深圳市剧场台口箱形钢混凝土组合梁施工技术

深圳市东部***城多功能剧场台口箱形钢混凝土组合梁施工技术[摘要]深圳市东部***城多功能剧场13.5m标高处台口箱形梁应用了型钢混凝土组合结构技术，截面尺寸1.5x4.0m，跨度30.0m，按照叠合梁的原理，采取了分次浇筑的施工措施。

[关键词]剧场台口箱形梁

H型钢钢梁

叠合梁施工

纤维混凝土

强梁弱柱

分散式数据采集器

应力应变数据采集一、工程概况

深圳市东部***城多功能剧场位于深圳市*****小镇，地下二层，地上观众厅一层，舞台区四层，建筑面积12，000m2,建筑总高度32m，总投资1.8亿元。由深圳***城集团投资兴建，******部设计研究总院设计，深圳****建设监理有限公司监理，江苏省****建设股份有限公司***分公司总承包施工。

剧场设有国内特大型看台，共设有1360个观众席位，看台布置独特，分左、中、右三台布置，舞台中心部位设有宽17.5m，高13.8m的世界首创的LED显示屏，舞台两侧分别设有国内首创的宽15m，高13m的激光水幕。

结构概况：本工程结构基础为整体筏板基础，主体为钢筋混凝土框架结构，观众厅屋顶为钢结构。在台口区+13.5m标高处布置有1.5m×4.0m的箱型台口梁，结构形式为箱型型钢混凝土组合结构，梁跨度为30m，箱型台口梁受力钢筋：下部为66根Ф28、上部为44根Ф20，另在箱形梁的上下区共设置四根300×300的H型钢，在箱形梁的外侧面每间距4m设一个钢构屋架支撑牛腿，箱形梁混凝土强度等级为C45。

结构特点：台口箱形梁设计方案选择时放弃了预应力梁设计方案，而选用型钢混凝土组合结构。另外本梁还是典型的强梁弱柱设计方式，这对现场施工增加了难度，也对我们的施工技术提出了极高的要求。二、施工特点

1、就单体剧场项目而言，本多功能剧场的台口宽度30m，比标准台口宽度超出13m，可与国家大剧院单体剧场的台口梁宽度相瑙比。所以，本项目无论从设计上，还是从施工上，在国内均属首屈一指。

2、本工程剧场台口梁高支模有以下特点：在13.5m标高处布置箱型台口梁，位于（1/J轴—1/B轴），结构形式为箱型型钢混凝土组合结构（梁底向上和梁面向下400mm处上下各两根YB3301-92300×300型焊接H型钢，共四根，腹板高h=260，上、下冀缘宽b=120），混凝土的标号为C45，梁的断面尺寸为1.5m×4.0m，箱型台口梁受力钢筋：下部66根Ф28，上部45Ф20，箍筋为Ф12＠200，拉钩为Ф10＠200，梅花型布置，箱型由中间200厚隔板将上下两个0.9×1.5的箱体隔开，箱形梁两侧为300mm侧梁，梁内配筋为16Ф14，拉钩为Ф10＠400，梅花型布置，箱型梁在梁高1.9米处有一块等同于梁宽的隔板，隔板厚度为200mm，板内配筋为14Ф14，拉钩为Ф8＠200，梅花型布置，隔板在两侧支座内的配筋为6Ф25，箍筋为Ф12＠200。

由于台口箱形梁自重大，达100kn/m；跨度大，达30.0m；高度高，净高达13.5m，所有这些，给箱形梁钢筋混凝土的施工和模板支撑及支设带来极大困难。三、模板支撑系统的布置

KL10箱型台口梁断面大，跨度大，自重荷载大（10t/m），模板支撑设计时，在梁下纵向布置5根立杆，分别在两侧边300宽梁下布置两根，立杆纵向间距为250，在箱形梁中间900范围内，布置一根立杆，这样立杆纵向间距为250、450、450、250，立杆在横向排距为400，水平横杆步距1600，详见下图示：

整个排架支撑系统的立杆均直接支承在剧场－0.20m地下室顶板平面上，在箱形台口梁混凝土结构未达到设计强度要求时，地下室部分模板支撑体系不得进行拆除，所有荷载均由竖向立杆传递至地下室筏形底板的中风化地基岩层持力层。

排架支撑体系在立杆底部向上150位置处设置纵、横向扫地杆；在竖直方向，沿四周及中间，每隔四排立杆设置一道垂直剪刀撑，剪刀撑沿全高连续设置。排架水平横杆步距设计为1600，在水平方向，沿排架垂直方向，自排架的顶端向下，每两步架设置水平剪刀撑。钢管排架支撑设置水平和垂直剪刀撑，有利于支架的整体稳定性，特别是超高超大梁的重荷载高支模，合理设置剪力撑能防止在楼面泵输送管的抖动下支架的整体失稳。四、箱形台口梁施工技术

1、台口箱形梁钢筋施工：由于台口梁呈现箱形梁几何特征，在梁高中间部位设置有隔板，在梁体上下四个角部设有“H”型型钢，钢筋自重量大，达到24吨，H型钢总重量达15吨，对钢筋的绑扎安装带来很高的要求。施工时，我们把箱形梁近似认为是由底部梁（1.5x0.4m）、两侧梁（0.3x4.0m）、中间隔板（1.5x0.2m）、顶部梁（1.5x0.4m）以及H型钢这六个部分组成。工艺流程：首先完成底部梁钢筋底筋的绑扎，完成后开始进行H型钢安装焊接，再进行底梁面筋绑扎，按照此顺序，完成两侧边梁的绑扎，第一次绑扎高度至中间隔板面向上100处，由箱体模板完成钢筋骨架的固定，完成第一次混凝土的浇筑。顶部梁钢筋和H型钢绑扎时，用脚手架钢管做钢筋和型钢的支撑体系，顶部钢筋和H型钢的总荷载达17.5吨，钢管支撑的横向间距设置为1.50m，钢管纵向间距控制在0.8m，保证了型钢安装焊接和钢筋绑扎施工。

2、台口箱形梁采用叠合梁原理分层浇筑混凝土的施工技术：台口箱形梁与其相连的梁板结构模板体系采用满堂钢管脚手架排架支撑系统，为了确保台口箱形梁施工的安全、经济、高效的目的，经过综合考虑，箱形梁施工时采用叠合梁的施工措施，因大梁施工荷载具有短期的、逐渐加大、又很快趋向安全的特点，只要混凝土浇筑方法和速度控制得当，当达到最大值时，梁底部先浇筑的混凝土已接近初凝或终凝，施工荷载对支撑结构的影响也逐渐减小。混凝土全部达到终凝时，大梁已具有自持能力，对支撑体系安全的不利影响会逐渐消失，进入安全期。

叠合梁施工措施要求台口箱形梁的混凝土分二次浇筑，第一次先浇筑至箱形梁中间加隔板板面标高，也就是15.4m标高处。为增强施工缝处新旧混凝土之间的摩擦力，在施工缝上下两边各增加￠20@200抗摩擦构造钢筋，混凝土的外加剂中添加早强剂，使得箱形梁底部混凝土的早期强度能较快的提升，确保第二次混凝土按计划时间浇筑。第一次混凝土终凝后，即对施工缝表面凿毛，第二次混凝土浇筑前，在混凝土施工缝界面上涂刷一遍混凝土界面处理剂，增强新旧混凝土之间的接触摩擦力。

3、台口箱形梁混凝土的浇筑：混凝土的强度等级为C45，为保证混凝土浇筑振捣密实，在与设计院、监理、商品混凝土供应商研究后，决定对其粗骨料的粒径级配进行调整，控制碎石的粒径在5～25之间，以保证混凝土骨料由H型钢的间隙中流入箱形梁的底部。模板支设时，在箱形梁的侧板底标高处上400处，也就是H型钢顶部以上，每隔3米开启一个200X200的混凝土灌注振捣孔，既可确保箱形梁底部混凝土浇筑振捣密实，并且可以保证箱形内部混凝土的养护，并在中间加强肋板上每隔3米开启一个800X800的施工预留洞口，保证箱形内部模板及支撑的拆除，所有洞口周边钢筋通过设计院验算后进行了加强处理。

4、台口箱形梁混凝土的养护：混凝土养护采用自动喷淋养护装置，沿箱形梁侧面和顶部平行布置三条￠25的PVC自动喷淋管，在PVC管道上每隔200钻￠10孔径的漏水孔，水筏在首层楼面处控制，保证混凝土终凝后14天内箱形梁表面保持在湿润状态。

5、箱形梁内部模板防腐防蚁措施：箱形梁上部箱形模板将无法拆除，箱形内部模板在支设前先进行防腐和防蚁处理。

6、台口箱形梁结构设计特征：台口箱形梁采取了强梁弱柱的设计理念，箱形梁的支座为剪力墙Q1，墙宽500，长度为6100，剪力墙垂直受力筋为Φ20@150的钢筋构成，水平构造筋Φ14@150。因此在施工时，对梁柱节点区的处理尤其重要，H型钢伸入柱内在保证锚固长度的同时，梁、柱的加密箍筋采取焊接闭合箍作业方式，保证节点区抗剪强度不至于衰减。

7、台口箱形梁混凝土的抗裂措施：台口箱形梁既要承受自身荷载，又要承受自屋盖传递的舞台区混凝土结构屋盖自重，还要承载观众厅圆拱形钢屋架的荷载，台口箱形梁上部合计使用线荷载达30kn/m。由于台口箱形梁的跨内净跨达29m多，所以，对箱形梁的抗裂性能提出极高的要求。在与设计院、混凝土供应商、质监站、监理等主管部门的讨论研究后，最后采用纤维混凝土，掺加纤维含量为7%（重量比），以增强混凝土的抗裂性能。

8、台口箱形梁内力检测：由于台口箱形梁上部荷大，为确保该梁在使用安全和了解其受力状况，特别是在国内设计院还没有此类梁设计依据的基础上，总装备部设计研究总院在梁内特设立了内力测试点和挠度测试点，以对荷载添加过程进行内力测试和大梁整体变形进行测试，在箱形梁混凝土达到设计强度值的100%还不能进行其下支撑的拆除，必须根据内力和挠度测试数据作出分析后，在设计院、监理单的拆模通知下达后才进行支撑拆除。

台口箱形梁的内力和挠度测试装备采用了国际上先进的分散式数据采集器（IMP），由它们组成网络，实现高精度、高速度的数字量传输。在第一次混凝土浇筑前预埋好钢筋计、混凝土应变计，在混凝土浇筑完成后，进行电缆与数据采集器的连接、安装、调试，并完成第一次混凝土浇筑施工状态下的数据采集；第二次混凝土浇筑后，完成第二次数据采集，由于在施工过程中混凝土施工过程难度大，根据施工进展情况增加数据采集密度。

在箱形梁混凝土浇筑全部完成后，安装转角仪、电子移位计，进行数据采集，根据数据分析，确定拆模时间，在模板拆除时，跟踪进行应力应变数据的采集，确保收集箱形梁承载时瞬间发生的应力应变数据，为设计院以后类似项目提供可靠的实际数据作为设计依据。

在舞台设备和屋架安装完成后，完成施工期间最后数据采集，另外在年度台风期间进行风荷载加压时的数据采集，以及后期使用中的数据采集，当所需的数据趋于稳定，并保持相当长时间后，撤除数据采集装置，进行最终的数据处理和分析。

整个监测项目涉及到的监测项目包括：混凝土应变监测、受剪箍筋拉应力监测、H型钢拉压力应变监测，以及梁垂直变位监测。五、结束语

深圳市东部***城多功能剧场目前已开