上海浦東足球場全鋼結構看臺和預制混凝土看臺板安裝技術

胡 怡

上海市機械施工集團有限公司 上海 200072

1 工程概況

上海浦東足球場定位于能夠滿足國際足聯A級比賽要求的專業足球場（圖1）。球場固定坐席數為33 765個，其中首層看臺總坐席數（含包廂室外看臺坐席）19 229個，二層看臺總坐席數13 388個，貴賓座席1 148個。工程地下1層，地上3層，由地下室結構、看臺結構及屋蓋結構共同組成。地下室結構標高－6.700 m，看臺頂端最高處結構標高為＋21.015 m。建筑高度為41.8 m，總建筑面積共139 304 m2，其中地上部分建筑面積64 186 m2，地下部分建筑面積75 118 m2。擬建的足球場地下室結構平面尺寸約為331.8 m×272.0 m，鋼結構屋蓋外輪廓尺寸約為211.0 m×173.4 m。

圖1 足球場效果圖

看臺主體鋼結構采用鋼框架＋屈曲約束支撐（BRB）體系，鋼結構頂部高度21 m。為支撐上部屋蓋鋼結構，看臺鋼結構頂部懸挑端通過設置46榀桁架來滿足結構承載力和變形的要求。懸挑桁架懸挑長約6.5 m，高約5 m，弦桿和腹桿均采用焊接H型鋼，最大質量為16.9 t。看臺鋼結構質量逾9 700 t，構件數量逾5 000件（圖2）。

圖2 鋼結構剖面

本工程采用預制清水混凝土看臺板，為2層看臺，可容納33 765座觀眾規模。除下層4個轉角區域及部分貴賓席下方局部看臺采用現澆混凝土外，其余部分均采用預制清水混凝土。混凝土采用 C40。預制構件截面形式有L形預制清水混凝土看臺板、U形預制清水混凝土看臺板及部分一字形預制清水混凝土板。看臺板總計3 650塊，最重為6.5 t，最長為9 m。

2 看臺鋼結構施工技術

2.1 技術路線確定

首先，在整個工程的地下室施工階段，為保證土建與鋼結構專業單位不因交叉作業相互影響而延誤工期，經雙方商定，整個足球場地下室頂板澆筑順序按照先場芯區域、后看臺區域、最后分塊施工場外區域的原則實施推進[1-2]，從而保證了鋼結構施工可以盡早地辟出一塊獨立的吊裝、堆料場地。雙方也不會因后續頂板施工發生爭搶作業面的現象。其次，整個看臺鋼結構最重構件為外檐口懸挑桁架，質量約16.9 t，如果設備停機在場芯起吊，最近吊裝半徑需要達到50 m。綜合考慮構件起重量與吊裝半徑的關系，結合大型汽車吊轉場機動靈活性不足的問題，基本可以排除汽車吊的使用。另一方面，由于施工現場場地條件受限，設備租賃性價比等原因，行走式塔吊的施工方案也暫不考慮。最終，為充分利用本項目一圈看臺大斜面坡度的特點，現場采用履帶吊下到場芯位置，以綜合節間吊裝法進行施工，配備4臺性能級別從100 t到600 t不等的履帶吊。小吊機采用主臂工況，大吊機采用主副臂工況。4臺設備兩兩一組，形成大臂高低錯開、起吊回轉互不干擾的有利工況。如圖3所示，2組設備同時在橢圓形場芯區域從西看臺（分區1）開始施工，各自負責一半區域，呈閉環式開行路徑，最終在東看臺（分區8）完成鋼框架結構合攏（圖4）。

圖3 看臺鋼結構平面分區

圖4 看臺鋼結構吊裝工況

場芯區域設500 mm厚的C40混凝土底板，底板下布置PHC400管樁，經計算，復核完全滿足設備起重要求。待看臺鋼框架完成安裝后，大吊機進行懸挑桁架安裝。后期汽車吊上地下室頂板進行足球場外圍散件及次結構的補缺。

2.2 懸挑桁架安裝

看臺懸挑桁架采用工廠整體制作，整體運輸，現場整體吊裝的施工方案。吊裝工藝采用懸拼法施工。與桁架相連的鋼柱上設置牛腿，牛腿與懸挑桁架采用栓焊剛接的連接方式，桁架在安裝過程中利用倒鏈輔助調整構件三維姿態直至與鋼柱牛腿對接，調整偏差控制在3 mm以內。在桁架腹板高強螺栓連接、上下翼緣板打底焊后方能松鉤。完成相鄰2榀懸挑桁架吊裝后，采用汽車吊在外圈進行桁架中部連系桿件的安裝，以保證懸挑桁架的整體穩定性（圖5）。

圖5 懸挑桁架吊裝示意

3 看臺板施工技術

3.1 技術路線確定

看臺板同樣采用履帶吊停機在中部場芯區域進行吊裝，按照分區逐跨完成看臺板安裝。看臺板施工順序按照分區1—8的編號進行吊裝，在每個分區看臺所屬鋼結構吊裝完成后，進行后續看臺板的施工。考慮到屋蓋支撐胎架均位于下層看臺區域，每個分區均先施工上層看臺板，待屋蓋胎架卸載完成后，再進行下層看臺板施工。看臺板總體施工流程包括：人員設備進場→測量定位放線→安裝梁上鋼筋接駁器、橡膠片→分區吊裝看臺板→防水密封膠密封→灌漿施工（圖6、圖7）。

圖6 看臺板與主結構連接示意

圖7 看臺板與鋼梁連接節點構造

3.2 看臺板安裝

本工程看臺板典型節點主要以后置錨筋作為上下層看臺板的連接構造措施，看臺板安裝前應對主體結構的看臺梁進行檢測驗收，在看臺梁上表面預先彈出立柱定位十字線，調整標高定位塊。待定位無誤后，將定位塊電焊固定。看臺板間水平縫處預先布置80 mm×80 mm×10 mm氯丁橡膠墊板作緩沖支墊，間距不大于1.2 m（圖8）。

圖8 看臺板連接構造示意

看臺板在工廠加工制作時，提前在板上留置預埋件，運輸到現場后，利用特制L形吊具與看臺板預埋件螺栓連接，配合鐵扁擔采用兩點吊的吊裝工藝。當看臺板吊至就位點上方200 mm時，停機穩定構件，連接孔緩慢下落，采用線垂或直角尺量測，檢查看臺板連接孔與后置錨筋的對準情況。

姿態調整后定位孔穿過后置錨筋，使上下層看臺板臨時固定在一起，看臺板底面保持水平，就位偏差控制在3 mm以內。看臺板吊裝就位后。上下層之間的接縫處均采用防水密封膠密封，密封材料采用聚氨酯或硅酮類耐候密封膠（圖9）。

圖9 看臺板吊具示意

3.3 灌漿施工

灌漿料施工流程包括：拌制灌漿料→現場流動度檢測→采用機械灌漿→封堵→0.5 h左右檢查灌漿情況→對灌漿不密實的情況采用手動二次灌漿→封堵記錄。

安裝連接用灌漿料采用強度為60 MPa的無收縮水泥基灌漿料。灌漿使用專用灌漿設備逐個或分批進行，采用壓力灌漿法進行接頭灌漿。砂漿在自來水攪拌開始計時30 min內灌完，并應根據施工現場溫度和實際砂漿凝固時間做相應調整，確保構件有足夠的灌漿時間。在排漿孔流出砂漿后，立即封堵排漿孔。結束灌漿檢查確認所有接頭均完成灌漿后，一個構件的接頭灌漿連接完成。灌漿料與水的比例為1∶（0.125～0.135），在攪拌桶中加水并采用手持式攪拌機攪拌3～5 min。之后靜置2～3 min，待氣泡自然排除。每次拌制的灌漿料拌和物應進行流動度的檢測，且其流動度應滿足規范要求（圖10）。

圖10 看臺板預留定位孔及灌漿孔平面示意

4 結語

上海浦東足球場鋼結構看臺主體結構采用鋼框架＋屈曲約束支撐（BRB）體系＋懸挑桁架＋預制混凝土看臺板的形式。具有構件數量多、結構復雜、施工難度大、安裝精度高等特點。根據結構特點針對性地制定了安裝解決方案，達到了節約施工成本、縮短施工工期的效果，同時獲得了良好的經濟效益。