超長空間環(huán)梁混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)實(shí)例分析

朱珍嶸

摘要：本文結(jié)合工程實(shí)例,從空間環(huán)形斜梁的鋼筋綁扎，模板支設(shè)，混凝土澆筑過程等方面敘述了各施工工藝及質(zhì)量控制，為其他工程空間環(huán)形斜梁施工提供借鑒意義。

關(guān)鍵詞：超長空間環(huán)梁、測量放線、支撐體系、混凝土

一、基本介紹

某體育中心工程東西向最長約730米，南北向最長約480米，總建筑面積25.6萬平方米。主要建設(shè)內(nèi)容有體育場、體育館、游泳館、運(yùn)動(dòng)員接待服務(wù)中心公寓及商業(yè)運(yùn)營設(shè)施。通過白色的巨型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)將體育、商業(yè)等建筑空間進(jìn)行整合，外形酷似“春繭”。該項(xiàng)目是世界首個(gè)將體育場、體育館、游泳館溶為一體的建筑。

體育場及體育館看臺區(qū)斜梁多，同時(shí)高區(qū)看臺部分柱、水平系梁、斜梁及環(huán)形斜梁形成的空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度大，為此，需重點(diǎn)加強(qiáng)該復(fù)雜空間節(jié)點(diǎn)的施工策劃和攻關(guān)。本文重點(diǎn)對超長空間環(huán)梁混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行交流。

體育場空間環(huán)梁體育館空間環(huán)梁結(jié)構(gòu)

二、施工流程

本工程超長空間環(huán)梁主要位于體育場和體育館外圈結(jié)構(gòu)，其施工過程如下：

環(huán)梁施工工藝流程圖

環(huán)梁施工與相鄰梁板施工同步進(jìn)行。

三、施工過程及操作要點(diǎn)

1、環(huán)梁的測量放線

我們通過計(jì)算機(jī)建立與弧形結(jié)構(gòu)的實(shí)際尺寸相一致的三維模型，以確定結(jié)構(gòu)各點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)關(guān)系。測量放線時(shí)，找任意一個(gè)便于測量的基準(zhǔn)點(diǎn)，就可以通過該基準(zhǔn)點(diǎn)建立一個(gè)三維坐標(biāo)系，通過三維模型快速得到弧形結(jié)構(gòu)各點(diǎn)相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，即空間位置關(guān)系，再用全站儀進(jìn)行定位。在測量過程中，嚴(yán)格按規(guī)范要求控制誤差，以利于環(huán)梁完成位置的準(zhǔn)確和美觀。

2、環(huán)梁標(biāo)高確定及支撐體系搭設(shè)

梁模軸線及標(biāo)高的控制方法

梁板軸線和標(biāo)高控制總的而言是以測量控制線和高程控制點(diǎn)為基準(zhǔn)的。首先必須在下一層測出梁板的軸線位置投影線和控制高程，以此為依據(jù)可搭設(shè)滿堂腳手架，其具體控制如下：

梁模軸線控制：梁模板主要由側(cè)板、底板、夾木、托木、梁箍、支撐等組成。梁模安裝前，把梁的軸線位置用吊錘的方法引測到鋼管上，用紅油漆表示。

梁模標(biāo)高控制：要控制好標(biāo)高，首先必須熟悉各施工流程，施工中根據(jù)標(biāo)高控制點(diǎn)用鋼卷尺引測至梁標(biāo)高。對于平面環(huán)梁，需控制支座處標(biāo)高，跨內(nèi)保持平整即可；對于空間環(huán)梁（傾斜曲梁），則須在各跨支座間設(shè)置至少3個(gè)標(biāo)高測量控制點(diǎn)，并用可調(diào)支托進(jìn)行高度調(diào)節(jié)并校核。

支撐體系搭設(shè)

按立桿設(shè)計(jì)間距及梁底標(biāo)高在樓層空間進(jìn)行支架立桿間距空間放樣，做到既能滿足設(shè)計(jì)間距要求又能保證施工整體布局整齊、美觀。

對支撐高度≥5m的梁，當(dāng)梁高≤600mm時(shí)，梁下立桿縱距(跨度方向)l=0.8m，梁下木枋小楞間距250mm縱放；700mm≤梁高≤1200mm時(shí)，梁下立桿縱距l(xiāng)=0.40m且在梁下中部沿跨度方向加設(shè)一排支撐立桿，縱距仍為l=0.40m，梁下木枋小楞間距200mm縱放；梁高＞1200mm的梁下立桿縱距l(xiāng)=0.40m且在梁下中部沿跨度方向加設(shè)兩排支撐立桿，縱距仍為l=0.40m，梁下木枋小楞間距200mm縱放。

梁支撐立桿的橫距(跨度方向)l=1.2m，梁下木枋小楞間距300mm縱放；在梁下中部沿跨度方向加設(shè)一道支撐立桿，間距仍為l=1.2m，梁下木枋小楞間距200mm縱放；掃地桿均距離樓面200mm，第一道縱橫水平桿離地1800mm，以上水平桿的步距 h=1.50m。沿縱距不超過5000mm加設(shè)一道剪刀撐。垂直于梁方向按500mm×500mm設(shè)置φ12對拉螺桿加固。

水平桿、掃地桿和剪刀撐的布置同樓板，剪刀撐沿縱距不超過5000mm加設(shè)一道。

每根立桿底部應(yīng)設(shè)置墊板，腳手架必須設(shè)置縱、橫掃地桿。縱向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在底座上皮不大于200mm處的立桿上。

擺放掃地桿及逐根豎立立桿并與掃地桿用直角扣件扣緊，然后逐一安裝第一道大橫桿、第二道大橫桿……安裝最上一道大橫桿（模板支撐大楞），在立桿選擇上如支撐高度大于6m則用對接扣件接長。

空間環(huán)梁支撐體系示意圖

3、環(huán)梁模板安裝

梁底模板

在按設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整支柱的標(biāo)高后，根據(jù)已放好的梁軸線安裝梁底模板，同時(shí)對梁的空間位置（水平和豎直）進(jìn)行校正，并將該投影線引至模板上。當(dāng)梁跨度≥4m時(shí)，跨中梁底處應(yīng)起拱，起拱高度為梁跨度的千分之一至三。主次梁交接時(shí)，先主梁起拱，后次梁起拱。

梁側(cè)模板

根據(jù)引入至底模上的梁軸線和梁平法施工圖中梁截面尺寸彈出梁邊線，并根據(jù)墨線安裝梁側(cè)模板、壓腳板、斜撐等。梁側(cè)模板制作高度應(yīng)根據(jù)梁高及樓板模板標(biāo)高來確定。

對于曲率半徑較大的環(huán)梁，均可參普通直梁進(jìn)行模板安裝。而對于一些半徑較小的環(huán)梁，梁側(cè)模采用寬400mm的模板拼接，模板之間貼海面條，只設(shè)置豎向背楞，間距200mm，用Φ25@500鋼筋（兩根為一道）作為外楞，鋼筋外采用Φ14高強(qiáng)螺栓按水平和豎向間距500mm穿梁連接固定，側(cè)模板支設(shè)示意圖如下：

梁、板、柱、墻交接位置的模板應(yīng)仔細(xì)加工及拼裝，必要時(shí)現(xiàn)場測量精確的尺寸，由車間加工制作。同時(shí)，在支設(shè)墻柱模板時(shí)，在墻柱頂部埋設(shè)高強(qiáng)拉桿，用于墻柱及梁板交接處模板的固定。

4、環(huán)梁鋼筋施工

采用機(jī)械連接，焊接或搭接等連接方式，當(dāng)直徑大于等于18mm時(shí)應(yīng)采用Ⅱ級直螺紋連接。

鋼筋加工

鋼筋加工前應(yīng)對鋼筋表面的油漬、漆污、浮皮和鐵銹清除干凈。

對于曲率半徑較大的環(huán)梁如體育場、體育館、游泳館中的弧形梁，參照普通直梁進(jìn)行鋼筋加工。而對于一些半徑較小的環(huán)梁，需將梁縱向受力筋進(jìn)行彎曲加工，鋼筋彎曲曲線與環(huán)梁弧線彎曲曲率大致相同。示意圖如下：

鋼筋彎曲加工示意圖

直徑≥18mm的縱向受力鋼筋需對其進(jìn)行直螺紋加工，加工方法參照鋼筋工程方案。

箍筋加工與普通梁加工方法相同。

鋼筋綁扎及就位

①梁鋼筋工藝流程

②綁扎質(zhì)量要求

因涉及彎曲鋼筋的綁扎，彎曲鋼筋的加工彎曲度不一定與梁彎曲度完全一致，且梁內(nèi)所有縱筋彎曲方向一致，所以這類鋼筋的綁扎將導(dǎo)致鋼筋自身產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，不利于鋼筋的正確就位。所以除了必須滿足鋼筋工程方案中對梁鋼筋綁扎的要求外，還應(yīng)嚴(yán)格做好弧形梁外側(cè)模板的加固，以免鋼筋就位后引起梁的整體移位。箍筋平面須與梁弧線的法向（即半徑方向）平行。

③其他要求

鋼筋間距、位置、保護(hù)層厚度、錨固和搭接長度等方面的要求；與普通梁相同。

5、環(huán)梁的混凝土施工

混凝土質(zhì)量目標(biāo)

確保混凝土密實(shí)、表面平整光滑，線條順暢，幾何尺寸準(zhǔn)確，色澤一致，無明顯氣泡，模板拼縫痕跡整齊且有規(guī)律性，結(jié)構(gòu)陰陽角方正順直，使混凝土工程達(dá)到“內(nèi)堅(jiān)外美”的技術(shù)要求。

混凝土材料及運(yùn)輸要求

混凝土材料及運(yùn)輸要求按混凝土工程施工方案執(zhí)行。

混凝土澆筑

對空間環(huán)梁，澆筑前須檢查模板是否接縫密實(shí)，并及時(shí)封補(bǔ)，避免澆筑時(shí)漏漿而產(chǎn)生蜂窩。對于體育場四層頂部空間環(huán)梁（梁沿跨度方向傾斜），應(yīng)嚴(yán)格按分區(qū)分段澆筑，澆筑時(shí)，嚴(yán)格按照從低到高的順序進(jìn)行。同時(shí)，因梁傾斜，為避免低標(biāo)高處梁的混凝土外流，每個(gè)區(qū)域的梁應(yīng)分為2～3段澆筑。待低標(biāo)高處混凝土不致外流，分段界面混凝土初凝前進(jìn)行較高標(biāo)高處梁混凝土澆筑。空間環(huán)梁處于頂部，未與板相連，混凝土澆筑量相對較小，故混凝土由塔吊調(diào)運(yùn)到位進(jìn)行澆筑。

混凝土養(yǎng)護(hù)

成立混凝土養(yǎng)護(hù)小組。在混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在12小時(shí)內(nèi)開始養(yǎng)護(hù)。在夏季施工階段時(shí)對于與樓板相連的梁，采取與樓板一起覆蓋塑料薄膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，對于單獨(dú)的環(huán)梁，進(jìn)行掛麻袋澆水養(yǎng)護(hù)。其他時(shí)間采取澆水養(yǎng)護(hù)，澆水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土有足夠的潤濕狀態(tài)。

四、現(xiàn)場施工效果

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。