超长空间环梁混凝土结构施工技术实例分析

朱珍嵘

摘要：本文結合工程实例,从空间环形斜梁的钢筋绑扎，模板支设，混凝土浇筑过程等方面叙述了各施工工艺及质量控制，为其他工程空间环形斜梁施工提供借鉴意义。

关键词：超长空间环梁、测量放线、支撑体系、混凝土

一、基本介绍

某体育中心工程东西向最长约730米，南北向最长约480米，总建筑面积25.6万平方米。主要建设内容有体育场、体育馆、游泳馆、运动员接待服务中心公寓及商业运营设施。通过白色的巨型网架结构将体育、商业等建筑空间进行整合，外形酷似“春茧”。该项目是世界首个将体育场、体育馆、游泳馆溶为一体的建筑。

体育场及体育馆看台区斜梁多，同时高区看台部分柱、水平系梁、斜梁及环形斜梁形成的空间结构复杂，施工难度大，为此，需重点加强该复杂空间节点的施工策划和攻关。本文重点对超长空间环梁混凝土结构施工技术进行交流。

体育场空间环梁体育馆空间环梁结构

二、施工流程

本工程超长空间环梁主要位于体育场和体育馆外圈结构，其施工过程如下：

环梁施工工艺流程图

环梁施工与相邻梁板施工同步进行。

三、施工过程及操作要点

1、环梁的测量放线

我们通过计算机建立与弧形结构的实际尺寸相一致的三维模型，以确定结构各点的空间三维坐标关系。测量放线时，找任意一个便于测量的基准点，就可以通过该基准点建立一个三维坐标系，通过三维模型快速得到弧形结构各点相对于基准点的三维坐标，即空间位置关系，再用全站仪进行定位。在测量过程中，严格按规范要求控制误差，以利于环梁完成位置的准确和美观。

2、环梁标高确定及支撑体系搭设

梁模轴线及标高的控制方法

梁板轴线和标高控制总的而言是以测量控制线和高程控制点为基准的。首先必须在下一层测出梁板的轴线位置投影线和控制高程，以此为依据可搭设满堂脚手架，其具体控制如下：

梁模轴线控制：梁模板主要由侧板、底板、夹木、托木、梁箍、支撑等组成。梁模安装前，把梁的轴线位置用吊锤的方法引测到钢管上，用红油漆表示。

梁模标高控制：要控制好标高，首先必须熟悉各施工流程，施工中根据标高控制点用钢卷尺引测至梁标高。对于平面环梁，需控制支座处标高，跨内保持平整即可；对于空间环梁（倾斜曲梁），则须在各跨支座间设置至少3个标高测量控制点，并用可调支托进行高度调节并校核。

支撑体系搭设

按立杆设计间距及梁底标高在楼层空间进行支架立杆间距空间放样，做到既能满足设计间距要求又能保证施工整体布局整齐、美观。

对支撑高度≥5m的梁，当梁高≤600mm时，梁下立杆纵距(跨度方向)l=0.8m，梁下木枋小楞间距250mm纵放；700mm≤梁高≤1200mm时，梁下立杆纵距l=0.40m且在梁下中部沿跨度方向加设一排支撑立杆，纵距仍为l=0.40m，梁下木枋小楞间距200mm纵放；梁高＞1200mm的梁下立杆纵距l=0.40m且在梁下中部沿跨度方向加设两排支撑立杆，纵距仍为l=0.40m，梁下木枋小楞间距200mm纵放。

梁支撑立杆的横距(跨度方向)l=1.2m，梁下木枋小楞间距300mm纵放；在梁下中部沿跨度方向加设一道支撑立杆，间距仍为l=1.2m，梁下木枋小楞间距200mm纵放；扫地杆均距离楼面200mm，第一道纵横水平杆离地1800mm，以上水平杆的步距 h=1.50m。沿纵距不超过5000mm加设一道剪刀撑。垂直于梁方向按500mm×500mm设置φ12对拉螺杆加固。

水平杆、扫地杆和剪刀撑的布置同楼板，剪刀撑沿纵距不超过5000mm加设一道。

每根立杆底部应设置垫板，脚手架必须设置纵、横扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在底座上皮不大于200mm处的立杆上。

摆放扫地杆及逐根竖立立杆并与扫地杆用直角扣件扣紧，然后逐一安装第一道大横杆、第二道大横杆……安装最上一道大横杆（模板支撑大楞），在立杆选择上如支撑高度大于6m则用对接扣件接长。

空间环梁支撑体系示意图

3、环梁模板安装

梁底模板

在按设计标高调整支柱的标高后，根据已放好的梁轴线安装梁底模板，同时对梁的空间位置（水平和竖直）进行校正，并将该投影线引至模板上。当梁跨度≥4m时，跨中梁底处应起拱，起拱高度为梁跨度的千分之一至三。主次梁交接时，先主梁起拱，后次梁起拱。

梁侧模板

根据引入至底模上的梁轴线和梁平法施工图中梁截面尺寸弹出梁边线，并根据墨线安装梁侧模板、压脚板、斜撑等。梁侧模板制作高度应根据梁高及楼板模板标高来确定。

对于曲率半径较大的环梁，均可参普通直梁进行模板安装。而对于一些半径较小的环梁，梁侧模采用宽400mm的模板拼接，模板之间贴海面条，只设置竖向背楞，间距200mm，用Φ25@500钢筋（两根为一道）作为外楞，钢筋外采用Φ14高强螺栓按水平和竖向间距500mm穿梁连接固定，侧模板支设示意图如下：

梁、板、柱、墙交接位置的模板应仔细加工及拼装，必要时现场测量精确的尺寸，由车间加工制作。同时，在支设墙柱模板时，在墙柱顶部埋设高强拉杆，用于墙柱及梁板交接处模板的固定。

4、环梁钢筋施工

采用机械连接，焊接或搭接等连接方式，当直径大于等于18mm时应采用Ⅱ级直螺纹连接。

钢筋加工

钢筋加工前应对钢筋表面的油渍、漆污、浮皮和铁锈清除干净。

对于曲率半径较大的环梁如体育场、体育馆、游泳馆中的弧形梁，参照普通直梁进行钢筋加工。而对于一些半径较小的环梁，需将梁纵向受力筋进行弯曲加工，钢筋弯曲曲线与环梁弧线弯曲曲率大致相同。示意图如下：

钢筋弯曲加工示意图

直径≥18mm的纵向受力钢筋需对其进行直螺纹加工，加工方法参照钢筋工程方案。

箍筋加工与普通梁加工方法相同。

钢筋绑扎及就位

①梁钢筋工艺流程

②绑扎质量要求

因涉及弯曲钢筋的绑扎，弯曲钢筋的加工弯曲度不一定与梁弯曲度完全一致，且梁内所有纵筋弯曲方向一致，所以这类钢筋的绑扎将导致钢筋自身产生弯曲应力，不利于钢筋的正确就位。所以除了必须满足钢筋工程方案中对梁钢筋绑扎的要求外，还应严格做好弧形梁外侧模板的加固，以免钢筋就位后引起梁的整体移位。箍筋平面须与梁弧线的法向（即半径方向）平行。

③其他要求

钢筋间距、位置、保护层厚度、锚固和搭接长度等方面的要求；与普通梁相同。

5、环梁的混凝土施工

混凝土质量目标

确保混凝土密实、表面平整光滑，线条顺畅，几何尺寸准确，色泽一致，无明显气泡，模板拼缝痕迹整齐且有规律性，结构阴阳角方正顺直，使混凝土工程达到“内坚外美”的技术要求。

混凝土材料及运输要求

混凝土材料及运输要求按混凝土工程施工方案执行。

混凝土浇筑

对空间环梁，浇筑前须检查模板是否接缝密实，并及时封补，避免浇筑时漏浆而产生蜂窝。对于体育场四层顶部空间环梁（梁沿跨度方向倾斜），应严格按分区分段浇筑，浇筑时，严格按照从低到高的顺序进行。同时，因梁倾斜，为避免低标高处梁的混凝土外流，每个区域的梁应分为2～3段浇筑。待低标高处混凝土不致外流，分段界面混凝土初凝前进行较高标高处梁混凝土浇筑。空间环梁处于顶部，未与板相连，混凝土浇筑量相对较小，故混凝土由塔吊调运到位进行浇筑。

混凝土养护

成立混凝土养护小组。在混凝土浇筑完毕后，应在12小时内开始养护。在夏季施工阶段时对于与楼板相连的梁，采取与楼板一起覆盖塑料薄膜进行养护，对于单独的环梁，进行挂麻袋浇水养护。其他时间采取浇水养护，浇水次数应能保持混凝土有足够的润湿状态。

四、现场施工效果

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。