体育场变截面y型柱悬挑大斜梁施工工法

'体育场变截面Y型柱悬挑大斜梁施工工法体育场看台由于是呈阶梯状形式，其下部支承结构形式较多，本工法体育场看台支承结构为Y型柱上悬挑大斜梁，看台距离地面高、悬挑跨度大，根据我们在国内查新的结果显示，体育场看台采用上述结构的设计和施工，目前国内未见有报道，为首次应用，施工中所遇到的难度也是相当大的。为此，我们将此施工总结编制成本工法，为今后施工类似工程提供经验。1工法特点1.1使用本工法，解决高空、超重大斜梁摸板支撑体系问题。1.2本工法解决了Y型柱和斜梁这种斜构件混凝土浇筑对斜构件的下部产生较大的水平推力问题。2适用范围本工法适用于空间大型、超重的斜向构件的模板支撑、混凝土浇筑。3工艺原理空间超重斜向构件其轴向力和水平剪切力较大，对脚手架系统受力特别不利。为减少这种较大的轴向力和水平剪切力，用“穿高跟鞋”的原理，在保证整体结构力学性能的前提下，合理进行分段，即大斜梁下端1m左右的梁混凝土与其标高以下的混凝土楼板、楼板梁、柱子同时施工，当这部分混凝土达到一定强度并足以抵抗大斜梁混凝土施工时产生的水平推力时，再施工其上部斜梁混凝土，为确保大斜梁混凝土施工的绝对安全可靠，可将大斜梁剩余部分在进行合理分段进行混凝土施工。为确保本Y型柱和大斜梁施工的安全，在述理论计算的基础上，现场对支撑体系进行堆载试验，其试验目的，一是检测脚手架系统是否能承受施工时产生的荷载；二是检测脚手架下部的支撑体系（包括结构平台）是否能够承受上部传来的施工荷载；三是消除其初始形变作用；四是检查是架子系统否有位移。33 4工艺流程和施工方法4.1工艺流程确定模板和支撑脚手架系统方案→搭设脚手架和模板→对大斜梁支撑体系作堆载试验→混凝土浇注、养护、拆模。4.2施工方法4.2.1模板和支撑脚手架系统方案的确定施工方案重点围绕摸板和支撑脚手架设计进行。1）模板构造设计确定模板体系面层，一般可采用竹胶板，主龙骨为φ48×3.5钢管，主次龙骨用对拉螺栓固定，支撑体系由主龙骨直接将力传给钢管脚手架。2）大斜梁施工段划分大斜梁在施工过程中，混凝土自重产生轴向力和水平剪切力，其轴向力和水平剪切力一般较大，为抗衡其水平推力，可采用φ48×3.5脚手管搭设满堂红脚手架，立杆间距和横杆排距分两种情况搭设，位于Y型柱悬挑的大斜梁投影范围内区域的模板支撑采用腕扣式多功能脚手架，因为该施工段是产生倾覆力最大的位置，其支撑杆间距根据计算，框架梁及环梁部位、Y型柱分叉以下和分叉以上部位应有所不同。其水平杆与已浇的柱混凝土连接采用双钢管，双扣件固定（此部位混凝土专门安排提前浇注完成）。位于Y型柱分叉以内即未悬挑部分的大斜梁的支撑采用普通钢管脚手架支撑。3）脚手架设计计算（1）斜挑大梁自重计算并折算成水平投影荷载；（2）模板自重计算，折算成水平投影荷载；（3）施工活荷载取q4=300kg/m；（4）计算脚手架每根立杆的竖向传递荷载；（5）立杆验算，u取1.25，每根立杆的容许应力大于钢管的设计应力。4）脚手架下部支撑体系方案确定33 本工法斜向构件位于高空，一般下部另有楼层结构，施工时，其脚手架均搭设在其结构平台上，脚手架下端的荷载较大，脚手架的支撑，应考虑其下结构层的安全。一般考虑在上部脚手架对应的下部楼层搭设支撑体系，将上部荷载连续传递至基础地梁。通过计算，确定方案如下：（1）上部脚手架系统搭设，必须在结构平台混凝土强度达到设计强度的100%时方可开始进行。（2）在结构平台下层加钢管撑，该钢管撑下撑在基础梁上或加固下部基础，上顶在结构平台主梁下。5搭设脚手架和模板5.1脚手架搭设脚手架操作按下列顺序施工：放置纵向扫地杆—→自柱根部起依次向外竖立底立杆，底端与纵向扫地杆扣接固定后，装设横向扫地杆也与立杆固定，每边竖起3～4根立杆后，随即装设第一步大横杆和小横杆，校正立杆垂直和大横杆水平，使其符合要求后，拧紧扣件，形成构架的起始段—→按上述要求依次向前延伸搭设，直至第一步架交圈完成。交圈后，再全面检查一遍构架质量—→设置连柱、梁杆件—→按第一步架的作业程序和要求搭设第二步，依次类推一随搭设进度及时装设连墙件和剪刀撑—→装设作业层间横杆、铺设脚手板和装设作业层栏杆、挡脚板或围护，挂安全网。5.2模板支设按图纸放出梁、柱位置，根据立杆间距弹支撑位置线并作适当调整，使上下立杆能大体在同一垂直线上，现场放出模板拼装大样图。当柱、梁钢筋绑扎完毕隐蔽验收通过后，便进行竖向模板施工，首先在底部进行标高测量和找平，然后进行模板定位卡的设置和保护层垫块的安放，设置预留洞，安装竖管。梁板模施工时先测定标高，铺设梁底板，弹出梁线进行平面位置校正、固定。对竖向结构，在其混凝土浇注48小时后，待其自身强度能保证构件自身不棱掉角时，方可拆模。梁板等水平结构早拆模板部位的拆模时间，应通过同条件养护的混凝土试件强度实验结果结合结构尺寸和支撑间距进行验算来确定，混凝土应达到设计值的100%。33 6大斜梁支撑体系堆载试验6.1试验要求脚手架系统的安全检测是通过对脚手架立杆杆件上部和中部沉降量观测，分析杆件的弯曲度，最终确定其安全性。6.2试验依据1）东、西区节点施工图；2）钢筋混凝土工程施工及验收规范（GB50204-92）；3）体育中心看台扇形斜梁、Y型柱施工方案。6.3荷载统计1）大斜梁自重；2）模板自重；3）施工活荷载（沿梁斜长线载）；4）80%的荷载、120%的荷载。6.4堆载与卸载1）堆载前的准备在做堆载前，按照施工方案要求加固平台，搭设脚手架，按照图纸要求铺设大斜梁底模板，架体底部垫实，经自检并请现场监理验收合格，方可开始堆载。在堆载前，应抽测梁底立杆上部及中部相对高成，看杆件曲率，做好观测记录。此立杆原则位于试验段两段和中间，并逐一编号，用油漆对测设点进行标记。2）堆载堆载载物可为现场钢筋或其他物品。加荷制度采用分级加荷，荷载值由钢筋规格经计算而定，用就近塔吊沿着大斜梁斜长方向从下而上逐层堆载至施工时的80%，用精密水准仪观测同一立杆同一部位的相对高程并作记录，同时统计出加载80%后所测立杆沉降量。经对测量数据分析符合要求后，再逐步加载至施工时的100%，再一次观测各支撑杆件相对高程并统计出沉降量，分析测量数据。分析结果符合要求后，进行第三次加载，缓慢地逐步加载至施工时的120%。加载完毕，观测各点的相对高程并统计出架体的最终沉降量。在堆在过程中，载物应缓慢地落于梁底模板上，不得有任何冲击，并不得有其他支撑。在堆载过程中有专人观测架体变化，发现异常情况立即停止加载，分析原因加固处理后方可继续。33 3）卸载当堆载达到规定要求且架体沉降稳定后，开始卸载。卸载时沿着大斜梁从上至下逐层逐步卸载，卸载完毕后，再一次观测架体相对高程，并与加载前对比。6.5测点布置根据脚手架计算和不同的脚手架，确定测点。6.6测量数据分析1）根据测量记录，比较各杆件的沉降量，并分析原因。2）根据测量记录，分析脚手架各杆件上部测点和中部测点的沉降量是否有变化，从另一个角度验证对脚手架的计算，说明脚手架支撑系统的安全性。7混凝土浇注、养护、拆模Y型柱和悬挑大斜梁混凝土浇筑质量是混凝土工程的一个关键，特别是该构件长、断面大，结构设计钢筋配置密集，这些都给混凝土浇筑带来一定困难。施工中必须严密组织，精心操作，以确保混凝土的浇筑质量。混凝土固定输送泵直接将混凝土输送至混凝土浇注点，减少混凝土运输中水灰比的变化，确保混凝土的质量。混凝土浇注严格按施工顺序进行：接到混凝土浇注令后，模板充分浇水、先泵送与混凝土同级配的砂浆，混凝土分层浇注振捣，每层控制在40～50cm之间,按事先设计好的分段定点一个坡度，分层浇筑，循序推进，一次到位，保证混凝土浇注的连续性。混凝土浇筑时，控制其坍落度。由于构件均为斜向构件，因此坍落度过大不利于斜向构件的浇筑。另外在拌合物中可掺加适量的粉煤灰，以减少水泥用量，改善混凝土和易性。为了确保混凝土表面接缝整齐、紧密、无缝，在模板与模板拼缝处可采用海棉条挤压填实等方法，防止漏浆。施工缝的处理严格按规范规定进行，在后续混凝土施工前，对接缝处必须先清洗润湿，后浇注10～15mm厚与混凝土同配比砂浆，再进行施工。混凝土养护是保证混凝土质量的一个重要组成部分。为了保证混凝土强度的正常增长，防止混凝土表面出现裂缝，在混凝土浇注后即用草袋覆盖，在七天内确保草袋湿润。33 混凝土拆模时间应根据留置的混凝土同条件养护试块强度确定，侧模板则可在混凝土浇筑后两天拆除。模板拆除后应继续养护。8质量要求1）施工时除满足设计要求外，应遵守《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99、《建筑施工高处作业安全技术规范》等有关规定。2）混凝土施工除按照规范规定留置强度试块外，宜采用超声波、超声波—回弹综合法技术对重点部位、施工缝部位全面进行无损检测，以判断混凝土内部和外观质量。9效果分析采用本工法施工的空间超重斜向构件，在搭设脚手架系统方面节约了钢管，同时安全性能较高。脚手架采用普通扣件脚手架和碗扣式脚手架，工人施工熟练，易保证施工质量。混凝土施工采用分段施工，保证了混凝土浇筑质量和脚手架的受力性能，但在施工缝的处理方面增加了一定难度。采用超声波进行检测，根据检测结果，现场进行处理，以确保施工缝的施工质量。10应用实例武汉体育场看台支承由56根变截面Y型柱，悬挑大斜梁以及环梁共同组成一个整体框架结构作受力支撑体系，Y形柱垂直段高13.7m，斜叉处标高分别为20.5m和27.9m（见图10）。柱截面最大处为1000×5618mm，56根混凝土柱通过阶梯式斜梁支承全部看台和上部结构，大斜梁轴向长40m、为变截面梁，最大截面为1200×2840mm，大斜梁的标高最低点为12.70m，最高点为37.03m，倾角为33.13度，悬挑长度为8.68m，梁内配筋密集（上下各5、6排，每排10×Φ36）。体育场阶梯式看台，通过断面为300×600环梁搁置在大斜梁上，四周56跨成一整体。混凝土等级为C40、C45。33 图10Y型柱和大斜梁示意图本工程质量经过当地质检部门验收，认为该工程主体结构达到了清水混凝土的要求，混凝土大斜梁未发生位移，挠度也在允许范围之内，构件表面清晰、美观、棱角方正。质检部门一次评为优良。33'