北京市高级工程师答辩,课程设计

北京市高级专业技术资格评审申报论文 第-14-页

申报论文

（高 级）
题目： 体育场看台结构施工技术
摘 要
**奥林匹克体育中心主体育场位于**市高新技术开发区昌东高校园区瑶湖西侧，工程由东、西、南、北四个看台和西北侧架空平台组成，一个看台一个圆心，各自由两段圆弧组成，四个看台共同组成为一个椭圆形建筑。看台南北轴长约305m，东西宽约285m。架空平台位于北看台北侧偏西，是一个大型车库，设计车位415辆，屋顶平台有绿化、车道、广场。屋盖为钢结构向体育场内挑入40余米。

**奥林匹克体育中心主体育场东、西看台分上、下两层，看台宽度为800mm，高度280～400mm。看台平面均为圆弧形，东西看台轴线圆弧半径为R128700、R131700、R139700、R145700、R159700、R167700、R173700、R179700；南北看台轴线圆弧半径为R66693、R69693、R77693、R83693、R104953。看台总面积约为26748m2，圆弧总长约为33435m。本工程看台部分施工面积较大，圆弧总长较长，且每一步看台踏步均由两个不同圆心及半径的圆弧组成，如何准确对踏步进行放线定位，并保证踏步圆弧的曲率是本工程关键。我们通过CAD辅助技术，对圆弧进行精确的测量，并精确的进行1:1的放大样，使工程施工达到了设计的要求保证了施工质量。对以后类似工程起到了一定的借鉴作用。关键词：体育场工程，看台，圆弧，倾斜度
目 录
摘 要 II

目 录 III

绪 论 1

一、工程概况及施工难点 2

1、工程概况 2

2、施工难点 2

二、主要施工方法和措施 2

1、模板分项工程施工 3

2、钢筋分项工程施工 8

3、混凝土分项工程施工 10

三、施工效果 12

结 论 13

参考文献 14绪 论

**奥林匹克体育中心是**政府为承办2011年第九届全国城市运动会而投资16.7亿元巨资兴建的具有世界级水准的大型现代化体育场馆，它已成为**引以自豪的新城市标志。

本工程作为第九届全国城市运会的主场馆，施工工期十分紧张，而且在结构施工时要为后序的钢结构、装饰装修施工以及场馆运行测试等工作预留出较充裕的时间，必须尽可能缩短结构施工时间，由于本工程看台有弧形、拱形梁，复杂多变的结构形式，为了保证完成后混凝土浇筑成型后曲面光滑顺畅，分别制定了模板、钢筋和混凝土等分项施工措施，确保了混凝土看台施工质量，达到了设计要求，并取得了较好观感效果，工程也顺利获得了**省结构杜鹃花杯。本文针对在看台结构施工中采取的施工方法和措施进行了总结，希望能对类似工程施工提供一定的借鉴作用。
一、工程概况及施工难点

1、工程概况

**奥林匹克体育中心主体育场位于**市高新技术开发区昌东高校园区瑶湖西侧，工程由东、西、南、北四个看台和西北侧架空平台组成，一个看台一个圆心，各自由两段圆弧组成，四个看台共同组成为一个椭圆形建筑。看台南北轴长约305m，东西宽约285m。架空平台位于北看台北侧偏西，是一个大型车库，设计车位415辆，屋顶平台有绿化、车道、广场。屋盖为钢结构向体育场内挑入40余米。

**奥林匹克体育中心主体育场包括东、西、南、北四个看台，其中东、西看台分上、下两层，看台宽度为800mm，高度280～400mm。看台平面均为圆弧形，东西看台轴线圆弧半径为R128700、R131700、R139700、R145700、R159700、R167700、R173700、R179700；南北看台轴线圆弧半径为R66693、R69693、R77693、R83693、R104953。看台总面积约为26748m2，圆弧总长约为33435m。

2、施工难点

本工程看台部分施工面积较大，圆弧总长较长，且每一步看台踏步均由两个不同圆心及半径的圆弧组成，如何准确对踏步进行放线定位，并保证踏步圆弧的曲率是本工程关键。同时由于梁截面较大，钢筋较密，斜梁倾斜度较大，如何保证混凝土浇筑的密实性是施工过程中的难点和重点。

二、主要施工方法和措施
根据本工程的特点，看台梁截面较大、钢筋较密，为保证混凝土的密实度，梁与板分两次进行混凝土浇筑。圆弧梁混凝土浇至梁中部标高，斜梁混凝土浇至梁顶。

1、模板分项工程施工

1）模板施工概况

本工程看台混凝土构件形式多样，有弧形、拱形梁等多种复杂的结构形式，且每一条圆弧均为两个不同半径的圆相交而成，给圆弧的准确定位及模板的加工和支立带来了较大的施工难度。在满足结构构件外形尺寸要求的基础上，还要确保模板具有足够的强度、刚度、稳定性，避免在混凝土浇筑过程中发生模板变形、胀模、漏浆等影响结构安全的质量问题，是本工程模板施工的控制重点。

梁主要为弧形梁、矩形梁，截面尺寸为250×500mm、250×600mm、250×1400、350×800mm、350×900mm、350×1000mm、350×1060mm、350×1560mm等；看台板板厚为80mm。

2） 模架体系的选择及解决方案的确定

① 模架体系设计：

方案一：采用定型钢模板。优点：刚度较好，能周转使用，能缩短工期。缺点：弧形看台制作费用高，加工周期长，总费用加大。

方案二：采用碗扣架支撑体系，普通吊模。优点：利用现场周转材料，采取一定措施，利用钢管、顶托、方木、对拉螺栓等材料。缺点：加工、安装周期长，误差偏大。

经我项目部召开专题会讨论，根据现场实际情况，选择了第二方案，并采取措施控制施工误差。

② 弧形梁模板解决方案

弧形梁模板采用以直代曲的原则进行组装，充分利用模板的韧性，拟合弧形梁的曲面，在保证拟合后的曲面符合设计曲率要求，且曲面弧线圆滑顺畅后，选择合理适当的模板宽度，进行曲面的折线拼装。模板的加工应先从外侧曲率平缓的弧形梁开始，通过试拼拟合后选定加工宽度，这样，也可经过二次加工裁减，可周转使用在内侧曲率较大的弧形梁，提高模板的周转率，降低工程成本。

3）施工流程

测量放线→看台板、梁底模及内侧模安装→梁钢筋绑扎和验收→梁侧模板安装→看台梁混凝土浇注→看台板钢筋帮扎→看台踏步梁侧模安装→看台板混凝土浇筑

4）模板设计选型

① 模板的设计选型

模板设计时考虑采用材质好，表面平整度较高、成本适中的九夹板及多层板，以达到尽量降低成本并取得较好的混凝土外观的目的。模板支撑以存量大、安全适用、支拆方便的扣件式钢管脚手架、方木为主。

② 模板设计构造

（a）直梁模板

底模与侧模采用15mm厚九夹板、钢管支撑体系，九夹板涂刷环氧保护剂。立杆排距为1000mm（梁高大于1000mm，间距为600mm），次龙骨选用50mm×100mm@200mm方木，架子管做主龙骨。对于梁高≥800mm的梁模板，沿梁高每隔500增加M12穿墙螺栓，螺栓外套PVC塑料管。

（b）弧形梁模板

弧形梁的底模与内侧模均采用15mm厚九夹板；看台踏步梁吊模采用18mm厚多层板。木模要求内侧光滑，不得有翘曲、变形、缺棱掉角等质量缺陷。

5） 模板加工

模板加工关键部位是圆弧梁底模的加工。梁侧模的内楞按图纸尺寸预先加工成定型胎具；底模加工时按图纸尺寸，充分利用电脑CAD软件，对圆弧进行精确测量，然后根据圆弧弦高按长度单位进行圆弧点定位。最后将圆弧定位点用平滑曲线连接。为保证施工质量，加工模板前先用三合板进行1：1放样，经检查圆弧曲率符合设计及施工规范要求时，再进行现场九夹板加工。具体做法见图2-1：
梁底模放线做法示意图 图2-1

考虑到所有圆弧梁底模如按上述方法加工，对施工进度及成本影响较大，经计算决定部分圆弧梁底模采用以直代曲的方法。本工程最小半径圆弧为R66693，九夹板尺寸为1800*900，以长度1800为例，计算弦长1800时对应圆弧拱高如下：

以两条半径及九夹板长度组成的等腰三角形为计算简图具体计算参数为：

a=66693 b=66693 c=1800

H=[666932—（1800/2）2]1/2=66683

h=66693-66683=10mm
梁底模放线做法计算简图 图2-2

当R=69693时

a=69693 b=69693 c=1800

H=[696932—（1800/2）2]1/2=66687

h=66693-66687=6mm

当R=77693时

a=776693 b=77693 c=1800

H=[776932—（1800/2）2]1/2=77690

h=77693—77690=3mm

经计算，当圆弧半径为77693时，1800长九夹板直线与圆弧拱高为3mm，符合模板截面尺寸允许误差。故圆弧梁半径大于等于77693时采用以直代曲的方法加工安装梁底模，半径小于77693时圆弧梁底模按《梁底模放线做法示意图》加工。

6） 模板的安装

（1）看台斜梁模板体系

看台斜梁模板体系采用15mm厚覆膜九夹板，梁底采用钢管做主龙骨；当梁高≥800mm时，梁侧模竖向龙骨采用50mm×100mm方木加固、横向龙骨采用钢管，两侧加M12对拉螺栓，螺栓外套PVC塑料管，对拉螺栓水平间距1000㎜，沿梁高每500㎜增设一道。立杆横向布置为650mm+梁宽,纵向布置间距为900mm；

当梁高≤800mm时，立杆横向布置为800mm+梁宽,纵向布置间距为1000mm；。所有梁底部立杆都应使用扣件式钢管搭设双向剪刀撑将所有立杆连接成为一个整体。

所有梁下支撑横杆步距1200mm。详见图2-3。
斜梁模板下部支设图 图2-3

（2）环向弧形梁模板

现场拼装弧形梁模板时利用模板的韧性根据加工后的底模位置控制弧形梁曲率；根据设计弧度加工侧模支撑架；对于梁截面净高≥800mm的梁模板，两侧增加M12对拉螺栓，螺栓外套PVC塑料管，对拉螺栓间距1000㎜。

（3）看台踏步梁模板

看台踏步梁内侧模、板底模采用15mm厚九夹板，50×100mm方木@300mm龙骨，支撑体系采用钢管架支撑，立杆间距1.2×0.9m，水平杆间距1.5m。看台踏步梁外侧吊模采用18mm后镜面多层板。多层板的宽度与每个踏步高度对应，并根据高度编号。吊模安装时，为保证看台竖向截面尺寸，每个1米加撑模筋及M12对拉螺栓，螺栓外套PVC塑料管。详见图2-4。

因看台踏步梁模板支设较为复杂，为确保现浇看台板的成型效果，在大面积开展施工前，先做看台板模板支设样板，实行样板引路制。
看台踏步梁模板安装图 图2-4

2、钢筋分项工程施工

1) 一般要求

① 钢筋安装前先熟悉施工图纸及规范，核对钢筋配料表及料牌。

② 在施工前将对作业班组进行详细的技术交底，把施工图纸消化透，明确绑扎顺序，并加强现场质量控制，严格规范化管理。

③ 钢筋锚固长度东西看台41d，南北看台37d；钢筋的保护层梁30mm；看台板15mm。钢筋接头位置、锚固长度及锚固长度的起算位置严格按照设计规范和设计图纸要求。

④ 绑扎形式复杂的结构部位时，应先研究逐根钢筋的穿插就位顺序，减少绑扎困难，避免返工，加快进度。钢筋过密时，先进行放样，提前采取措施。

⑤ 箍筋弯钩135°，平直长度10d。悬挑梁箍筋间距100mm；看台梁箍筋加密区为2倍梁高。

2) 梁、板钢筋绑扎

① 梁底模板支好后，先绑扎主梁钢筋，再绑次梁钢筋，垫好垫块，验收合格后，安装梁侧模，在模板上按图纸间距要求弹出看台板钢筋纵横向位置线，绑扎下铁。

② 在绑扎看台板上层钢筋的同时架设200mm长￠20@800mm的钢筋做马凳。

③ 钢筋绑扎成型后搭设人行走道，防止直接在钢筋上面行走造成板筋塌陷，并派专人负责随混凝土浇筑随检修。

④ 楼板上设备留洞处的钢筋不允许切断，因为设备管道安装好后设备留洞需用混凝土进行封堵。

⑤ 严禁将板的钢筋踩下去，必须严格控制钢筋的位置。

3) 钢筋的连接方式

梁钢筋连接方式：梁、板钢筋直径≥18mm全部采用滚轧直螺纹套筒连接，其它采用搭接方式。

4) 直螺纹连接施工

① 机械连接采用钢筋滚轧直螺纹连接技术，丝头加工机械选用适用于为18～50mmII、III级钢筋连接的设备；螺纹加工提前预制，现场装配施工；保证连接质量安全稳定可靠。直螺纹连接示意图如下：

钢筋直螺纹连接图 图2-5

② 钢筋在加工直螺纹丝扣前，要对钢筋的规格、下料长度、外观进行检验，如果发现两端有弯曲或端头不规整等现象时，须处理后方能使用。

③ 加工好的钢筋直螺纹头，由操作人员逐个用牙形规和卡规检查。合格品戴好保护帽；对检验不合格的端头，应切断重新加工。

④ 现场安装时前检查螺纹完好无损方可使用。

⑤ 各规格接头须提供有效的型式检验报告，套筒须有检验报告、出厂合格证及抽检报告，钢筋套丝加工及接头连接须符合《钢筋直螺纹接头技术规程》。

⑥ 机械连接接头错开间距不小于35d，梁上铁接头在梁跨中1/3范围内；下铁接头在支座1/3范围内。

3、混凝土分项工程施工

1) 原材料要求

看台采用C30商品混凝土。混凝土供应厂家必须按照优化的配合比，选用同一厂家、同一品种标号的水泥；同一品种、规格的外加剂、掺合料；选用同一产源、同一品种、同一规格的粗细骨料，以确保执行同一配合比；并且要注意原材料的色泽，使混凝土的色差能保持在可调节范围内。水泥：要求选用性能稳定，水化热偏低的水泥；砂:中砂，砂子的细度模数控制在2.3以上；石子：粒径必须控制在5～20mm之间；坍落度控制在140-150mm；粉煤灰:选用细度小，颜色浅，含碳量低，质量稳定的优质Ⅰ级粉煤灰；外加剂：选用的外加剂必须减水效果明显，能够满足混凝土的各项工作性能。

2) 浇筑流程

先浇筑水平梁，后浇筑斜梁。浇筑斜梁时，要分段分层浇筑；每4个台阶划分为一个段，从下往上依次浇筑，逐次从W22轴到W15（以西看台为例），浇筑完后，再按照顺序重复浇筑2段。为保证混凝土施工质量，看台梁、板分开浇筑。首先浇筑看台梁，斜梁浇筑到梁顶，圆弧梁浇筑到梁高的1/2。

3) 混凝土浇筑要求

混凝土浇筑前模板要浇水湿润。梁柱节点需用同配比砂浆做结浆处理。浇筑时必须连续浇筑，一气呵成，如必须间歇，间歇时间尽量缩短，并在下层混凝土初凝前将上层混凝土浇筑完毕，严禁出现冷缝。浇筑混凝土时为防止混凝土分层离析，混凝土由料斗、泵管内卸出时，倾浇高度不得超过2m，超高时采用串筒或斜槽下落，混凝土浇筑时不得直接冲击模板。

看台板混凝土浇筑时，需将梁上浮浆、多余的石子、灰尘等杂物清理剔凿干净，浇水湿润。并用与混凝土同配比的减石子砂浆做结浆处理后方可浇筑板混凝土。板的混凝土虚铺厚度要略大于板厚，振捣完毕后用刮杠刮平，用木抹子抹平，并拉线检查板面标高，严格控制平整度。

梁底部位要用Φ30、Φ50插入式振捣棒振捣密实，振捣时不得触动预埋件。梁柱节点、主次梁节点及斜梁与悬挑梁交接等部位钢筋较密，振捣梁下部混凝土时，可适当移动梁钢筋位置，并加密振捣点，保证混凝土密实度。振捣完毕后由钢筋工及时将梁筋调整到正确位置。看台混凝土浇筑时，实行定人定部位挂牌浇筑。

4) 标高控制

在看台板侧模上做标高控制线，利用标高控制线，严格控制看台板的标高及板厚。混凝土浇筑过程中必须设专人负责看模、看筋，发现问题及时汇报整改。

5) 表面压光

收面压光是看台梁板混凝土施工的关键环节，直接关系到看台板混凝土表面及阴阳角的成型质量，看台板混凝土浇筑收面共分3次进行。①第1次抹压：先用挂杠找平，用木抹子压一遍，直到出浆为止；②第2次抹压：第1次木抹子压浆结束后，进行二次振捣，用抹子压混凝土阴阳角，并使劲拍打，使阴阳角混凝土饱满，基本成型；③第3次抹压：当面层混凝土开始凝结，手压不下陷时，进行第3次抹压，把砂眼填实抹平，不得漏压，此次要用力抹压，把所有抹纹压平压光，达到面层表面密实光洁，压光时间控制在混凝土初凝凝前完成。

6) 看台板养护

看台板收面结束后约8小时（具体时间根据天气、温度情况确定）用毡布覆盖看台板表面，并浇水养护，混凝土浇筑完成约48h（具体时间根据天气、温度情况确定）拆除看台次梁吊模。模板拆除后看台板覆盖毡布，设专人浇水养护，养护期间保证混凝土表面湿润，养护时间7天。

三、施工效果
在**奥林匹克体育中心的圆弧看台施工中，通过对施工难点的分析研究后，分别在模板、钢筋和混凝土的浇筑养护方面采取专项的应对措施，完成效果好、施工质量优良，并荣获了**省“杜鹃花”杯质量奖。

随着2011年第九届全国城市运动会在场内举行，奥体中心体育场作为赛会的主会场承办了多项比赛项目和城市运动会开闭幕式，通过实践检验再次证明了工程的优良质量。**奥林匹克体育中心具有世界级水准的大型现代化体育场馆，它已成为**引以自豪的新城市标志。
结 论

在**奥林匹克体育中心的圆弧看台部分施工面积较大，圆弧总长较长，且每一步看台踏步均由两个不同圆心及半径的圆弧组成，如何准确对踏步进行放线定位，并保证踏步圆弧的曲率是本工程关键。同时由于梁截面较大，钢筋较密，斜梁倾斜度较大，如何保证混凝土浇筑的密实性是本工程的重点。在施工过程中通过提前对施工难点的重点分析和认真研究，尤其是在模板设计和施工中，充分利用电脑CAD软件，对圆弧进行精确测量，然后根据圆弧弦高按长度单位进行圆弧点定位，最后将圆弧定位点用平滑曲线连接。保证工程施工质量和完成后的效果，保证了工程的顺利进行。

随着国家经济的不断发展，特别是2008年北京奥运会后，国家大力开展全面健身活动，各地的公共体育设施工程将越来越多，各种形态各异的钢筋混凝土工程也将不断出现，如何完成设计师的美妙构思，将会更多的出现在工程施工中。本文通过**奥林匹克体育中心的圆弧看台部分施工技术的总结，希望能够对类似的工程提供借鉴和参考。参考文献

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[2]GB50119—2003，混凝土外加剂应用技术规范，中国建筑工业出版社，2003

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[5] 混凝土外加剂应用技术规范[p]，北京：中国建筑工业出版社，2003-14-