模板插封上;為保證混凝土密實(shí)度,適當(dāng)加大了混凝土坍落

14、度,由(140±20)mm調(diào)整為(180±20)mm,屬于高流淌性混凝土,加強(qiáng)振搗,同時(shí)在澆筑過(guò)程中專人用錘子敲擊振動(dòng)剪力墻側(cè)面模板.看臺(tái)分為東,西兩個(gè)施工段,每段托梁,看臺(tái)和斜板混凝筋,其鋼筋間距不能滿足振搗棒的插入,托梁頂端全截面覆蓋的預(yù)埋鋼板,使托梁高端混凝土無(wú)法下料和振搗;過(guò)大的結(jié)構(gòu)高低落差,對(duì)混凝土澆筑的技術(shù)間隙和混凝土坍落度有嚴(yán)格的要求,混凝土澆筑的先后順序和澆筑方向需要認(rèn)真考慮等等.經(jīng)過(guò)反復(fù)研究,采取的具體措施如下:(1)為方便施工時(shí)振動(dòng)棒能伸入托梁內(nèi),在澆筑混凝土前按照方案確定的振搗點(diǎn)位,預(yù)先用鋼管打入托梁鋼筋籠內(nèi),為振動(dòng)棒擠出位置,探出路子,鋼管上端應(yīng)高于

15、I托梁上表面,在該處提前插入振動(dòng)棒,并固定位置,振動(dòng)棒不能前后左右隨意移動(dòng),也不能讓振搗棒自由地在梁內(nèi)隨混凝土走動(dòng),應(yīng)一直處于垂直狀態(tài),只能隨混凝土澆了振動(dòng)棒的有效影響半徑,以保證托梁內(nèi)各部位混凝土振搗密實(shí).(2)在托梁頂端全截面覆蓋的50mm厚預(yù)埋鋼板上,原設(shè)計(jì)只留設(shè)了兩個(gè)4,60mm的出氣孔,這給混凝土的澆筑和震搗帶來(lái)極大的困難,但考慮到焊接固定懸臂鋼桁架屋蓋對(duì)預(yù)埋鋼板的強(qiáng)度和錨固鐵件錨固力的要求,鋼板上又不能隨意開(kāi)留洞口,經(jīng)與設(shè)計(jì)方協(xié)商并經(jīng)設(shè)計(jì)方驗(yàn)算認(rèn)可,將60mm出氣孔擴(kuò)大至120mm,并在預(yù)埋鋼板另外的適當(dāng)位置增開(kāi)兩個(gè)120mm洞口,由設(shè)計(jì)院出變更圖,交鋼結(jié)構(gòu)施工單位在預(yù)埋鋼板加工制作時(shí)外,托梁頂部側(cè)面與斜板問(wèn)的一側(cè)吊模暫不安裝,這樣就可從該側(cè)面注入鋼板下托梁混凝土,待托梁混凝土澆至斜板上表面時(shí),再封上該側(cè)面吊模.(3)為防止混凝土坍落度過(guò)大造成混凝土向低處涌淌,混凝土坍落度嚴(yán)格控制在(140±20)mm范圍,安排專人檢測(cè),超大坍落度混凝土不予使用,同時(shí)適當(dāng)減緩澆筑速度.(4)當(dāng)混凝土澆筑至最上看臺(tái)平臺(tái)處時(shí),作短暫技術(shù)停頓,使已澆混凝土初步沉實(shí)后,再澆筑垂直嵌板混凝土及以上托梁,斜板混凝土,防止因高低落差過(guò)大造成混凝土涌淌.(5)混凝土澆筑推進(jìn)方向從邊端看臺(tái),托梁開(kāi)始,從低端向高