深圳市劇場臺口箱形鋼混凝土組合梁施工技術

深圳市東部***城多功能劇場臺口箱形鋼混凝土組合梁施工技術[摘要]深圳市東部***城多功能劇場13.5m標高處臺口箱形梁應用了型鋼混凝土組合結構技術，截面尺寸1.5x4.0m，跨度30.0m，按照疊合梁的原理，采取了分次澆筑的施工措施。

[關鍵詞]劇場臺口箱形梁

H型鋼鋼梁

疊合梁施工

纖維混凝土

強梁弱柱

分散式數據采集器

應力應變數據采集一、工程概況

深圳市東部***城多功能劇場位于深圳市*****小鎮(zhèn)，地下二層，地上觀眾廳一層，舞臺區(qū)四層，建筑面積12，000m2,建筑總高度32m，總投資1.8億元。由深圳***城集團投資興建，******部設計研究總院設計，深圳****建設監(jiān)理有限公司監(jiān)理，江蘇省****建設股份有限公司***分公司總承包施工。

劇場設有國內特大型看臺，共設有1360個觀眾席位，看臺布置獨特，分左、中、右三臺布置，舞臺中心部位設有寬17.5m，高13.8m的世界首創(chuàng)的LED顯示屏，舞臺兩側分別設有國內首創(chuàng)的寬15m，高13m的激光水幕。

結構概況：本工程結構基礎為整體筏板基礎，主體為鋼筋混凝土框架結構，觀眾廳屋頂為鋼結構。在臺口區(qū)+13.5m標高處布置有1.5m×4.0m的箱型臺口梁，結構形式為箱型型鋼混凝土組合結構，梁跨度為30m，箱型臺口梁受力鋼筋：下部為66根Ф28、上部為44根Ф20，另在箱形梁的上下區(qū)共設置四根300×300的H型鋼，在箱形梁的外側面每間距4m設一個鋼構屋架支撐牛腿，箱形梁混凝土強度等級為C45。

結構特點：臺口箱形梁設計方案選擇時放棄了預應力梁設計方案，而選用型鋼混凝土組合結構。另外本梁還是典型的強梁弱柱設計方式，這對現場施工增加了難度，也對我們的施工技術提出了極高的要求。二、施工特點

1、就單體劇場項目而言，本多功能劇場的臺口寬度30m，比標準臺口寬度超出13m，可與國家大劇院單體劇場的臺口梁寬度相瑙比。所以，本項目無論從設計上，還是從施工上，在國內均屬首屈一指。

2、本工程劇場臺口梁高支模有以下特點：在13.5m標高處布置箱型臺口梁，位于（1/J軸—1/B軸），結構形式為箱型型鋼混凝土組合結構（梁底向上和梁面向下400mm處上下各兩根YB3301-92300×300型焊接H型鋼，共四根，腹板高h=260，上、下冀緣寬b=120），混凝土的標號為C45，梁的斷面尺寸為1.5m×4.0m，箱型臺口梁受力鋼筋：下部66根Ф28，上部45Ф20，箍筋為Ф12＠200，拉鉤為Ф10＠200，梅花型布置，箱型由中間200厚隔板將上下兩個0.9×1.5的箱體隔開，箱形梁兩側為300mm側梁，梁內配筋為16Ф14，拉鉤為Ф10＠400，梅花型布置，箱型梁在梁高1.9米處有一塊等同于梁寬的隔板，隔板厚度為200mm，板內配筋為14Ф14，拉鉤為Ф8＠200，梅花型布置，隔板在兩側支座內的配筋為6Ф25，箍筋為Ф12＠200。

由于臺口箱形梁自重大，達100kn/m；跨度大，達30.0m；高度高，凈高達13.5m，所有這些，給箱形梁鋼筋混凝土的施工和模板支撐及支設帶來極大困難。三、模板支撐系統的布置

KL10箱型臺口梁斷面大，跨度大，自重荷載大（10t/m），模板支撐設計時，在梁下縱向布置5根立桿，分別在兩側邊300寬梁下布置兩根，立桿縱向間距為250，在箱形梁中間900范圍內，布置一根立桿，這樣立桿縱向間距為250、450、450、250，立桿在橫向排距為400，水平橫桿步距1600，詳見下圖示：

整個排架支撐系統的立桿均直接支承在劇場－0.20m地下室頂板平面上，在箱形臺口梁混凝土結構未達到設計強度要求時，地下室部分模板支撐體系不得進行拆除，所有荷載均由豎向立桿傳遞至地下室筏形底板的中風化地基巖層持力層。

排架支撐體系在立桿底部向上150位置處設置縱、橫向掃地桿；在豎直方向，沿四周及中間，每隔四排立桿設置一道垂直剪刀撐，剪刀撐沿全高連續(xù)設置。排架水平橫桿步距設計為1600，在水平方向，沿排架垂直方向，自排架的頂端向下，每兩步架設置水平剪刀撐。鋼管排架支撐設置水平和垂直剪刀撐，有利于支架的整體穩(wěn)定性，特別是超高超大梁的重荷載高支模，合理設置剪力撐能防止在樓面泵輸送管的抖動下支架的整體失穩(wěn)。四、箱形臺口梁施工技術

1、臺口箱形梁鋼筋施工：由于臺口梁呈現箱形梁幾何特征，在梁高中間部位設置有隔板，在梁體上下四個角部設有“H”型型鋼，鋼筋自重量大，達到24噸，H型鋼總重量達15噸，對鋼筋的綁扎安裝帶來很高的要求。施工時，我們把箱形梁近似認為是由底部梁（1.5x0.4m）、兩側梁（0.3x4.0m）、中間隔板（1.5x0.2m）、頂部梁（1.5x0.4m）以及H型鋼這六個部分組成。工藝流程：首先完成底部梁鋼筋底筋的綁扎，完成后開始進行H型鋼安裝焊接，再進行底梁面筋綁扎，按照此順序，完成兩側邊梁的綁扎，第一次綁扎高度至中間隔板面向上100處，由箱體模板完成鋼筋骨架的固定，完成第一次混凝土的澆筑。頂部梁鋼筋和H型鋼綁扎時，用腳手架鋼管做鋼筋和型鋼的支撐體系，頂部鋼筋和H型鋼的總荷載達17.5噸，鋼管支撐的橫向間距設置為1.50m，鋼管縱向間距控制在0.8m，保證了型鋼安裝焊接和鋼筋綁扎施工。

2、臺口箱形梁采用疊合梁原理分層澆筑混凝土的施工技術：臺口箱形梁與其相連的梁板結構模板體系采用滿堂鋼管腳手架排架支撐系統，為了確保臺口箱形梁施工的安全、經濟、高效的目的，經過綜合考慮，箱形梁施工時采用疊合梁的施工措施，因大梁施工荷載具有短期的、逐漸加大、又很快趨向安全的特點，只要混凝土澆筑方法和速度控制得當，當達到最大值時，梁底部先澆筑的混凝土已接近初凝或終凝，施工荷載對支撐結構的影響也逐漸減小?；炷寥窟_到終凝時，大梁已具有自持能力，對支撐體系安全的不利影響會逐漸消失，進入安全期。

疊合梁施工措施要求臺口箱形梁的混凝土分二次澆筑，第一次先澆筑至箱形梁中間加隔板板面標高，也就是15.4m標高處。為增強施工縫處新舊混凝土之間的摩擦力，在施工縫上下兩邊各增加￠20@200抗摩擦構造鋼筋，混凝土的外加劑中添加早強劑，使得箱形梁底部混凝土的早期強度能較快的提升，確保第二次混凝土按計劃時間澆筑。第一次混凝土終凝后，即對施工縫表面鑿毛，第二次混凝土澆筑前，在混凝土施工縫界面上涂刷一遍混凝土界面處理劑，增強新舊混凝土之間的接觸摩擦力。

3、臺口箱形梁混凝土的澆筑：混凝土的強度等級為C45，為保證混凝土澆筑振搗密實，在與設計院、監(jiān)理、商品混凝土供應商研究后，決定對其粗骨料的粒徑級配進行調整，控制碎石的粒徑在5～25之間，以保證混凝土骨料由H型鋼的間隙中流入箱形梁的底部。模板支設時，在箱形梁的側板底標高處上400處，也就是H型鋼頂部以上，每隔3米開啟一個200X200的混凝土灌注振搗孔，既可確保箱形梁底部混凝土澆筑振搗密實，并且可以保證箱形內部混凝土的養(yǎng)護，并在中間加強肋板上每隔3米開啟一個800X800的施工預留洞口，保證箱形內部模板及支撐的拆除，所有洞口周邊鋼筋通過設計院驗算后進行了加強處理。

4、臺口箱形梁混凝土的養(yǎng)護：混凝土養(yǎng)護采用自動噴淋養(yǎng)護裝置，沿箱形梁側面和頂部平行布置三條￠25的PVC自動噴淋管，在PVC管道上每隔200鉆￠10孔徑的漏水孔，水筏在首層樓面處控制，保證混凝土終凝后14天內箱形梁表面保持在濕潤狀態(tài)。

5、箱形梁內部模板防腐防蟻措施：箱形梁上部箱形模板將無法拆除，箱形內部模板在支設前先進行防腐和防蟻處理。

6、臺口箱形梁結構設計特征：臺口箱形梁采取了強梁弱柱的設計理念，箱形梁的支座為剪力墻Q1，墻寬500，長度為6100，剪力墻垂直受力筋為Φ20@150的鋼筋構成，水平構造筋Φ14@150。因此在施工時，對梁柱節(jié)點區(qū)的處理尤其重要，H型鋼伸入柱內在保證錨固長度的同時，梁、柱的加密箍筋采取焊接閉合箍作業(yè)方式，保證節(jié)點區(qū)抗剪強度不至于衰減。

7、臺口箱形梁混凝土的抗裂措施：臺口箱形梁既要承受自身荷載，又要承受自屋蓋傳遞的舞臺區(qū)混凝土結構屋蓋自重，還要承載觀眾廳圓拱形鋼屋架的荷載，臺口箱形梁上部合計使用線荷載達30kn/m。由于臺口箱形梁的跨內凈跨達29m多，所以，對箱形梁的抗裂性能提出極高的要求。在與設計院、混凝土供應商、質監(jiān)站、監(jiān)理等主管部門的討論研究后，最后采用纖維混凝土，摻加纖維含量為7%（重量比），以增強混凝土的抗裂性能。

8、臺口箱形梁內力檢測：由于臺口箱形梁上部荷大，為確保該梁在使用安全和了解其受力狀況，特別是在國內設計院還沒有此類梁設計依據的基礎上，總裝備部設計研究總院在梁內特設立了內力測試點和撓度測試點，以對荷載添加過程進行內力測試和大梁整體變形進行測試，在箱形梁混凝土達到設計強度值的100%還不能進行其下支撐的拆除，必須根據內力和撓度測試數據作出分析后，在設計院、監(jiān)理單的拆模通知下達后才進行支撐拆除。

臺口箱形梁的內力和撓度測試裝備采用了國際上先進的分散式數據采集器（IMP），由它們組成網絡，實現高精度、高速度的數字量傳輸。在第一次混凝土澆筑前預埋好鋼筋計、混凝土應變計，在混凝土澆筑完成后，進行電纜與數據采集器的連接、安裝、調試，并完成第一次混凝土澆筑施工狀態(tài)下的數據采集；第二次混凝土澆筑后，完成第二次數據采集，由于在施工過程中混凝土施工過程難度大，根據施工進展情況增加數據采集密度。

在箱形梁混凝土澆筑全部完成后，安裝轉角儀、電子移位計，進行數據采集，根據數據分析，確定拆模時間，在模板拆除時，跟蹤進行應力應變數據的采集，確保收集箱形梁承載時瞬間發(fā)生的應力應變數據，為設計院以后類似項目提供可靠的實際數據作為設計依據。

在舞臺設備和屋架安裝完成后，完成施工期間最后數據采集，另外在年度臺風期間進行風荷載加壓時的數據采集，以及后期使用中的數據采集，當所需的數據趨于穩(wěn)定，并保持相當長時間后，撤除數據采集裝置，進行最終的數據處理和分析。

整個監(jiān)測項目涉及到的監(jiān)測項目包括：混凝土應變監(jiān)測、受剪箍筋拉應力監(jiān)測、H型鋼拉壓力應變監(jiān)測，以及梁垂直變位監(jiān)測。五、結束語

深圳市東部***城多功能劇場目前已開