大跨度鋼結(jié)構(gòu)拱腳定位及大體積混凝土裂縫控制

大跨度鋼結(jié)構(gòu)拱腳定位及大體積混凝土裂縫控制[提要]針對大跨度鋼結(jié)構(gòu)拱腳安裝中兩個角度傾斜，定位難的問題，介紹了根據(jù)整體測量網(wǎng)進行拱腳定位的過程，確保拱腳的安裝精度。從設(shè)計、混凝土配合比及材料選擇、混凝土養(yǎng)護、溫度監(jiān)測以及防意外措施等方面介紹混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制措施，保證大體積混凝土的施工質(zhì)量。[關(guān)鍵詞]鋼結(jié)構(gòu)，拱腳定位，大體積混凝土，施工技術(shù)1工程概況XXXXXXXX工程設(shè)計新穎獨特，體現(xiàn)了當?shù)氐拿褡迳?，主樓兩榀變截面箱型鋼性斜主拱，落地長度205.44米，兩榀拱腳距離50.4米，拱頂距離12米，主拱最高高度40米，拱與地面成60o角度，平面內(nèi)半徑約141.1米。主拱與沿縱向中心拱、兩邊縱向聯(lián)系梁、橫向屋面梁、斜腹桿構(gòu)成兩個連體空間三角形桁架，形成了穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，而主拱自重（391.7噸）及屋面荷載均傳遞至兩端鋼拱腳?？梢娭鞴盎A(chǔ)的施工質(zhì)量決定著整個鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。鋼拱腳長為6.6米，主拱腳底板為-1936×1680×40的鋼板，單根鋼拱腳重量10.532T，通過拱腳內(nèi)外φ19×110柱釘與獨立混凝土基礎(chǔ)結(jié)合形成整體。主拱基礎(chǔ)平面尺寸13米×16米，厚7.5米，基底標高-8.0米，混凝土強度等級C30微膨脹混凝土，鋼拱腳內(nèi)C40微膨脹混凝土，四拱腳基礎(chǔ)通過預(yù)應(yīng)力拉索封閉連接。該主拱基礎(chǔ)的施工應(yīng)用了多類新技術(shù)，新工藝，結(jié)合當?shù)氐奶厥獾牡刭|(zhì)條件、氣候條件給工程施工增加了諸多難點。2拱腳特點分析經(jīng)分析及與設(shè)計人員協(xié)調(diào)勾通，從大體積混凝土施工及鋼拱腳的固定方面優(yōu)化設(shè)計與方案，確定了如下的施工順序：確定基坑支護方案及施工→土方開挖→混凝土墊層→底板及側(cè)壁鋼筋綁扎→模板支?！戒摻罹W(wǎng)片綁扎→第一次澆灌混凝土至-4.4m→固定鋼拱腳→綁扎鋼筋→安裝拉索預(yù)埋套管→澆筑第二步混凝土→鋼拱腳內(nèi)C40微膨脹混凝土。大體積混凝土獨立基礎(chǔ)應(yīng)一次連續(xù)澆筑成型，整體性好，而固定在其內(nèi)的鋼拱腳原設(shè)計采用螺栓就位，要求混凝土施工必須分兩段施工，即第一步澆筑固定螺栓，安裝就位鋼拱腳后進行第二步混凝土澆筑。按原設(shè)計施工如圖1所示：四根螺栓斜向懸空固定正確與否決定著鋼拱腳位置的準確，且需混凝土澆筑后強度達100%后才能進行下道工序，螺栓的定位固定施工難度相當大。經(jīng)與設(shè)計人員勾通同意改變定位固定方式，采用在平面預(yù)埋錨板，待澆筑混凝土、精確放線定位后進行鋼拱腳的安裝，既加快了施工進度，又保證了施工質(zhì)量，另鋼拱腳內(nèi)的底部壓力灌漿改為頂部自流混凝土的的澆筑。既可以先進行第二步基礎(chǔ)混凝土澆筑再進行鋼拱腳內(nèi)部澆筑，保證了鋼拱腳的固定牢固及大大加快了施工進度。圖1鋼筋混凝土拱腳示意圖3大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的措施3．1設(shè)計方面1）通過多次優(yōu)化設(shè)計使原來龐大的長方體基礎(chǔ)變?yōu)殡A梯形，大大減少了混凝土用量，有利于混凝土內(nèi)部溫度的降低；并在直角變截面處增設(shè)Φ16@200斜向附加筋；水平施工縫處附加垂直Φ12@300鋼筋伸入上下混凝土處各500mm。2）基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)Φ16@400鋼筋，沿基礎(chǔ)高度方向間距0.9米。3）采用C30微膨脹混凝土。3．2混凝土配合比及材料選擇1）降低水泥用量，降低水化熱：PO42.5普硅水泥2）盡可能選用大粒徑粗骨料：石子選用5～30mm粒徑連續(xù)集配機碎石。館3徑）降低砂率：輸水洗中砂。倘4慶）選用優(yōu)質(zhì)緩紗凝減水劑，緩里凝時間控制目在夢8房～齡1煤2腳小時：晉星外危加劑廠生產(chǎn)的獸優(yōu)質(zhì)高效減水鉤緩凝劑。獵5蜻）博大量摻合優(yōu)質(zhì)別礦渣復(fù)合磨細爆粉，以降低水生化熱：礦粉摻墻合料選用鉆優(yōu)箏質(zhì)旁F7薦5系礦渣復(fù)合粉。悠6氏）摻入膨脹劑震，補償收縮裂己縫：選妻用鞭Z呈Y決型膨脹劑壺3久．丸3暈混凝土恨養(yǎng)護否1皺）在型混凝土通澆筑完畢后，旦及時按溫控措樹施的要求進行作保溫養(yǎng)護，保牢溫養(yǎng)護的持續(xù)末時間，根據(jù)溫頃度應(yīng)力（包括陜混凝土脆收縮產(chǎn)生的應(yīng)第力）加以控制躁確定，保溫覆吧蓋層的拆除應(yīng)嘴分層逐步進行麗，以保證盜混凝土究內(nèi)部溫度與表黎面溫度差不大施于買2嘗5劈℃任，居混凝土常表面溫度與其藥所覆蓋間的環(huán)絮境溫度差不大搭于何2昂5脾℃馳為準。叮2嬸）采用塑料薄不膜、毛氈、草輕袋作為保溫材蜻料覆蓋鈔混凝土族和模板，覆蓋猛層的厚度根據(jù)嘆溫控指標的要卷求計算得出。看3晉）頸混凝土升澆筑販后鑄4陜～付6練小時內(nèi)可能表筑面上出現(xiàn)塑性跪裂縫，采取多井次壓光處理。盟4寺）在大體積摩混凝土慨保溫養(yǎng)護過程洞中，對貼混凝土礦澆筑塊體得里吳外溫差和降溫盡速度進行監(jiān)測怒，根據(jù)實測結(jié)輛果調(diào)整保溫養(yǎng)誓護措施滿足溫遮控指標的要求迅。駁5飲）在少混凝土創(chuàng)面要求原狀土禁部位與基礎(chǔ)別混凝土盼澆筑一次成型爐，即基礎(chǔ)范圍誤外部與基坑支蝴護鋼管樁間采劈用棚C3烏0惕微膨脹灌混凝土絞。解3摘．悟4盟溫控施工的現(xiàn)凈場監(jiān)測默1贏）監(jiān)測內(nèi)容笑：銷混凝土概澆筑過程中對攻澆筑溫度得監(jiān)縱測；養(yǎng)護過程嫂中對午混凝土拜塊體升降溫、柴里外溫差、降定溫速度及環(huán)境棕溫度監(jiān)測，尤狂其在監(jiān)測上層知混凝土惑過程中對下層饞混凝土跑同時監(jiān)測。梢2革）監(jiān)測儀器挎：總電子測溫儀一燒部，測溫導(dǎo)線洞550m敵。淺3貫）測溫次數(shù)模：橡混凝土憲澆筑溫度得測燈試每工作班急（掠8膝h負）不少款于激2進次；塊體里外驅(qū)溫差、降溫速熟度及環(huán)境溫度頁監(jiān)測每晝夜不壯少功于戒2云次。秩4戚）測溫點布置鞭：限每一測溫點位磚傳感器由距離阿板底酒200mm逢、板中間鳥距束50蘭0恨～左1000mm果、距板表面該50mm輪各測溫點構(gòu)成熱，各傳感器分男別附著于陵1松6肺圓鋼支架肚上里,所各測溫點間距今不大于源6m泥,檢如圖省2創(chuàng)所影示陡:古圖當2反拱腳基礎(chǔ)測溫與布置圖欲3嘩．監(jiān)5手防意外措施碑為防止帖混凝土繪溫度升高過快洪，采取在設(shè)混凝土缺中部盤二役層廣6頌分金屬蛇皮管雁做循環(huán)水排管重的措施。水管旋分二層布置，善如圖低3撲所示：寫圖斤3割丙售循環(huán)水排管示某意圖陣其中宋，專A屬、圓B保布置方式相同島，排管最外一畝圈直徑為所在萬混凝土膠面寬度慢的寇1/恰3亦，盤管每周間炸距窮50cm所，外露長度為悟50cm祝。完成降溫后周，金屬排管采俯取注漿封閉處玻理。明混凝土裹澆筑后，根據(jù)原實測溫度值和趙繪制的溫度升本降曲線，分別生計算各降溫階炭段產(chǎn)生的杯混凝土泊溫度收縮拉應(yīng)惰力，其累計總許拉應(yīng)力值如不項超過同齡期的競混凝土膠抗拉強度，則倒表示所采取的型防裂措施能有嬸效的控制預(yù)防毅裂縫的出現(xiàn)，非不至于引起結(jié)梳構(gòu)的貫穿性裂齊縫；如超過該旅階段時的混凝文土抗拉強度，全則應(yīng)進一步改跌進養(yǎng)護和保溫傍措施。護4各主拱腳的安裝逗定位翻雖然優(yōu)化了設(shè)捉計方案，改變善了鋼拱腳固定溫方式降低了施召工難度，但主旋拱梁是變圓截面爬箱型傾斜鋼拱原梁，鋼主拱腳帽在安裝過程中步存在兩個角度牌的傾斜，鋼主馬拱腳的安裝定顫位還是存在很鴉大的難度。挽根據(jù)主拱鋼結(jié)國構(gòu)設(shè)計定位圖滲和航站主樓鋼訊結(jié)構(gòu)設(shè)計圖設(shè)銹置航站主樓鋼勒結(jié)構(gòu)的整體測珍量控制網(wǎng)，根堤據(jù)主拱腳的相努對坐標，確定游主拱腳的底板準及頂部的測量貨定位布置如圖么4侵：榜喪震圖懶4酸-仗1革促但主拱腳定位布酒置抖圖懇材策登圖竄4兔-幅2襯替俗主芝拱帝ZG破1沙第一節(jié)頂部定老位布置圖繭圖咬4-3黑豆斗主西拱個ZG蘋1絨底部定位布置聾圖鴉根據(jù)拱腳底板塔的投影控制圖洲在科-4.6M繁的標高位置放喇置三塊預(yù)埋鋼霞板撫,兄嚴預(yù)埋鋼板的埋右設(shè)位置如輛圖紋5聞：叨圖馳5喂壞主問拱效ZG附1纖底部定位布置骨圖嫁(聽-4.6m緣主拱底板投影遷圖）無待猶混凝土拜澆筑權(quán)至稠-4.4m團標高后在該平庫面位置精確放拔出主拱底板投其影邊線，考慮鎖到主拱腳的底冶板在一斜面上搬，且四個角不酬在同一水平面掌上，所以在仿混凝土居基礎(chǔ)面設(shè)置四虎個角的投影點傳，采用投影點耀來控制底板的略四個角；然后與根據(jù)定位底板抗的坐標，就地孤設(shè)置底板面的絨模型畫（盛圖拋6懼）億，最后根據(jù)底積板面的模型來惑設(shè)置底部的支何撐胎架敞。傅提圖誤6廚峽佩主拱腳底久板臉話魔階主拱腳頂部的朱控制采用同樣世的方法，在撫混凝土牌基礎(chǔ)面上設(shè)置右四個角的投影嘗點，根據(jù)主拱菊腳的定位坐標悶得出，底板和燃頂面的上下邊膨的投影線滴在護X性軸是相對平行疾的，且平行于雄控制曾線哈A紗，所以頂面角貸的控制主要靠罵經(jīng)緯儀在頂部控上下邊的延長猾線上進行控制宏。和當鋼拱腳吊至摘安裝位置時，寶首先對拱腳底更板的最低角進勒行就位搞，資蠢拱腳底板的最螺低角主要靠預(yù)濾先在場混凝土舟基礎(chǔ)上的定位傭靠山來控制前攝后、左右方向攜，水平標高是析采用鋼墊塊來升設(shè)置的。然后麥吊機和手拉葫啞蘆進行調(diào)節(jié)，卸使底板下邊的劇另一點到位，抖復(fù)合這條邊是圓否與投影線相醋附，確定無誤冒后，進行焊接現(xiàn)臨時固定一個賞點，然后對拱仔腳頂部下邊進匹行調(diào)節(jié)，確定懼無誤后，再復(fù)罵合拱腳底板是散否定位正確，造確定無誤后，衰進行焊接臨時雪固定底板下邊靈；然后設(shè)置前券部的支撐管，愉待支撐管設(shè)置森結(jié)束后，對整慌個鋼拱腳的定旅位控制進行復(fù)激合，確定無誤驟后，對前部的氣支撐管進行焊句接，并同時對噸底板下的支撐的進行安裝及焊演接；主拱腳的邀安裝支撐設(shè)置團如岔圖懷7巾。姿圖智7杠速主拱腳的安裝瘋支撐打通過實踐證明遺了整個拱腳施撿工方案的科學幟性、合理性，竹尤其在大體積縱混凝土