四川某體育場框架及罩棚挑梁懸拼法施工

體育場框架及罩棚挑梁懸拼法施工***體育場是是在原市***體育場舊址址上新建的一一座現(xiàn)代化全全天候體育場場,地處城市中中心,占地面積約約10ha,,建筑面積433340mm2,可容納觀眾眾400000人。工程概況***體育場建建筑平面呈八八心圓偶合的的相似橢圓形形,為周圈全封封閉大懸挑罩罩棚的空間碗碗狀結構,徑向框架分分為88條軸線,166處雙柱雙梁梁變形縫,4400mm××400mmm鋼筋混凝土土方樁基礎,,環(huán)向用聯(lián)系系梁構成蛛網網結構。1004榀雙向對對稱的鋸形框框架在三維空空間尺寸漸變變,用小折線近近似弧形形成成龐大雋秀、剛剛勁挺拔的空空間馬鞍形曲曲面建筑效果果。罩棚挑梁梁懸伸長度由由南北中部的的8.8m變化化到東西中部部的28m,,端點高度由由南北中部113.53mm變化到東西西中部26..622m。彩彩色壓型鋼板板棚面設在挑挑梁下緣,挑梁暴露在在罩棚屋面上上(圖6-19--1、6-19--2)。罩棚挑梁采用部部分預應為混混凝土結構,,梁體為工字字形截面,梁寬與框架架柱寬相同,,梁腹寬度僅僅120mmm,在脅部增增大為2000mm。挑梁梁尾段與框架架頂部立柱整整體現(xiàn)澆,懸伸部分劃劃分為1~44段塊體進行行懸臂拼接。拼拼接塊體在現(xiàn)現(xiàn)場分段預制制,拼接端肋面面做成齒狀棒棒口,用環(huán)氧樹脂脂粘接,依靠榫齒嵌嵌接和環(huán)氧樹樹脂的粘結強強度傳遞剪力力。用起吊設設備將預制梁梁段塊體吊起起,在空中懸臂臂拼裝。拼接接一段塊體后后,即張拉1~22束預應力鋼鋼絲,在現(xiàn)澆的挑挑梁尾部端面面錨固,借助鋼絲束束的預加拉力力,對塊體施加加壓力,將拼接塊體體連接成整體體。挑梁塊體體逐段懸拼,,逐段延伸出出去,在高空無支支架的情況下下,完成整榀大大跨懸挑罩棚棚梁的施工((圖6-19--3)。大跨罩棚挑梁足足尺結構試驗驗施工前進行了最最大懸挑跨度度挑梁的足尺尺結構試驗。試試驗內容有::框架與挑梁梁尾段整體現(xiàn)現(xiàn)澆;挑梁塊體預預制;空中逐段懸懸拼;環(huán)氧樹脂粘粘接;空中穿束;預應力張拉拉和錨固;預應力損失失測定和荷載載試驗等。預應力損失測定定測量預應力損失失的方法是在在鐓頭錨板后后面放置特制制的傳感器,,將鋼絲應變變值傳入應變變測定儀,測出張拉后后鋼絲中的預預應力值。將將控制張拉力力減去在鋼絲絲中實際建立立的預拉力,,可得到預應應力短期總損損失值,其中包括錨錨具變形損失失σl1、摩阻損損失σl2、鋼絲應應力松弛損失失σl4和錨環(huán)外外附加損失σσl′等。測試數(shù)據(jù)說明,,曲線束的錨錨具變形損失失σl1主要發(fā)生生在尾部張拉拉端內4~66m的曲線長長度范圍,鋼絲應力松松弛損失σl4在頂塞后后最初10mmin內完成成30%。錨環(huán)環(huán)外附加摩擦擦損失σl′可按控制應應力σcon的5%計算。分分批張拉的彈彈性壓縮損失失,由應變傳感感器和布置在在梁體上緣的的千分表量測測,1束22Фs5鋼絲的平平均彈性壓縮縮損失值約為為220kNN,彈性壓縮縮損失值接近近σcon的0.5%,,可將先批張張拉鋼絲束的的控制張拉力力逐一加大一一點給予補償償。實測的摩阻損失失σl2為理論計計算值的1..38~1..55倍,曲線束中建建立的有效預預應力比計算算值偏小2%%左右。這是是因為曲線束束金屬波紋管管的弧線位置置不準確,形成多處小小彎折點。另另外,預留孔道在在拼接面產生生左右錯孔或或上下錯孔,,預應力鋼絲絲形成彎折點點,增大了摩阻阻損失。如果果挑梁塊體和和現(xiàn)澆段預留留孔道的施工工誤差過大,,懸拼張拉后后在鋼絲中實實際存在的有有效預應力值值,將比理論計計算值偏低較較多。塊體拼接端面上上的局部承壓壓施加偏心預拉力力后,挑梁現(xiàn)澆段段拼接端面承承受的預壓力力最大,6束22Фs5總張拉力力達28744.30kNN。設計允許許最大預壓應應力為10..7MPa,,為現(xiàn)澆段混混凝土設計抗抗壓強度的447.4%。實測現(xiàn)澆段拼接接端面上緣最最大預壓應力力為26MPPa,說明存存在不均勻局局部受壓。試試驗中用鋼棒棒或鋼墊板調調整梁體偏斜斜時,在拼接面上上形成小點局局部承壓,在拼接面腹腹板上部,實測到的預預壓應力高達達93MPaa,此時在梁梁腹榫齒處出出現(xiàn)擠壓水平平裂縫。施工中要保證梁梁體拼接端面面平整無破損損,尤其必須保保證上緣孔洞洞之間有足夠夠承壓面積。校校正挑梁時,,不允許用加加塞鋼榫、鋼鋼墊板的方法法,以免在拼接接面上產生過過大的局部壓壓應力。待梁梁體混凝土達達到100%%設計強度后后,方可進行預預應力張拉。挑梁荷載試驗在挑梁上緣下緣緣和梁腹,貼有62片長距電電阻應變片,,用于各階段段加荷時測量量各控制點的的應力。梁體體上表面設有有10個位移測測點,用應變儀測測上緣應變,,與應變片量量測結果進行行對比。在每每段塊體拼接接處懸掛垂球球,用標尺量測測梁體的撓度度。梁體上表表面架設水平儀11臺,挑梁正前方方架設經緯儀儀1臺,用以監(jiān)測在在懸拼過程中中梁頭處撓度度變化和軸線線偏斜。按20%標準荷荷載分級,從尾段向前前端逐點逐級級加載,達到設計標標準荷載時持持荷24h,,卸載到零,量測殘余變變形。調整加加載設備,加載到設計計標準荷載的的170%,,控制截面作作用彎矩達到到設計彎矩的的1.65倍,超過設計安安全系數(shù),持荷24h,,量測應力和和變形撓度,卸荷荷,量測殘余變變形,結束試驗。由由于加載設備備限制,未作挑梁破破損試驗。荷載試驗結果說說明,在100%設計計荷載作用時時,部分預應力力混凝土罩棚棚挑梁的上緣緣均處于受壓壓狀態(tài),未出現(xiàn)拉應應力,挑梁處于彈彈性工作階段段。在1700%設計荷載載作用下,梁體上緣出出現(xiàn)不大的拉拉應力,控制截面未未出現(xiàn)受力裂裂縫。卸載后后塑性變形很小,殘余變形形值僅1~33mm,罩棚棚挑梁平面內內剛度較好。開始懸拼時,拼拼接塊體自重重產生的向下下?lián)隙瘸^偏偏心預拉力產產生的向上撓撓度,拼接后塊體體前端下?lián)?。隨隨挑梁塊體逐逐段懸拼出去去,預應力鋼絲絲束數(shù)量增多多,偏心預拉力力產生的向上上撓度,逐漸接近塊塊體自重產生生的向下?lián)隙榷?越靠近自由由端,塊體前端下下?lián)显叫　Ｔ谠谔袅鹤杂啥硕?6束22Фs5鋼絲產生生的向上撓度度,抵消4段YWL塊體自重產生的的向下?lián)隙群蠛?形成預應力力上拱度,其值為23mmm,相當于于懸挑跨度的的1/7722。在設計荷載作用用下,挑梁自由端端產生向下?lián)蠐隙?6mmm,與預應力力上拱度抵消消后,僅有向下?lián)蠐隙?mm。卸荷荷后荷載撓度度消失,自由端仍恢恢復上拱度223mm,挑挑梁處于彈性工作階階段。框架現(xiàn)澆和罩棚棚挑梁懸拼施施工現(xiàn)澆框架施工..88條軸線雙向向對稱,104榀鋸形鋼鋼筋混凝土框框架共有333種剖面,混凝土強度度等級為C228,挑梁尾尾段與框架頂頂部立柱整體體現(xiàn)澆,環(huán)向聯(lián)系梁梁和現(xiàn)澆樓板板構成三維尺寸漸變的空間間馬鞍形骨架架。承受拉彎彎力的鋸齒形形斜大梁整體體澆注,不允許留設設施工縫,一次澆注混混凝土40m3左右,在斜大梁上上安放預制LL形自防水先先張預應力混混凝土看臺板板。由于構件形狀復復雜多變,節(jié)點處鋼筋筋非常密集,,故框架柱梁梁用鋼模板,,節(jié)點和圓弧弧處用異形術術模和弧形模模板吻合。將將2~4cmm卵石換為1~~2cm細石石,摻加早強型型減水劑,在試驗室確確定配合比后后嚴格控制水水灰比。在側側模適當位置置開設澆注孔孔,用塔吊通過過活動滑斗注注入混凝土。采用填塞拆拆除方法施工工雙框架變形形縫,用硬泡沫板板填縫,刨花板作縫縫邊側模,澆注數(shù)日后后,將填縫的泡泡沫板鑿碎,,可將刨花板板抽出重復使使用,逐段施工。須須注意不可用用硬泡沫板直直接作縫邊側側模,否則箍筋會會壓人泡沫板板中,內縫側面將將大量露筋((變形縫外側縫寬僅644mm,徑向向深度達2mm多,處理露筋很很困難),效果不好好。預制看臺板防水水嵌縫體育場看臺板面面既是數(shù)萬名名觀眾活動的的樓面,又是下層房房間及變電室室等設備間的的屋面,板端溫度變變形明顯,防水難度較較大?？磁_板為自防水水板面,板縫防水采采取上嵌下疏疏的方法,在板縫下面面的鋸齒形斜斜大梁上設有有排水小溝,,將板縫少量量滲漏水引向向環(huán)溝。在預預制L形看臺板端端頭側面預留留凹槽,看臺板安裝裝后,用氯丁橡膠膠防水材料嵌嵌水平縫和豎豎向縫。預制制看臺板前邊邊和兩側邊板板下均預設有有滴水槽,以防雨水貼貼板下浸漏?？磁_板防水構造造和防水嵌縫縫做法見圖66-19-44。挑梁塊體預制及及預應力孔道道留孔104榀挑梁共共216段YWL塊體,22種規(guī)格格,混凝土強度度等級為C338,按梁號號和施工先后后分組,在磚砌胎模模上平臥生產產。在一個胎胎模上,逐段連槽澆澆筑,連續(xù)生產一一榻挑梁的全全部塊體,前一段塊體體的后端面即即是后一段塊塊體的前端面面,采用連槽澆澆筑,基本可保持持塊體拼接面面連續(xù)吻合。預制塊體采用鋼鋼管抽芯預留留孔道,只要時間掌掌握合適,用鋼管轉動動抽芯的方法法預留直線孔孔道是有把握握的。挑梁現(xiàn)澆段預留留孔道施工不不便,抽管困難。不不論曲線孔道道還是直線孔孔道,均采用鐵皮皮波紋管預埋埋留孔。要保保證波紋管位位置準確。曲曲線圓滑,盡可能一根根整管到位,,少量接頭處處要用波紋管管套接過渡,,以免在接頭頭處發(fā)生彎折折錯位而進漿漿,造成管內堵堵塞。波紋管管在端面要露露出模板一段段長度,并將管口堵堵嚴,以免振搗時時混凝土從管管口擠入堵塞塞孔口(若堵塞曲線線孔道,疏通十分困困難)。挑梁現(xiàn)澆段在空空中澆筑,而懸拼塊體體在胎模上生生產。為保證證第一段塊體體與現(xiàn)澆段端端面懸拼吻合合,采用10mmm鋼板精加工工制成剛性端端模。同一梁梁號的剛性端端模分別用于于同一榀挑梁梁現(xiàn)澆段端模模和第一懸拼拼塊體在胎模模上的端模,,用準線和經經緯儀保證剛剛性端模安裝裝的軸線位置置及垂直度準準確,盡可能使空空中和地下分分別澆筑的兩兩個端面,接近連槽澆澆筑的效果。端面修補和孔道道清理端面一般缺陷可可用環(huán)氧砂漿漿修補找平,,角掉邊或局局部碎裂者要要用環(huán)氧混凝凝土填補,再用環(huán)氧砂砂漿刮平。尤尤其要保證現(xiàn)現(xiàn)澆段端面的的承壓面積和和混凝土密實實度。特制兩端有錐度度的清孔器,,外徑比制束束后的鋼絲柬柬稍大,兩端焊上鋼鋼絲,在孔道內來來回滑動以清清理孔道。要要注意防止預預留孔道竄孔孔或錯孔,施工時尤其其要保證挑梁梁現(xiàn)澆段弧線線,孔道的留孔孔質量。高空元支架逐段段懸拼罩棚挑挑梁預制看臺板安裝裝就位并滿足足抗傾荷重要要求后,可進行挑梁梁懸臂吊拼。塊塊體單段自重重為2.6~~4.9t,,最大塊體YWWL-1長6.2m,,安裝高度277m,加上吊吊具重量共55.43t,,采用雙塔機機抬吊的方法法施工,內圈中塔和和外圈中塔起起吊力矩之和和的80%為1120kkN·m,可滿足塊塊體起吊力矩矩要求。155.4m的三三角形鋼管桁桁架抬吊扁擔擔自重1.55t,內圈塔塔機和外圈塔塔機各吊起一一端,在扁擔下平平衡吊拼YWWL塊體,雙塔機協(xié)調調動作,同步起吊。懸懸掛式輕型腳腳手架夾掛在在塊體兩側,,隨塊體起吊吊,逐段拼出,交替流水使使用。腳手架架外側設鋼筋筋護欄和安全全網(圖6-19--5)。挑梁塊體間的拼拼接面涂刷環(huán)環(huán)氧樹脂粘接接,保持分段梁梁體縱向連續(xù)續(xù)傳力,拼接端面通通過軟接觸增增加吻合效果果。為減少懸懸空涂刷操作作,采用單側雙雙層涂刷法,,先在空中和和地面的兩個個待拼接端面面上,分別涂刷環(huán)環(huán)氧樹脂底層層,塊體起吊前前,在地面塊體體端面上再涂涂刷環(huán)氧樹脂脂面層,1h內起吊拼接接,以保證空中中拼接端面在在軟結合中均均勻粘接。在梁體頂面和側側面拉通線控控制懸軸線位位置;在場內控制制圓心架處設設經緯儀,上下掃描檢檢查塊體中心心線是否與梁梁體中心及框框架軸線重合合,控制懸拼塊塊體不產生錯錯位或扭轉;;在塊體端部部放置丁字測測尺,直尺與梁體體中心線重合合,在橫尺兩端端吊下相等長長度的細鋼絲絲垂球,在看臺板上上用水平儀檢檢查兩只垂球球是否處于同同一設計標高高,這樣既控制制了懸拼塊體體設計標高,,避免產生上上下偏傾或左左右偏傾,又避免了塊塊體前端面產產生扭轉。挑梁現(xiàn)澆段端面面與第一段塊塊體拼接端面面,是用精加王王剛性端模分分別在空中和和胎模上澆筑筑的,端?？臻g位位置難于精確確控制,實際不可能能保證連槽澆澆筑的吻合效效果。經多次次拆裝的剛性性端模會產生生變形和拼合合誤差,使現(xiàn)澆段拼拼接面上產生生施工誤差,,如誤差過大大,幾段YWL塊體懸懸拼出去,大跨挑梁自自由端就會形形成較大的斜斜偏。故施工工中必須嚴格格控制現(xiàn)澆段段端面尺寸和和位置,反復調整校校正。保證第第一拼接面吻吻合,是保證整桶桶挑梁懸臂拼拼接質量的關關鍵。懸拼塊體就位合合乎要求后,,在拼接面下下緣兩側跨縫縫綁焊75××8角鋼,長250mmm,用于固定定塊體位置,,保證因分段段懸拼而斷開開的下部非預預應力鋼筋縱縱在向連續(xù)傳傳力。梁體兩兩側綁焊角鋼鋼時,要求對稱施施焊。預應力鋼絲制束束和懸空穿束束l04榀挑梁所所用預應力鋼鋼絲束共4440束,其中112束22Фs5,分為17種長度;3228束18Фs5,分為51種長度;南北罩棚挑挑梁鋼絲束最最短為5.002m,東西西罩棚挑梁鋼鋼絲束最長為為28.244m。Фs5高強碳素素鋼絲應逐盤盤抽樣試驗,,選取彈性模模量值EQ相同的鋼鋼絲下料制束束。鋼絲下料料后鐓粗頭,,帶鐓頭的鋼鋼絲穿入鋼質質鐓頭錨板中中,用雙錨板將將鋼絲梳直,,并用鉛絲綁綁扎。成束后后的鋼絲按挑挑梁號和鋼絲絲分束號編號號掛牌,以免錯用。鐓頭錨板采用445號鋼制作作,硬度要求為為HB2577~291,,Ф5.2孔眼偏偏移誤差不大大于0.2mmm,抽樣10%進行強強度試驗。為為保證鋼絲鐓鐓頭齊整,減小長度誤誤差,降低鋼絲松松弛應力損失失,在錨板外緣緣加工螺紋,,旋蓋鋼質內內螺紋壓板,,將鋼絲鐓頭頭壓齊頂緊,,加蓋絲扣壓壓板的鐓頭錨錨板,使用性能良良好。挑梁尾部張拉端端采用鋼質錐錐形錨具,錨塞經熱處處理后,硬度要求為為HRC555~58。塊塊體懸臂拼接接時的預應力力鋼絲空中穿穿束,采用鋼絲束束隨塊體起吊吊,懸空牽引,引束到位的方法。用穿穿束器(圖6-19--6)銷住鋼鋼絲束尾端,,中心銷越向向前拉,鋼絲被夾得得越牢。起吊時,在地面面將鋼絲束尾尾端穿過塊體體預留孔道,,露出穿束器器。鋼絲束與與塊體一起緩緩緩起吊到拼拼接位置,當塊體端面面靠近時,空中操作人人員將牽引鋼鋼繩從挑梁尾尾端引出,牽引鋼繩的的鉤子套住穿穿束器中心銷銷的銷環(huán)。通通過固定在挑挑梁尾端挑架架上的導向滑滑輪,用卷揚機將將牽引鋼繩慢慢慢向后拉,,牽引穿束器器,將鋼絲束拉拉進孔道中,,從挑梁尾部部端面孔道中中拉出,直到鋼絲束束前端的鐓頭頭錨板嵌入懸懸拼塊體端面面預留的凹槽槽中定位并將將鋼絲束拉緊緊為止。卸下下穿束器,預應力鋼絲絲柬懸空穿束束便告完成。如如有2束鋼絲,則應逐束牽牽引到位(圖6-19--5)。選用l臺牽引力力為5kN的卷揚揚機,安放在看臺臺后部平臺,,可滿足一棍棍挑梁全部鋼鋼絲束的牽引引要求。吊拼拼挑梁最前段段YWL-11塊體時,長28m的鋼絲絲束會在塊體體前面下墜,,形成弧形長長尾。要采取取措施避免鋼鋼絲束滑落。牽牽引時應避免免高強鋼絲被被塊體前端孔孔口處的混凝凝土擦傷。穿束前應進行孔孔位編號,挑梁尾部端端面、拼接端端面及起吊塊塊體端面均應應標明孔號,,鋼絲束也相相應編號。同同號數(shù)鋼絲束束穿入同號數(shù)數(shù)孔道,在挑梁尾部部端面上,檢查穿出的的鋼絲束的束束號與該孔的的孔號是否相相符。如果發(fā)發(fā)現(xiàn)錯孔或竄竄孔,必須退束調調整,確認無誤后后,方可進行預預應力張拉。逐段張拉懸拼罩棚挑梁在在挑梁尾端,,用鋼管搭設設懸挑燈籠腳腳手架,鋪設張拉平平臺,側面用席圍圍護。在平臺臺上放置ZBB4-5000型油壓機1臺、YC-660型穿心式式雙作用千斤斤頂2臺及必要的的工具,負荷重力5kkN左右。經經過8kN滿負荷荷試驗,懸挑張拉平平臺強度和穩(wěn)穩(wěn)定性可滿足足施工要求。懸拼1段塊體,,即對稱梁體體中軸線,在挑梁現(xiàn)澆澆段尾部張拉拉1束或2束預應力鋼鋼絲,在尾部端面面錨固(參見圖6-119-3)。預預拉力將拼接接面壓緊,軟結合的環(huán)環(huán)氧樹脂從拼拼接面四周側側縫擠出,空中操作人人員應及時將將溢出的環(huán)氧氧樹脂刮塞進進去,封閉拼縫底底面及側面。預預應力鋼絲不不但起受力作作用,還作為拼接接手段,依靠強大的的預壓力和環(huán)環(huán)氧樹脂膠泥泥的粘接力將將懸拼塊體拼拼接牢固。按順序依次懸拼拼下一段塊體體,在尾部再張張拉1~2束預應應力鋼絲,在挑梁尾部部端面錨固,將懸拼的第第2段塊體拼接接牢固。照此此循環(huán)施工,,將預制梁段段YWL-11到YWL-44逐段懸拼完完成。預應力張拉單向向分級施加拉拉力,超張拉4.55%,次張拉拉到位,22Фs5單束張拉拉力為4799.05kNN,18Фs5單束張拉拉力為3911.95kNN。預應力張張拉實行“雙控”,以油壓表讀讀數(shù)為主要控控制,同時控制鋼鋼絲伸長值,,控制范圍為為+10%~~－5%。確認鋼絲伸長值值滿足要求后后,即可進行錐錐形錨具頂塞塞,頂塞后量測測錨塞內縮量量為3~5mmm,即認為為符合要求。待待張拉錨固完完成,塔機松鉤卸卸荷。張拉雙束對稱鋼鋼絲時,1臺油泵通過過分配閥分壓壓給2臺千斤頂,同時進行同同步對稱張拉拉,保持張拉應應力對稱平衡衡。在鋼絲束尾部掛掛牌,注明束號和和張拉錨固時時間,24hh內檢查有無無滑絲或斷絲絲,若24h后無滑滑絲或斷絲,,則張拉合格格。規(guī)范規(guī)定,在梁梁體一個斷面面上,預應力鋼絲絲斷絲和滑絲絲根數(shù),不得超過鋼鋼絲總根數(shù)的的3%,1束鋼鋼絲中斷絲和和滑絲不得超超過1根,否則應退束束和換束。對對于高空無支支架懸臂拼接接的后張預應應力挑梁,退束和換束束相當困難,,如連續(xù)拼接接幾段塊體后后,夾在中部的的塊體中預應應力鋼絲發(fā)生生斷絲或滑絲絲,鐓頭錨板前前后都被封閉閉,拼接面上的的環(huán)氧樹脂固固化粘結,幾乎不可能能退束和換束束。所以,制束時必須須嚴格控制預預應力鋼絲材材質均勻。在在104榀挑梁梁懸拼施工中中,張拉440束共計計8368根預預應力鋼絲,,僅發(fā)現(xiàn)6束鋼絲中各各斷絲l根,都是在頂塞塞時斷絲,或在錨固后后24h內斷絲絲,未發(fā)生退束束和換束的情情況。懸拼挑梁孔道壓壓漿懸拼塊體每個孔孔道前端距鐓鐓頭錨板5000mm處留留有Ф10排氣孔,用塑料小管管伸出梁體。在在挑梁尾部端端面錐形錨環(huán)環(huán)中心設有帶帶內螺紋的ФФ10進漿孔,每個進漿孔孔上安裝1個帶活動閥閥門的壓漿控控制閥,控制進漿速速度和封閉孔孔道,靈活適用,操作方便。頂塞錨固24hh后,應盡快進行行孔道壓漿。上上漿平臺和HHB6-3型壓漿泵設設置在挑梁尾尾部附近看臺臺上,分級加壓,單向一次壓壓漿飽滿?？卓椎缐簼{用微微膨脹水泥漿漿(硅酸鹽水泥摻加萬萬分之五鋁粉粉,水灰比0.44,摻入適量量減水劑)。-將壓漿泵出漿管管接在錨環(huán)中中心的控制閥閥管口上,開啟閥門,壓漿泵升壓壓,水泥漿