超長空間環梁混凝土結構施工技術實例分析

朱珍嶸

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

關鍵詞：超長空間環梁、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。主要建設內容有體育場、體育館、游泳館、運動員接待服務中心公寓及商業運營設施。通過白色的巨型網架結構將體育、商業等建筑空間進行整合，外形酷似“春繭”。該項目是世界首個將體育場、體育館、游泳館溶為一體的建筑。

體育場及體育館看臺區斜梁多，同時高區看臺部分柱、水平系梁、斜梁及環形斜梁形成的空間結構復雜，施工難度大，為此，需重點加強該復雜空間節點的施工策劃和攻關。本文重點對超長空間環梁混凝土結構施工技術進行交流。

體育場空間環梁體育館空間環梁結構

二、施工流程

本工程超長空間環梁主要位于體育場和體育館外圈結構，其施工過程如下：

環梁施工工藝流程圖

環梁施工與相鄰梁板施工同步進行。

三、施工過程及操作要點

1、環梁的測量放線

我們通過計算機建立與弧形結構的實際尺寸相一致的三維模型，以確定結構各點的空間三維坐標關系。測量放線時，找任意一個便于測量的基準點，就可以通過該基準點建立一個三維坐標系，通過三維模型快速得到弧形結構各點相對于基準點的三維坐標，即空間位置關系，再用全站儀進行定位。在測量過程中，嚴格按規范要求控制誤差，以利于環梁完成位置的準確和美觀。

2、環梁標高確定及支撐體系搭設

梁模軸線及標高的控制方法

梁板軸線和標高控制總的而言是以測量控制線和高程控制點為基準的。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，以此為依據可搭設滿堂腳手架，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。

梁模標高控制：要控制好標高，首先必須熟悉各施工流程，施工中根據標高控制點用鋼卷尺引測至梁標高。對于平面環梁，需控制支座處標高，跨內保持平整即可；對于空間環梁（傾斜曲梁），則須在各跨支座間設置至少3個標高測量控制點，并用可調支托進行高度調節并校核。

支撐體系搭設

按立桿設計間距及梁底標高在樓層空間進行支架立桿間距空間放樣，做到既能滿足設計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，當梁高≤600mm時，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，梁下立桿縱距l=0.40m且在梁下中部沿跨度方向加設一排支撐立桿，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=0.40m且在梁下中部沿跨度方向加設兩排支撐立桿，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加設一道剪刀撐。垂直于梁方向按500mm×500mm設置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加設一道。

每根立桿底部應設置墊板，腳手架必須設置縱、橫掃地桿。縱向掃地桿應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。

空間環梁支撐體系示意圖

3、環梁模板安裝

梁底模板

在按設計標高調整支柱的標高后，根據已放好的梁軸線安裝梁底模板，同時對梁的空間位置（水平和豎直）進行校正，并將該投影線引至模板上。當梁跨度≥4m時，跨中梁底處應起拱，起拱高度為梁跨度的千分之一至三。主次梁交接時，先主梁起拱，后次梁起拱。

梁側模板

根據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，并根據墨線安裝梁側模板、壓腳板、斜撐等。梁側模板制作高度應根據梁高及樓板模板標高來確定。

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

梁、板、柱、墻交接位置的模板應仔細加工及拼裝，必要時現場測量精確的尺寸，由車間加工制作。同時，在支設墻柱模板時，在墻柱頂部埋設高強拉桿，用于墻柱及梁板交接處模板的固定。

4、環梁鋼筋施工

采用機械連接，焊接或搭接等連接方式，當直徑大于等于18mm時應采用Ⅱ級直螺紋連接。

鋼筋加工

鋼筋加工前應對鋼筋表面的油漬、漆污、浮皮和鐵銹清除干凈。

對于曲率半徑較大的環梁如體育場、體育館、游泳館中的弧形梁，參照普通直梁進行鋼筋加工。而對于一些半徑較小的環梁，需將梁縱向受力筋進行彎曲加工，鋼筋彎曲曲線與環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，且梁內所有縱筋彎曲方向一致，所以這類鋼筋的綁扎將導致鋼筋自身產生彎曲應力，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，還應嚴格做好弧形梁外側模板的加固，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、保護層厚度、錨固和搭接長度等方面的要求；與普通梁相同。

5、環梁的混凝土施工

混凝土質量目標

確保混凝土密實、表面平整光滑，線條順暢，幾何尺寸準確，色澤一致，無明顯氣泡，模板拼縫痕跡整齊且有規律性，結構陰陽角方正順直，使混凝土工程達到“內堅外美”的技術要求。

混凝土材料及運輸要求

混凝土材料及運輸要求按混凝土工程施工方案執行。

混凝土澆筑

對空間環梁，澆筑前須檢查模板是否接縫密實，并及時封補，避免澆筑時漏漿而產生蜂窩。對于體育場四層頂部空間環梁（梁沿跨度方向傾斜），應嚴格按分區分段澆筑，澆筑時，嚴格按照從低到高的順序進行。同時，因梁傾斜，為避免低標高處梁的混凝土外流，每個區域的梁應分為2～3段澆筑。待低標高處混凝土不致外流，分段界面混凝土初凝前進行較高標高處梁混凝土澆筑。空間環梁處于頂部，未與板相連，混凝土澆筑量相對較小，故混凝土由塔吊調運到位進行澆筑。

混凝土養護

成立混凝土養護小組。在混凝土澆筑完畢后，應在12小時內開始養護。在夏季施工階段時對于與樓板相連的梁，采取與樓板一起覆蓋塑料薄膜進行養護，對于單獨的環梁，進行掛麻袋澆水養護。其他時間采取澆水養護，澆水次數應能保持混凝土有足夠的潤濕狀態。

四、現場施工效果

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。