高俊明

【摘 要】大跨度拱結構一般常用于橋梁工程，但隨著建筑業(yè)的發(fā)展，各專業(yè)相互融合，互相滲透，拱結構越來越多的在房屋建筑工程中得到應用。拱結構是建筑物的主要受力構件，其特點是跨度大、高度高、支撐體系設計復雜、技術含量高、施工難度大。目前國內跨度超過100m的現澆混凝土拱結構尚不多見，研究大跨度拱結構施工工藝對工程的正常使用和工程創(chuàng)優(yōu)具有深遠意義。某體育館設計有兩道跨度115m的鋼筋混凝土拱，用以承受上部屋蓋結構，整個體育館尺寸為104×80m，是目前國內跨度最大的鋼筋混凝土拱結構。本文主要介紹該拱拱的施工方法。

【關鍵詞】拱結構；混凝土結構；施工技術

1.大跨度拱施工的技術難點

某體育館工程占地面積19000m2，建筑面積16966m2，設觀眾席6722座；體育館主體結構為兩道南北向平行的鋼筋混凝土拱跨越體育館上空，用以支撐其屋蓋，跨度115m，拱頂高度32m；拱的截面尺寸高2.5m，寬1.5m；拱的兩端為實體斷面，中部為矩形空腔斷面，壁厚400mm；拱腳基礎由樁基和箱型基礎承臺組成，兩道拱軸線距離24m，兩拱之間和兩側的屋架為曲面螺栓球節(jié)點網殼結構。結合本工程具體特點制定施工方案，主要技術難點如下：

1.1結構預拱度的計算問題

拱在施工時和落架后會產生彈性及非彈性變形，所以在支撐體系搭設和弧形底模安裝時必須考慮預留一定量的結構變形值，即結構預拱度。

1.2預壓方案的優(yōu)化問題

由于鋼筋混凝土拱結構施工通常的做法都是采用預壓方案，即在支撐體系及模板安裝之后要求施加與結構設計荷載相當的預壓荷載。預壓荷載的方法一般是堆積沙袋等，不僅施工周期長、工程成本高、而且安全隱患多。

1.3大長細比結構砼裂縫質量通病的預防問題

施工縫的預留位置、方向和數量的研究。

1.4拱施工過程和落架引起的應力轉換對拱結構的影響問題

為了掌握第一手資料，專門聯合大專院校結構力學試驗中心對拱的施工全過程進行應力應變監(jiān)測。

1.5技術標準的選擇問題

2.工藝原理

對拱進行施工段劃分，并進行對稱施工，最后合龍。通過對拱結構劃分施工段和利用模板自由間隙等措施實現“ 免預壓”施工。支撐體系采用滿堂腳手架方案，順序從中間向兩端進行；模板采用異型模板，拱底模為弧形鋼制模板，側模為扇形鋼制模板；鋼筋和混凝土應從兩端向中間施工；底模的拆除應按照由高到低，先中間后兩邊的順序進行。拱圈平順光滑，可使拱圈達到清水混凝土效果，不必抹灰，避免質量通病。

3.工藝流程

樁基→土方工程→承臺→碾壓支撐體系基礎→支撐體系→拱底模板→第一施工段 （鋼筋、模板、混凝土）→第二施工段→合龍→拆模。

4.施工工藝

4.1支撐體系的選擇與優(yōu)化

支撐體系是拱施工中需要重點研究的課題之一，在選用時應考慮其安全性、可操作性和經濟性等綜合因素，支撐體系往往還要考慮與后續(xù)工作的銜接問題，本工程經綜合分析采用碗扣件滿堂腳手架方案。

碗扣件搭設工藝流程：彈線、立桿定位→擺放掃地桿→豎立桿并與掃地桿扣緊→裝掃地小橫桿、并與立桿和掃地桿扣緊→安裝第一步橫桿并與各立桿扣緊→安裝第二步橫桿→加設臨時斜撐桿，上端與第二步橫桿扣緊（安裝與柱連接桿后拆除）→安裝第三、第四步大橫桿和小橫桿→安裝二層與柱拉桿→接立桿→加設剪刀撐→鋪設腳手板，綁扎防護欄及擋腳板。

施工要點：

（1）結合圖紙要求拱下部地面做法支撐架基礎做如下處理。1）將自然地坪用8t壓路機碾壓密實，壓實系數不小于0.9。2）用級配砂石（含卵石不少于30%）回填至-0.40m。3）拱下澆注150mm厚C20混凝土寬度10m（中心線兩端各5m）。

（2）每根立桿底部設一個可調支座，橫向及立面均每隔6m設一道剪刀撐，連續(xù)設置；（3）由于整個體系立面為弧形，上部需配置異型桿件，局部步距需調整為600mm。

4.2模板工程

模板工程工藝流程：支底?！ń壍捉睿ń墏缺阡摻畎惭b預埋件）→支側模→清理雜物→支頂?！仓炷粒鹉?。

4.3鋼筋工程

鋼筋工程的工藝流程為：綁扎底部鋼筋→綁扎側壁鋼筋及腹筋→安裝預埋件→綁扎頂部鋼筋。

（1）畫箍筋間距并擺放箍筋，先穿拱上部縱向受力鋼筋，用鋼管架起穿箍筋，將箍筋按已畫好的間距逐個分開，最后穿下部鋼筋。

（2）側壁豎向鋼筋在拱內設計以箍筋的形式綁扎，開口方向均向上，并應相互錯開，同箍筋一起先放置在底模上，綁扎時應先沿縱向通長穿一根鋼管支撐起鋼筋骨架后再綁扎。側壁水平筋綁扎時應先在豎向筋上畫出位置線，注意起步筋應距底模450mm，在下部及齊胸處綁扎2道水平筋固定，接著綁扎其余水平筋，最后綁扎拉結筋。

（3）綁扎時，應逐點扎牢，箍筋及拉結筋末端應加工成135°彎鉤，平直部分不小于10d，箍筋及拉結筋間距均為200mm。

（4）按照圖紙要求安裝預埋件。預埋件全部采用穿孔塞焊的焊接方式，為保證預埋件位置準確，在定做模板時按圖紙將預埋件位置留出螺栓口，安裝時用螺栓加固于模板上，保證預埋件安裝位置準確。

（5）頂部鋼筋綁扎方法大致與頂部鋼筋相同，注意馬凳不得直接放置在模板上。

（6）拱內主要縱向受力鋼筋采用直螺紋連接，合龍部分無法使用時采用冷擠壓接頭，保證同一截面接頭數量不超過50%相鄰接頭錯開 1400mm，綁扎時應使用“八字扣”，嚴禁使用順扣，鋼筋底部墊塊采用硬質花崗巖，為了防止墊塊發(fā)生滑移，在花崗巖上鋸出2mm寬3～5mm深細槽，用綁線將墊塊綁扎在鋼筋上；側壁采用定制的塑料墊塊，間距1000mm梅花形布置。

4.4混凝土工程

（1）作業(yè)準備。及時確定混凝土配比，并備齊保溫材料如草袋子、塑料布、棉被等以及作業(yè)所需的工具如振搗棒、木抹子、鍬等。

（2）汽車泵泵送?；炷敛捎闷嚤帽盟椭翝仓c，布料時應注意布料高度，不得超高，保證每次布料高度不大于500mm。

（3）拱腳及實心拱部分施工。拱腳混凝土亦屬于大體積混凝土，施工時也應參照承臺板大體積混凝土的有關技術措施施工。

（4）拱體混凝土施工。拱體混凝土施工應預先劃分施工段，按施工段確定每次澆筑混凝土量和施工縫留置的位置和方向。

4.5落架

落架和底模的拆除同步進行。由于落架涉及到拱體應力轉換，故落架和底模的拆除應安照由高到低、先中間后兩邊的順序進行。

（1）為拆模方便，在拱頂的鋼制底模上預設一塊八字型模板作為母板，先從該母板開始拆除，按照施工段的劃分由中部向兩端逐段拆除。

（2）為使拱體均勻的降落和受力，支撐體系各點降落應分三次循環(huán)逐漸完成，按照預拱分配值各點底部均卸落1/3，每次間歇24h，間歇后應將松動的頂托頂緊，使拱體落實三次循環(huán)，直至全拱各點均脫落拱底。

5.結語

采用“免預壓法”能夠保證拱結構的施工質量，并（下轉第119頁）（上接第47頁）且能夠大大提高施工進度，有效降低工程成本。大跨度拱結構施工縫的留設位置和數量應結合施工段劃分，其縫線方向為法向方向。 落架時拱結構將發(fā)生應力轉換，必須制定科學合理的拆模方案，保證拱結構的施工質量和安全。

【參考文獻】

[1]劉祖繩.建筑施工手冊（第 4 版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003：23-125.

[2]GB 50204-2002，混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.