北京某大型體育館工程施工新技術(shù)應(yīng)用概述

北京某大型體育館工程施工新技術(shù)應(yīng)用概述體育館屋面采用集防水、保溫、裝飾為一體的金屬板材，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用玻璃幕墻與金屬幕墻相結(jié)合方式。鋼屋架為南北曲線的雙向張弦空間網(wǎng)格體系，構(gòu)造新穎復(fù)雜，為國內(nèi)首次應(yīng)用。施工中通過采用鋼桁架橫向累計(jì)滑移就位施工技術(shù)、現(xiàn)澆清水混凝土施工技術(shù)、型鋼混凝土施工技術(shù)等，順利通過竣工驗(yàn)收，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益良好。本工程已獲得結(jié)構(gòu)“長城杯”金獎(jiǎng)和鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)，并完成3項(xiàng)國家級工法。體育館坐落于北京**公園中心區(qū)的南部，是中心區(qū)最重要的建筑之一。奧運(yùn)期間將主要進(jìn)行體操比賽(不含藝術(shù)體操)、蹦床、手球決賽和殘奧會(huì)輪椅籃球比賽。奧運(yùn)會(huì)后將成為北京市最重要的體育設(shè)施之～，可滿足舉行包括高級別賽事活動(dòng)在內(nèi)的各種大型活動(dòng)和全民健身的需要。體育館建設(shè)用地南北長約335m，東西長約207．5m，總用地面積6．87hm2。東臨中軸線廣場，南臨國家游泳中心，西臨**大廈及公建用地，北臨國際會(huì)議中心，位置重要，并與國家體育場、國家游泳中心共同構(gòu)成體育建筑組群。工程項(xiàng)目主要由體育館主體建筑以及相應(yīng)的室外環(huán)境組成，其中體育館可容納觀眾約2萬人，總建筑面積約為80890m2，地下一層，地上四層。建設(shè)單位為**投資發(fā)展有限公司，設(shè)計(jì)單位為北京**建筑設(shè)計(jì)研究院、北京**設(shè)計(jì)研究總院，監(jiān)理單位為北京**工程建設(shè)監(jiān)理公司，施工總承包單位為北京**1工程概況1．1建筑工程概況本工程在建筑空間上劃分為兩個(gè)大廳(比賽場地、看臺、休息廳構(gòu)成的空間和熱身場地空間)，主要功能用房有：觀眾用房、比賽場地、熱身場地、賽事功能用房、場館運(yùn)營管理用房、機(jī)房、車庫、人防工程等。屋面造型為古錢幣形，屋頂距自然地坪約為39m。屋面采用集防水、保溫、裝飾為一體的金屬板材，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用玻璃幕墻與金屬幕墻相結(jié)合方式，在建筑東西北三個(gè)方向設(shè)計(jì)了與屋面相呼應(yīng)的遮陽棚架，提高了建筑外立面的空間層次感?！?．000絕對標(biāo)高為41．1m，室內(nèi)外高差0．15m，基底標(biāo)高為6．370~9．120m，最大基坑深度12．62m，建筑高度42．747m，檐口高度35．878m。建筑等級一級，耐火等級為一級，抗震設(shè)防類別為乙類，抗震設(shè)防烈度8度，地下防水工程一級，屋面防水一級；屋面為復(fù)合金屬屋面、保溫隔熱屋面。1．2結(jié)構(gòu)工程概況比賽場地和觀眾廳采用筏板基礎(chǔ)，熱身場地采用柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)；主體結(jié)構(gòu)型式為框架-抗震墻與型鋼混凝土框架-鋼支撐相結(jié)合的混合結(jié)構(gòu)體系；屋蓋結(jié)構(gòu)采用雙向張弦空間網(wǎng)格體系，基本柱網(wǎng)為8500mm×8500mm、8500mm×12000mm、混凝土強(qiáng)度等級C15～C50，鋼筋分別為HPB235、HRB335、HRB400，ф18及фl8以上鋼筋采用剝肋滾壓直螺紋機(jī)械連接，個(gè)別無法采用直螺紋的部位改用冷擠壓接頭，接頭等級I級，其他采用搭接綁扎。1．3其他專業(yè)工程概況1．3．1給排水系統(tǒng)生活給水系統(tǒng)：分為高、低兩個(gè)區(qū)，二層及以下為低區(qū)，三層以上為高區(qū)。由市政給水管網(wǎng)DN200管引入后分為兩路。一路直接供低區(qū)用水，一路接至地下一層生活給水泵房，供高區(qū)用水。中水系統(tǒng)：中水系統(tǒng)與雨水處理機(jī)房相連，有回用雨水時(shí)，關(guān)閉市政中水；無回用雨水時(shí)，使用市政中水。排水系統(tǒng)：分為污水系統(tǒng)和廢水系統(tǒng)。無壓排水直接排至室外污廢水管網(wǎng)，壓力排水由潛污泵將集水坑內(nèi)的污廢水排至室外，共設(shè)有56臺潛污泵。熱水系統(tǒng)：采用市政和熱泵兩路熱源．經(jīng)生活熱水熱交換機(jī)房換熱后提供生活熱水。雨水系統(tǒng)：屋面虹吸式雨水系統(tǒng)。設(shè)有雨水處理機(jī)房一座，雨水經(jīng)處理后供中水系統(tǒng)給水之用。消防系統(tǒng)：分為消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、水噴霧系統(tǒng)、消防水炮系統(tǒng)，另設(shè)有手提式滅火器。1．3．2通風(fēng)空調(diào)與采暖系統(tǒng)一次熱源采用市政熱力管網(wǎng)提供的高溫?zé)崴?。觀眾區(qū)夏季空調(diào)再熱負(fù)荷由水源熱泵機(jī)組提供。體育館共設(shè)4臺離心式冷水機(jī)組，其中l(wèi)臺為500RT。3臺為850RT。采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)系統(tǒng)采用機(jī)械通風(fēng)方式，進(jìn)行局部和全室通風(fēng)。空調(diào)水系統(tǒng)為分區(qū)二管制。人防系統(tǒng)防護(hù)單元內(nèi)設(shè)獨(dú)立平戰(zhàn)結(jié)合的通風(fēng)系統(tǒng)，戰(zhàn)時(shí)可實(shí)行清潔式、隔絕式兩種通風(fēng)方式。1．3．3電氣專業(yè)包括：變配電系統(tǒng)，動(dòng)力照明系統(tǒng)，柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，防雷與接地系統(tǒng)，設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。1．3．4智能建筑包括：安全防范系統(tǒng)，綜合布線系統(tǒng)，衛(wèi)星接收及有線電視系統(tǒng)和照明及聲光控制系統(tǒng)。其他還有數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電子顯示屏系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、多功能會(huì)議和同聲傳譯系統(tǒng)、主計(jì)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)、票務(wù)系統(tǒng)等弱電系統(tǒng)。2施工概況2．1施工特點(diǎn)和難點(diǎn)2．1．1土方開挖、抗浮回填復(fù)雜多變根據(jù)建筑功能和結(jié)構(gòu)抗浮需要，地下室不同范圍基底高差復(fù)雜多變，標(biāo)高變化達(dá)20余次，土方開挖范圍的準(zhǔn)確定位、標(biāo)高的精確控制、大型機(jī)械設(shè)備與人工開挖的密切配合，以及地下室封閉空間鋼渣、級配砂石、素土的運(yùn)輸和回填都成為地下施工的關(guān)鍵點(diǎn)。2．1．2勁性框架結(jié)構(gòu)數(shù)量多、樣式新穎主體結(jié)構(gòu)78根勁性柱、437根勁性梁、278組鋼支撐，特別是外邊柱柱頂兩道弧形勁性梁的深化設(shè)計(jì)、精確加工、現(xiàn)場吊裝就位焊接以及土建施工單位的密切配合是混凝土主體結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵點(diǎn)。2．1．3鋼屋架施工難度大鋼屋架為南北曲線的雙向張弦空間網(wǎng)格體系，屋架鋼結(jié)構(gòu)上部為正交正放空間網(wǎng)格桁架，下部為撐桿和雙向預(yù)應(yīng)力拉索，中間的撐桿通過鋼撐桿下端的鑄鋼雙向節(jié)點(diǎn)，與上層網(wǎng)格結(jié)構(gòu)共同形成雙向張拉空間索網(wǎng)屋蓋結(jié)構(gòu)體系，且屋架主跨支座沿豎向曲線設(shè)置。該結(jié)構(gòu)體系構(gòu)造新穎復(fù)雜，為國內(nèi)首次應(yīng)用。經(jīng)過多種方案比較，決定采用沿橫向(大跨度方向)帶索累積滑移方法安裝。其結(jié)構(gòu)體系、體量及安裝方法為國際首例，極具創(chuàng)新性，要圓滿完成鋼屋架安裝就位需解決一系列技術(shù)難題。2．1．4幕墻工程新穎復(fù)雜幕墻形式以橫向玻璃肋豎向拉索體系為主．還有大量之字形的框架式玻璃幕墻、鋁合金外窗和鋁合金百葉。進(jìn)出關(guān)系面較多而且復(fù)雜。加之整個(gè)工程玻璃分格大(2m~4m)，運(yùn)輸、安裝難度大，分項(xiàng)工程要求細(xì)致，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求高，因此幕墻的深化設(shè)計(jì)和現(xiàn)場安裝是裝飾工程施工的難點(diǎn)。2．1．5清水混凝土涉及面廣、難度大按設(shè)計(jì)要求，本工程結(jié)構(gòu)頂板、柱及墻等大部分構(gòu)件都要達(dá)到一般清水混凝土效果，觀眾出入口看臺欄板、柱等可視部分為飾面清水混凝土效果。二次結(jié)構(gòu)為清水砌塊，結(jié)構(gòu)面基本不再進(jìn)行其他裝修。因此對模板、鋼筋、混凝土工程提出了更高的要求，施工工藝、質(zhì)量控制、施工協(xié)調(diào)管理需要針對清水混凝土、清水砌塊做相應(yīng)調(diào)整，對工期、成本也是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。2．1．6受季節(jié)性施工影響大本工程建設(shè)過程將跨越2個(gè)冬期、3個(gè)雨期。易受季節(jié)影響的分部分項(xiàng)工程多。全部基坑工程和大部分正負(fù)零以下工程在雨期施工，尤其是基底標(biāo)高復(fù)雜，給降水、開挖帶來更多困難。部分鋼結(jié)構(gòu)(勁性混凝土)施工處在冬施階段，焊接工藝需要做出相應(yīng)調(diào)整。2．1．7綜合調(diào)試難度大設(shè)備專業(yè)各系統(tǒng)眾多，存在大量接口，因此在施工中與土建、鋼結(jié)構(gòu)、裝飾等專業(yè)存在大量的交叉作業(yè)，協(xié)調(diào)配合難度較大；本工程建設(shè)周期短，圖紙深化設(shè)計(jì)、異型構(gòu)件委托加工周期長，隨著設(shè)計(jì)的不斷深入，施工方案、工藝與工序必將要進(jìn)行調(diào)整，因此在施工過程中會(huì)產(chǎn)生諸多設(shè)備安裝位置和安裝方案、線纜敷設(shè)路由、系統(tǒng)配置等變化，造成施工和管理上的難度增大；在調(diào)試過程中調(diào)試項(xiàng)目繁多，系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)關(guān)系復(fù)雜，集成化程度高，系統(tǒng)開通調(diào)試難度大。2．2施工部署2．2．1施工部署的原則(1)本工程的關(guān)鍵線路是基礎(chǔ)工程，混凝土結(jié)構(gòu)(含勁性混凝土)，鋼屋蓋(屋架、屋面)工程，現(xiàn)澆清水看臺板，機(jī)電、裝修工程。本工程的施工難點(diǎn)、制約點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)在屋蓋工程。因此抓緊鋼屋蓋工程施工前的各工序，為鋼屋蓋工程盡早提供工作面，保證其足夠的施工周期，確保其按計(jì)劃完成，是整個(gè)部署的重中之重。(2)主體工程包括比賽館和熱身館，室外工程除一般道路、管線外，西側(cè)還有若干地下工程。在總體安排中，應(yīng)遵循先比賽館后熱身館、先主體后室外的原則，突出重點(diǎn)和關(guān)鍵，其他工程適時(shí)插入。在保證總工期的前提下，力求資源配備的節(jié)約和均衡。(3)屋架、屋面施工方案應(yīng)采用最大限度減少對其他分項(xiàng)工程影響的方案(如屋架累積滑移，吊籃腳手架等)；盡早完成屋面防水，為后序裝修施工提供條件。在屋蓋施工期間，在保證安全的條件下，安排正負(fù)零以上二次結(jié)構(gòu)、初裝修及看臺板施工等。機(jī)電安裝應(yīng)隨初裝進(jìn)展，緊跟插入。(4)本工程開工正值雨季，基坑階段已無法避開雨季施工，要做好季節(jié)性施工安排。其他項(xiàng)目，應(yīng)力爭減少季節(jié)施工的影響?！纎．00以下的二次結(jié)構(gòu)及初裝可在冬施過后進(jìn)行，屋蓋鋼結(jié)構(gòu)也要盡快封閉，減少冬施、雨施對施工的影響。2．2．2施工總流程施工總流程見圖2。2．2．3施工總體部署根據(jù)主要分項(xiàng)工程情況，將工程施工分為以下六大階段。(1)降水、土方及基坑支護(hù)施工階段該施工階段主要包括施工降水、邊坡支護(hù)、土方開挖施工，計(jì)劃工期81d。此階段主要應(yīng)抓好各區(qū)段的降水、土釘墻支護(hù)及土方開挖施工的流水作業(yè)，努力為土建結(jié)構(gòu)施工提供工作面，為下一階段施工創(chuàng)造條件。(2)±0．00以下結(jié)構(gòu)施工階段該施工階段主要包括基礎(chǔ)底板、地下一層結(jié)構(gòu)施工、底板和外墻防水施工及土方回填，計(jì)劃工期94d。該階段混凝土工程量大，應(yīng)解決好混凝土的供應(yīng)工作以及大體積混凝土溫度裂縫的控制工作；另外應(yīng)著重解決好型鋼柱的加工、安裝及勁性柱混凝土澆筑。(3)±0．00以上結(jié)構(gòu)施工階段該階段包括±0．00以上4層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，外圍型鋼柱、型鋼梁及大面積看臺板施工。主體結(jié)構(gòu)計(jì)劃工期112d。地上結(jié)構(gòu)混凝土及看臺板絕大部分為清水混凝土，工程量大，質(zhì)量要求高，該階段確保混凝土的清水效果是重中之重。(4)鋼結(jié)構(gòu)屋面施工階段該階段包括屋頂鋼桁架的加工制作、焊接、滑移及就位，計(jì)劃2006年3月1日至8月31日完成。(5)裝飾裝修及設(shè)備安裝、調(diào)試施工階段該階段包括所有室內(nèi)裝修、外裝修、門窗、玻璃幕墻、金屬屋面以及水、電、消防、通風(fēng)、電梯等各專業(yè)施工，計(jì)劃2006年3月l1日至2007年7月18日完成。施工中投入的專業(yè)多，人員多，各工種交叉作業(yè)多，也是整個(gè)工程的決戰(zhàn)期。為確?？偣て诘膶?shí)現(xiàn)，首先在結(jié)構(gòu)施工階段就為裝修工作創(chuàng)造條件，分區(qū)段驗(yàn)收，具備條件后及時(shí)插入裝修。另外，尤其重要的是做好工程的協(xié)調(diào)指揮工作，使各項(xiàng)工作有條不紊地進(jìn)行。(6)竣工清理階段該階段主要進(jìn)行各層各部位的清理以及驗(yàn)收準(zhǔn)備工作。3施工中主要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)3．1土方開挖和鋼渣拌合物回填技術(shù)3．1．1土方開挖本工程土方開挖量約29萬m2，以體育館南北中線為分區(qū)線．將場區(qū)分為兩個(gè)土方施工區(qū)，即北區(qū)和南區(qū)，每個(gè)施工區(qū)必須保證日出土量，以滿足總工程量的要求。每個(gè)區(qū)域分別布置三臺挖土機(jī)，總的挖土方向從四周向中間，最后從兩個(gè)坡道收尾。土方開挖總體分三層開挖，挖掘機(jī)作業(yè)方式為挖甩作業(yè)。第一、二層挖深為4．3m，第三層挖至基底(12．221TI深度部位)。第一層土方施工的同時(shí)必須完成上部三層的土釘墻施工，第二層土方施工的同時(shí)必須完成中部三層的土釘墻施工，最后一層土方施工時(shí)完成剩余部分的土釘墻施工。距離護(hù)坡較近需要土方開挖時(shí)進(jìn)行配合，在設(shè)置土釘?shù)奈恢每梢灶A(yù)留工作平臺，等土釘施工完畢后再挖除預(yù)留部分的土方，見圖3。土方開挖的施工順序?yàn)橄戎苓呁玲斒┕^(qū)，再中間大面積挖土區(qū)，最后由西北角及東南角坡道收攏。人工將基底300mm厚的土體鏟挖，同時(shí)清底，機(jī)械配合將人工清運(yùn)的土體運(yùn)出現(xiàn)場。基坑開挖采用內(nèi)外結(jié)合坡道，在出入口設(shè)一馬道，坡道寬8．01TI，坡度1：7。土方收尾坡道設(shè)在基坑的東北角，坡道處采用2臺挖土機(jī)進(jìn)行接力挖除。土方開挖過程中，應(yīng)按要求進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性和變形觀測，并嚴(yán)格控制基底標(biāo)高，嚴(yán)禁超挖。3．1．2土方回填本工程回填范圍為東側(cè)、南側(cè)、西側(cè)結(jié)構(gòu)外墻與護(hù)坡間的肥槽、北側(cè)條形基礎(chǔ)與護(hù)坡間的肥槽，肥槽回填類型為距離防水保護(hù)層800mm范圍內(nèi)為2：8灰土，其余部位為素土回填．回填高度為南側(cè)回填至+5．30m處，東側(cè)、西側(cè)回填至一0．60m處，北側(cè)條形基礎(chǔ)回填至一0．15m處?；靥钔练搅考s為13060m3，肥槽上口平均寬度約為3m，下口平均寬度約為0．回填土方式采用人工回填，手推車進(jìn)行現(xiàn)場水平運(yùn)輸，蛙式打夯機(jī)夯實(shí)，隨外墻防水及其保護(hù)層的施工進(jìn)度進(jìn)行。3．1．3銅渣拌合物回填本工程基礎(chǔ)埋深標(biāo)高遠(yuǎn)低于抗浮設(shè)防水位標(biāo)高，結(jié)構(gòu)自重較小，需要進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)計(jì)采用壓重法抗浮。其中體育場館區(qū)域多為鋼渣拌合物材料壓重。本工程所需鋼渣拌合物用量約為3萬m3。回填最厚處為4．1m，最薄處為1．4m，回填面積約為1．55萬m2。鋼渣拌合物密度不小于2．5kN／m3，其配比為水泥4．5％、粉煤灰15％、級配鋼渣85％。在地下～層頂板結(jié)構(gòu)施工時(shí)考慮在B2及C1段留設(shè)3m×后澆帶所在跨度范圍內(nèi)的鋼渣拌合物待后澆帶混凝土澆筑完畢再進(jìn)行回填。根據(jù)地下室底板及反梁的施工順序．鋼渣拌合物回填按由南向北的順序進(jìn)行，從下料點(diǎn)向四周擴(kuò)散，并按后澆帶劃分施工區(qū)段。有后澆帶和設(shè)備管溝的跨間，需在后澆帶和設(shè)備管溝施工完畢，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70％以上屆再回填鋼渣拌合物?；靥钿撛韬衔锴埃诤鬂矌蓚?cè)砌300mm高的頁巖磚，表面抹20mm厚水泥砂漿，上口滿鋪15mm厚的多層板。鋼渣拌合物回填主要施工方法：清理→測量標(biāo)高并放標(biāo)高控制線→搭設(shè)作業(yè)臺(溜槽)→滿鋪300mm厚鋼渣磚→滿鋪土工布→層→滿鋪鋼絲網(wǎng)→層→分層虛鋪鋼渣拌合物→灑水→耙平→用平板振搗器振搗→虛鋪下一層鋼渣拌合物?，F(xiàn)場試驗(yàn)室取樣，隨機(jī)對容重、干密度進(jìn)行試驗(yàn)檢測。在熱身館抗浮板上搭設(shè)運(yùn)輸腳手架通道，用小推車沿腳手架水平運(yùn)輸，通過溜槽倒入需回填部位。鋼渣拌合物分層施工，每層鋼渣拌合物虛鋪厚度為300mm。振搗鋼渣拌合物，隨填隨振搗；進(jìn)行行車通道樓板的承載計(jì)算，防止造成結(jié)構(gòu)損傷：卸料孔的周邊做好支撐。在施工時(shí)，鋼渣拌合物運(yùn)輸至現(xiàn)場后除按廠家要求灑水外，不得隨意摻加其他材料。分層虛鋪鋼渣拌合物的厚度要嚴(yán)格控制，厚度不超過300mm。振搗時(shí)不得漏振，尤其是結(jié)構(gòu)的死角。鋼渣壓重施工作法見圖4。本工程采用鋼渣混合料回填，經(jīng)現(xiàn)場取樣試驗(yàn)證實(shí)(核子密實(shí)儀檢驗(yàn))完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，有效地提高了結(jié)構(gòu)的抗浮能力。通過有針對性的技術(shù)措施，保證了回填密實(shí)度要求。本次回填消納廢鋼渣10萬多t，大大節(jié)省了砂石用料，充分體現(xiàn)了綠色、環(huán)保的理念。3．2勁性框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)本工程主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架-剪力墻與型鋼混凝土框架-鋼支撐相結(jié)合的混合型結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)外圍由78根型鋼柱、437根型鋼梁、278組鋼支撐(其中八跨為雙重支撐)組成；柱間距8．5m，柱高22．940~37．133m，柱頂南北向呈流線型；在角部的柱自下而上布置柱間鋼支撐，支撐長度均超過10m，最長達(dá)15．17m；柱型鋼截面主要為十字形和王字形，截面尺寸有700mm×l200mm,900mm×2400mm、1200mm×2100mm、1400mm×l400mm等多種形式，梁型鋼截面為H形，截面尺寸為450mm×800mm~800mi3．2．1混凝土的選用清水型鋼混凝土柱型鋼截面大，鋼筋排布密集，混凝土表面質(zhì)量要求高，一次澆筑高度達(dá)13．5m，經(jīng)研究決定采用高性能自密實(shí)混凝土。自密實(shí)混凝土采用預(yù)拌混凝土，強(qiáng)度等級為C50(首層)和C40(二層以上)，入泵坍落度25～27cm，粗骨料直徑為5～25mm，初凝時(shí)間8h。采用汽車泵泵送方式澆筑，施工時(shí)結(jié)合場地條件，布置好汽車泵停放位置，根據(jù)汽車泵臂長每次同時(shí)澆筑3～4根柱，以控制下灰速度和混凝土分層厚度。3．2．2型鋼混凝土柱的澆筑(1)用料斗將潤管砂漿接住，不得進(jìn)入柱內(nèi)。(2)根據(jù)型鋼柱的特點(diǎn)，將其均分成4個(gè)區(qū)格(圖5)，分倉對稱澆筑混凝土，使混凝土下料均勻。模板側(cè)壓力大致均等。用泵管將自密實(shí)混凝土灌入型鋼柱中．應(yīng)選擇在柱的四個(gè)角部位置均勻下料，有加勁板處利用自制漏斗對準(zhǔn)灌漿孔下料。漏斗用木膠合板制作，其尺寸比灌漿孔直徑小10mm，便于對準(zhǔn)灌漿孔(圖6)。(3)分層澆筑混凝土，分層厚度400mm，利用標(biāo)尺桿確定分層厚度。在澆筑過程中派專人用橡皮錘均勻敲打柱模板，聽聲音判斷混凝土是否澆筑到位，若聽到有空洞的聲音，則應(yīng)采取強(qiáng)行振搗的方式，使混凝土流進(jìn)空洞處充滿型鋼柱。(4)對柱上口的浮漿層的處理：下料厚度略高于澆筑標(biāo)高．收面前將攪拌站提供的同配比的粗骨料均勻放入，并將柱上口的浮漿振出，下次連接前將表面多余的浮漿切割剔除，以確保連接部位外美內(nèi)實(shí)。(5)拆模后用無紡布+草簾被包裹保溫養(yǎng)護(hù)。3．2．3型銅混凝土粱的澆筑(1)用料斗將潤管砂漿接住，不使其進(jìn)入梁內(nèi)。(2)混凝土從梁的一端開始澆筑，下料時(shí)從中間下料，使自密實(shí)混凝土慢慢充滿型鋼梁內(nèi)部，再從腹板孔洞流入梁側(cè)和梁底。(3)澆筑過程中。均勻敲打梁底模和梁側(cè)模，判斷混凝土是否澆筑到位。若聽到有空洞的聲音，應(yīng)適當(dāng)振搗，使混凝土充滿型鋼梁。使用插入式振搗棒時(shí)應(yīng)快插快拔，振搗時(shí)間要比普通混凝土的時(shí)間短，不超過10s，混凝土表面呈水平不再顯著下沉、表面泛出灰漿即可；不得長時(shí)間在一處振搗，防止混凝土離析和過振。(4)澆筑完后用塑料布+草簾被包裹保溫養(yǎng)護(hù)。3.2．4效果經(jīng)現(xiàn)場檢測，柱混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實(shí)，強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。13．5m超高型鋼柱混凝土一次澆筑成型。取消了非層間施工縫，一層內(nèi)兩次澆筑改為一次澆筑，縮短工期10d，同時(shí)也減少了混凝土柱修補(bǔ)工序，以上技術(shù)措施的應(yīng)用共降低工程成本約240萬元。3．3雙向張弦鋼屋架施工技術(shù)體育館屋蓋用波浪形單向曲線屋面把比賽館和熱身館兩個(gè)區(qū)域有機(jī)聯(lián)系在一起。屋面呈南高北低的弧形曲線，最高點(diǎn)距室外自然地坪的高度為38．954m．距室內(nèi)±0．00的懸空高度為42．454m，柱網(wǎng)間距為8．5m。鋼屋蓋為縱向柱面形式，采用雙向張弦空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。屋蓋平面投影為兩個(gè)矩形，縱向長204m，橫向?qū)?14m，分別覆蓋比賽館和熱身館，其中屋蓋在比賽館區(qū)域的尺寸為114m(東西向)×144．5m(南北向)，在熱身館區(qū)域的尺寸為51m(南北向)×63m(東西向)。比賽館鋼屋架結(jié)構(gòu)形式為單曲面雙向張弦桁架鋼結(jié)構(gòu)，其上層為正交正放的平面桁架(橫向18榀，縱向14榀)，網(wǎng)格間距為8．5m，結(jié)構(gòu)高度為1．518～3．973m。其中上弦、腹桿采用無縫圓鋼管，節(jié)點(diǎn)為焊接球，下弦采用矩形管，鑄鋼節(jié)點(diǎn)連接，桁架材質(zhì)為Q345C。下層為鋼撐桿及相互正交的雙向預(yù)應(yīng)力空間張拉索網(wǎng)，橫向14榀，縱向8榀帶索；結(jié)構(gòu)橫向?yàn)橹魇芰Ψ较虿捎秒p索，縱向?yàn)閱嗡鳎撍鞑捎脭D包雙護(hù)層大節(jié)距扭絞型纜索(1670MPa的高強(qiáng)度冷拔鍍鋅鋼絲，外包雙層PE保護(hù)套)；撐桿為ф219×12的鋼管，最長9．248m桁架通過6個(gè)三向固定球鉸支座和54個(gè)單向滑動(dòng)球鉸支座支撐在周邊勁性鋼筋混凝土柱頂。鋼屋架總重量約3000t。南北向鋼桁架單榀重量約200t。根據(jù)鋼桁架空間體系特點(diǎn)，經(jīng)多次論證，決定采用“橫向累計(jì)滑移就位施工方案”。即：首先在結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)(東側(cè))搭設(shè)一個(gè)高空組裝平臺支撐架，利用體育館南北水平邊梁為邊滑道，并在場館中間東西向架設(shè)中滑道支撐架及滑移胎架；縱向桁架先在地面分段拼裝，然后在高空組裝平臺上拼成整榀；組拼兩榀后開始拼裝節(jié)間橫向桁架構(gòu)成滑移單元，并安裝同步滑移系統(tǒng)，向前滑移一個(gè)柱距；當(dāng)高空組裝平臺上拼裝好三榀縱向桁架后，安裝撐桿、縱橫向索及索端節(jié)點(diǎn)。進(jìn)行雙向張弦桁架的高空三支點(diǎn)帶索累積滑移；隨后逐跨組裝縱、橫向桁架及雙向預(yù)應(yīng)力索，逐跨推進(jìn)，直至滑移到位(滑移時(shí)縱向索直接安裝到位，并施加部分預(yù)應(yīng)力，橫向索隨桁架滑移逐步安裝)；最后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力索張拉。屋架支撐體系及滑道示意見圖7。3．3．1高空拼裝平臺設(shè)計(jì)本拼裝平臺有兩點(diǎn)別于通常作法，一是拼裝平臺放在了結(jié)構(gòu)內(nèi)部(東側(cè))，二是平臺寬度達(dá)21m，能滿足3榀縱向屋架的拼裝要求。3．3．2帶索累積滑移為最大限度減少屋架施工對其他工序的影響，桁架滑移采取了帶索滑移的方法。縱向索適度張拉可提高滑移時(shí)桁架的剛度，對滑移有利，但帶索給滑移增加了難度和工作量。首先要增加安裝撐桿和穿索的操作平臺，本工程是在拼裝平臺的前面(西側(cè))設(shè)置的。安裝撐桿和穿索需在桁架滑移出拼裝平臺后進(jìn)行。因?yàn)閾螚U和索的存在，中間滑道要降低，所以又需要采用滑移胎架。預(yù)應(yīng)力索撐桿最長為9．248m，滑移胎架的高度定為11m。這樣中間支撐變成了由26m高的滑道支撐架和11m高的滑移胎架兩部分組成(此種狀態(tài)下的支撐計(jì)算分析比較困難)。最后結(jié)合現(xiàn)場條件，用標(biāo)準(zhǔn)件將滑道支撐架拼成2m×8m，滑移胎架為2m×由于中間滑道降低11m，使滑移軌道為26．754m(北)、26．1m(中)、33．85m(南)三個(gè)不同標(biāo)高，給滑移增加了很多困難。本工程增加了輔助滑移胎架，并加強(qiáng)前部幾個(gè)滑移胎架的縱向整體剛度，使其能較好地向上傳遞水平推力，同時(shí)在組裝平臺處增加了同步助推千斤頂，有效避免了滑移中的上翹，保持了滑移的穩(wěn)定。因?yàn)榛栖壍罉?biāo)高不等(南高北低)，桁架不對稱，所以滑移保持同步比較困難。本工程采用了計(jì)算機(jī)控制液壓滑移設(shè)備，液壓牽引作業(yè)由計(jì)算機(jī)通過行程傳感器進(jìn)行閉環(huán)控制，通過數(shù)據(jù)反饋和控制指令傳遞，可全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)各個(gè)爬行器同步動(dòng)作、負(fù)載均衡、姿態(tài)矯正、推力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報(bào)警等多種功能。在滑移過程中出現(xiàn)滑道不同步時(shí)，通過單獨(dú)加壓頂推滯后滑道的控制油泵方法，確保滑移至預(yù)定距離時(shí)，最大不同步距離控制在5mm以內(nèi)；另外為防止桁架結(jié)構(gòu)側(cè)向位移，將滑靴與南、北軌道間的擋塊間隙控制在10mm以內(nèi)。3．3．3預(yù)應(yīng)力張拉在施工過程中，通過采取工廠預(yù)張拉消除了索的非彈性變形；在張拉前調(diào)整索體錨杯露出螺母的長度，使露出的長度相同，保證索初始張拉位置相同；細(xì)分每級張拉過程，控制張拉時(shí)給油速度、持荷時(shí)間等一系列措施，對預(yù)應(yīng)力鋼索的張拉力和伸長值進(jìn)行控制，保證了結(jié)構(gòu)形態(tài)、就位精度和應(yīng)力應(yīng)變值。若同一索體兩側(cè)的伸長值不同，則在下一級張拉的時(shí)候，伸長值小的一側(cè)首先張拉出這個(gè)差值，然后另一端再給油。如此通過每一個(gè)小級停頓調(diào)整的方法來達(dá)到整體同步的效果。張拉力測控與結(jié)構(gòu)變形測量是保證結(jié)構(gòu)性能的關(guān)鍵。3．3．4支座就位和卸載技術(shù)支座就位采用多點(diǎn)同時(shí)頂升、在支座位置割除滑移軌道、填塞支座的方法。在整體鋼屋架滑移到位后，固定部分支座，開始對雙向索分級進(jìn)行加載，當(dāng)雙向索都達(dá)到設(shè)計(jì)內(nèi)力時(shí)，整個(gè)鋼屋架已經(jīng)完全脫離了中滑道支撐架和東側(cè)的拼裝平臺支撐架，預(yù)應(yīng)力的施加給支撐系統(tǒng)自動(dòng)卸載。這是本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工工藝緊密結(jié)合的點(diǎn)睛之筆。3．4超長水平玻璃肋及拉桿設(shè)計(jì)及施工技術(shù)本工程幕墻總面積25400m2，幕墻工程主要包括水平玻璃肋支撐的中空玻璃幕墻、鋼結(jié)構(gòu)支撐的單層彩釉玻璃幕墻、明框幕墻及采光頂、點(diǎn)式玻璃幕墻等，主要幕墻形式為兀型鋼+水平玻璃肋+吊桿體系，結(jié)構(gòu)水平跨距為8．5m，豎向跨距從27．7～40．5m不等，屬于大跨度幕墻系統(tǒng)。在每8．5m柱位設(shè)計(jì)有Ⅱ型鋼組裝而成的豎向裝飾帶，而8．5m跨中則完全由豎向吊重索及水平抗風(fēng)玻璃肋(最長12m)組成的玻璃幕墻系統(tǒng)。玻璃肋間距2m，面玻璃分格4m×3．4．1水平玻璃肋本工程水平玻璃肋的跨度為8．5m，內(nèi)肋寬度450mm，外肋寬度400mm，內(nèi)外肋通過定制的鋁合金型材組合成受力體系。玻璃肋采用12T+3．04PVB+12T鋼化夾膠玻璃。安裝在室內(nèi)的鋼化夾膠玻璃肋用于抵抗水平風(fēng)荷載，安裝在室外的半透明鋼化夾膠玻璃肋用于抵抗風(fēng)荷載和雪荷載。內(nèi)肋起主受力作用，外肋起輔助受力兼遮陽作用。水平玻璃肋的安裝是本工程的一個(gè)難點(diǎn)，必須綜合考慮施工誤差、吊桿伸長和頂部橫梁撓度的因素計(jì)算出每一根橫梁的理論預(yù)起拱高度，再按此理論數(shù)據(jù)經(jīng)過試裝，觀測玻璃肋的最終狀態(tài)，然后調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)，作為大面積施工起拱高度控制的理論依據(jù)，最終達(dá)到玻璃肋安裝完成后的水平度在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，保證玻璃肋在承受設(shè)計(jì)最大荷載時(shí)不會(huì)側(cè)向失穩(wěn)傾覆。3．4．2豎向高強(qiáng)不銹鋼吊桿用于跨中吊重的高強(qiáng)不銹鋼拉桿，材質(zhì)，高強(qiáng)不銹鋼S630，直徑ф16、ф18、ф22，采用分段變徑處理，連接套簡直徑ф30。豎向高強(qiáng)不銹鋼吊桿設(shè)計(jì)在每8．5m跨中，用以承擔(dān)幕墻體系的自重，由于這種材料的抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到1000MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通鋼材的抗拉強(qiáng)度，所以用它來做純吊重結(jié)構(gòu)可以充分發(fā)揮材料的性能，使幕墻系統(tǒng)變得更加輕巧，同時(shí)節(jié)約資源，降低成本。但是施工時(shí)必須控制好吊桿的垂直度，以保證吊桿始終處于理論受拉狀態(tài)，并且控制好每一根吊桿與連接套筒的連接螺紋咬合長度，以達(dá)到等強(qiáng)連接。用于室內(nèi)外水平玻璃肋平面外穩(wěn)定的拉桿，材質(zhì)，高強(qiáng)不銹鋼S630，直徑ф12。水平玻璃肋拉桿節(jié)點(diǎn)見圖8。3．4．3施工工藝(1)選擇吊裝機(jī)械：根據(jù)設(shè)計(jì)，每片玻璃最重為637，按重量選用2t起重量的卷揚(yáng)機(jī)。(2)機(jī)械安裝設(shè)置：起重機(jī)固定在頂層平臺，并安裝相應(yīng)的混凝土塊配重。通過滑輪將鋼絲繩吊鉤的垂直吊點(diǎn)移至跨中幕墻的頂端，在該處設(shè)置滑輪固定點(diǎn)。(3)安裝人員：根據(jù)工期要求計(jì)劃采用4組人員進(jìn)行安裝，每組人員為13人，共52人。(4)玻璃肋吊點(diǎn)的設(shè)置：由于玻璃較長，在吊裝時(shí)為防止產(chǎn)生較大撓度發(fā)生斷裂，須預(yù)先設(shè)置吊裝鋼托架，在鋼托架兩端1／4處設(shè)置吊點(diǎn)。(5)腳手架形式：安裝幕墻時(shí)由于要吊玻璃，外側(cè)不能搭設(shè)腳手架，根據(jù)情況在室內(nèi)搭設(shè)腳手架進(jìn)行安裝，在離內(nèi)橫肋玻璃450mm的跨間部位搭設(shè)雙排鋼管腳手架；幕墻外部玻璃安裝、打膠和鋼結(jié)構(gòu)表面的噴涂采用吊籃安裝：斜面幕墻采用外部多排腳手架及內(nèi)部帶導(dǎo)軌的吊籃施工。(6)吊裝：將玻璃吊裝鋼托架平放在起吊正確位置，然后將玻璃抬至托架上，用布綁著托緊，然后擰緊兩吊點(diǎn)固定鋼絲繩的鎖扣。再將兩鋼絲繩成45°角斜拉，掛至吊繩下部手動(dòng)葫蘆的吊鉤上，將保險(xiǎn)扣扣緊。首先將卷揚(yáng)機(jī)起重到離地面30cm(7)玻璃肋安裝、固定：安裝順序?yàn)閺南轮辽?，從?nèi)到外。玻璃肋水平吊裝到安裝部位時(shí)，改用吊鉤上部的手動(dòng)葫蘆來調(diào)節(jié)安裝高度至基本達(dá)到要求；從玻璃肋的兩端部同時(shí)將玻璃肋拉到安裝部位，對準(zhǔn)螺栓孔，墊上軟膠墊，穿上螺栓，初部擰緊；待兩端初步安裝完成，進(jìn)行水平和垂直位置校正，確認(rèn)安裝位置正確符合要求，再將兩端螺栓擰緊，完成安裝和固定；然后拆除鋼制托架，用卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩鉤向下吊放至地面。(8)安裝肋中間部位的拉桿：拆除吊裝托架后，玻璃肋可能產(chǎn)生較大的撓度，因此在安裝豎向拉桿之前，先用1根2m長、尺寸為50mm×lO0mm的方木支撐橫肋中間部位，支撐到超過水平標(biāo)高10mm3．5現(xiàn)澆清水混凝土看臺板、看臺欄板施工技術(shù)本工程看臺板、看臺欄板及看臺出入口欄板采用免裝飾現(xiàn)澆清水混凝土，總平面面積約11000m2?？磁_板斷面尺寸多，看臺次梁間距小，凈空大部分僅有650mm，操作面狹小，看臺板模板的支設(shè)難度大?？磁_正面模板需采用吊模施工，看臺板陽角為10ITlm寬圓弧倒角，同時(shí)還要求原漿壓面達(dá)到清水混凝土效果，其模板設(shè)計(jì)是看臺施工的重點(diǎn)。每個(gè)看臺側(cè)板上，有間距485mm、直徑為150mm的成品設(shè)備送風(fēng)口洞，其標(biāo)高、平面位置、立面位置的定位將影響到座椅的安裝，是看臺施工的一個(gè)難點(diǎn)?？磁_欄板上部有35mm寬、80mm深固定鋼化玻璃的凹槽，出入口欄板板面較大且上口為斜面，成型效果是看臺施工的另一難點(diǎn).。3．5．1模板工程(1)模板支撐體系看臺板每步寬850mm，相鄰板高差從370～780mm共19種。為提高施工速度，節(jié)約周轉(zhuǎn)材料，選用900mm×l200mm碗扣架支撐體系，每步錯(cuò)開布置，保證850mm(2)梁、板底模，梁內(nèi)側(cè)模板梁、板模板面板選用15mm厚木膠合板和50mm×lO0mm、100mm×lO(3)看臺板模板設(shè)計(jì)吊模面板選型采用15mm，背楞選用50mm×O0mm方木，間距小于150mm平放；豎龍骨選用50mm×lO0mm方木，間距圓弧部分梁側(cè)模板背楞采用現(xiàn)場彎折鋼管的方式以保證圓弧模板圓順。模板施工時(shí)對每階不同半徑的看臺板進(jìn)行放樣，然后在現(xiàn)場搭設(shè)專門的模板施工平臺(用鋼管和木膠合板搭設(shè))上進(jìn)行1：1的組拼，預(yù)拼合格后方可用塔吊吊至工作面進(jìn)行拼裝。通過現(xiàn)場試驗(yàn)，將穿墻螺栓向外伸長至下一階看臺梁豎龍骨外與下階梁模板拉成整體，見圖9?？紤]到螺栓太長影響下層模板施工且不容易拆卸，在螺栓中間兩階看臺梁間加設(shè)三接頭螺栓，并將模板豎龍骨改為平放，并在龍骨上打ф20圓孔，方便螺栓穿過。由于看臺梁板要求清水混凝土效果，模板蟬縫要求順直、對稱。結(jié)合木膠合板的尺寸和施工的方便，直線段蟬縫要求上下看臺板在一條線上，大面積按照間距2440mm排布，靠近弧形處兩側(cè)等分?；⌒味畏稚舷聝蓪樱繉涌磁_板的蟬縫在一條直線上。(4)通風(fēng)管定位、固定通風(fēng)管為ф150mm、壁厚3．5mmPVC管，間距485mm．分布在看臺座椅正后方。固定方法為：梁內(nèi)側(cè)模板通風(fēng)管位置均勻釘8個(gè)l0號鋼釘，接近外側(cè)吊模的通風(fēng)管用木膠合板裁成圓形封口板封閉，并在木膠合板與看臺梁內(nèi)側(cè)模板間固定50mm×50mm(5)看臺欄板欄板主要分布在45個(gè)疏散出入口周圈和看臺板+2．800m、+9．680m、+15．100m標(biāo)高周圈以及主席臺周圍，其弧形倒角仍采用看臺板陽角的弧形倒角，對于35mm×80(6)看臺出入口模板模板蟬縫間距豎向?yàn)橐粔K木膠合板寬度(1220mm)，水平為一塊木膠合板長度(2440mm)。豎向蟬縫背面釘在模板豎向背楞上，水平蟬縫位置加設(shè)50mm×O穿墻螺栓選用ф14三節(jié)鞭穿墻螺栓保證欄板截面尺寸。根據(jù)模板蟬縫間距確定穿墻螺栓水平間距為610mm，豎向間距為900mm。遇到看臺斜梁或看臺梁板處無法設(shè)置穿墻螺栓的部位，將三接頭用螺栓拉緊在模板內(nèi)做假孔。3．5．2混凝土工程本工程看臺梁、板混凝土強(qiáng)度等級為C30，看臺板、欄板成型效果要達(dá)到清水混凝土要求。為保證看臺板不出現(xiàn)色差，在整個(gè)施工過程中應(yīng)保證混凝土配合比及原材料產(chǎn)地、型號統(tǒng)一，各種原材料性能穩(wěn)定。(1)配合比的調(diào)整和選定看臺板混凝土坍落度要求為14～16cm，混凝土砂率控制在40％～45％，水灰比為0．50～0．55。經(jīng)過多次試配以及對混凝土拌合物的坍落度、抗壓強(qiáng)度等各種性