体育场超长环向看台异形结构施工技术

潘玉珀，高善友，田 辉，邵珠令（中国建筑第八工程局有限公司，山东 济南 250014）

河北奥林匹克体育中心体育场平面形状为“内椭外圆”，外圆 φ 265 m。看台结构环向周长 832 m，东西两侧看台宽度 68 m，南北两侧看台 37 m，整个环向看台结构在 6.00 m 和 20.76 m 处设有环向人行疏散通道，4 个区布置的看台结构为阶梯形超长环向钢筋混凝土结构，由 4 条径向变形缝将平面划分为 4 个区域。看台结构分区平面如图 1 所示。

图1 看台结构分区平面图

1 各分区结构设计概况

1.1 I、III 段设计介绍

该段看台结构为覆盖整个下部建筑平面的扇形斜向结构，结构平剖示意如图 2 所示。

图2 I、III 段看台结构平剖示意图

看台外围最大弧长 220 m，最小弧长 134 m，由 5 条 800 mm 宽径向后浇带将结构划分为 6 段。看台结构在 3 层结构处分为上、下两部分。下部看台为池座，最大 24 级台阶，由 1.95 m 至 10.90 m 收缩，台阶高度由 270 mm 至 710 mm 不等，其中一区中部为主看台。上部看台结构为楼座，最大 41 级台阶，由 14.48 m 至出屋面看台 33.56 m 扩展，台阶高度由 410 mm 至 450 mm 不等。

看台结构由径向斜向框架梁、环向弧形框架梁、环形次梁及看台板组成。看台板厚 100 mm，宽度主要有 600 mm 、1 025 mm。其中 1.95 m 至 A 轴、4 层 1/C-D 轴、G 轴至 H 轴之间看台结构为悬挑结构，结构最大悬挑长度分别为 5.35 m、5.50 m、4.03 m。

1.2 II 段设计介绍

该段看台结构分为 3 部分，第 1 部分看台结构由 1 层 1.95 m 至 11.21 mm，轴线位置为 32-49 轴/A-F 轴，共 29 级台阶，台阶高度 270～340 mm 不等，最大弧长约 134 m，最小弧长 89 m；第 2 部分看台结构由 14.00 m 至 15.75 m，共设 4 级悬挑台阶，台阶高度 3 级 450 mm，1 级 400 mm，此段看台由 39-42 轴处显示屏分割为 2 段，每段长度约 62 m，轴线位置为 34-39 轴/D-F 轴和 42-48 轴/D-F 轴；第 3 部分结构由 17.50 m 至 19.25 m，共设 4 级悬挑台阶，台阶高度 3 级为 450 mm，1 级为 400 mm。该段 1.95 m 至 A 轴部分看台及第 2 部分、第 3 部分看台结构为悬挑结构。结构平剖示意如图 3 所示。

图3 II 段看台结构平剖示意图

1.3 IV 段设计介绍

该段看台结构分为 3 部分，第 1 部分看台结构由 1 层 1.95 m 至 11.21 mm，轴线位置为 32-49 轴/A-F 轴，共 29 级台阶，台阶高度 270～340 mm 不等，最大弧长约 134 m，最小弧长 89 m；第 2 部分看台结构由 14.00 m 至 15.75 m，共设 4 级悬挑台阶，台阶高度 3 级 450 mm，1 级 400 mm，此段看台由 79-2 轴处显示屏分割为 2 段，每段长度约 62 m，轴线位置为 73-78 轴/D-F 轴和 3-9轴/D-F 轴；第 3 部分结构由 17.50 m 至 19.25 m，共设 4 级悬挑台阶，台阶高度 3 级 450 mm，1 级 400 mm。该段 1.95 m 至 A 轴部分看台及第 2 部分、第 3 部分看台结构为悬挑结构。结构平剖示意如图 4 所示。

图4 IV 段看台结构平剖示意图

2 工程重点、难点分析

(1) 看台结构为环向阶梯形结构，其立面与空间曲线、曲面相互联系，空间点受圆心、半径、高程等几个参数的控制，测量定位难度大。

(2) 体育场看台为大面积环向超长现浇框架结构，由多道径向后浇带，将结构分割为几个独立单元。看台结构径向后浇带的留置，对钢筋配置、看台结构混凝土浇筑等影响均存在诸多问题，且直接影响混凝土外观质量，加大施工难度和费用投入。

(3) 看台结构断面变化多，标高变化不一，且与水平结构形成三角形空腔。如何利用看台结构的特点，在满足施工要求的前提下，利用简便的模板支撑体系，提高施工效率，是本工程施工的重点。

(4) 本工程施工工期紧，受看台结构复杂影响，施工中工作效率低，易导致窝工。需采取合理的组织，优化结构施工，使劳动力得到最大利用，加快施工进度。

3 关键技术及创新点

3.1 看台结构与竖向框架分离施工

由于看台结构为台阶式斜向错层结构，结构断面多，台阶高度变化不一，同时受弧面形状影响，使得看台结构在施工时需要耗费较多的施工时间。尤其是模板组立工程，所有看台模板基本为一次性投入，每个区段施工时需重新配模，支模、拆模人工降效严重，制约了施工进度工。

综合上述因素，并针对看台异形结构的特点，优化调整如下施工顺序：“先快速组织各层普通框架结构施工、后组织斜向看台异形结构”，即先进行看台结构下部主框架施工，由于为常规结构，组织较快，施工效率较高；后组织看台梁板异形结构施工，现场班组可较为熟悉地专门进行看台异形结构的施工，以此提高施工效率；通过设置水平施工缝对竖向结构分层划分，实现框架与看台的分离施工。如图 5 所示。

图5 看台结构与框架分离示意

技术方案对比分析如下。

(1) 看台结构与主体结构同时施工。

优点：主体结构与看台结构同时施工完成，主体封顶即完成主体结构施工，同时避免由于看台结构复杂，支撑架体、模板、钢筋绑扎费时费工，且临近年关，最终无人施工，导致工程进度受到影响，无法完成施工任务。

缺点：由于看台结构存在大量不同型号的钢管、钢筋，且弧形模板，看台一侧为吊模施工，前后施工工序多，交叉作业多，钢筋成品保护困难，区域施工周期长。

(2) 预留看台结构不施工。通过留置水平施工缝，将看台结构与主体框架分离，待主体结构封顶后，集中进行预留看台结构的施工。

优点：将施工简便、周期短的主体框架与结构复杂、错层结构多、施工难度大的弧形看台结构分离，缩短主体框架结构部分的封顶时间。然后，集中优势力量，完成看台结构施工，缩短施工工期，同时可最大程度利用劳动力，在框架结构施工间隙组织进行看台结构施工。

缺点：将施工难度大、功效低的看台结构预留施工，存在施工人员流失、涨价等风险。

通过以上分析，结合工程目标和工程节点要求，选择将看台结构预留施工的方案。

3.2 环向超长结构“跳仓法”施工

本工程 I、III 区 2 层看台层结构为扇形平面，最大径向尺寸约 62 m，由 5 条径向后浇带将看台分割成 6 块，后浇带宽度 800 mm，后浇带方向垂直于环向看台台阶。在看台结构与框架结构分离施工的基础上，根据后浇带平面位置，引入“跳仓法”施工，通过合理的抗、放措施，将后浇带改为竖向施工缝，实现超长环向看台结构无缝施工。

(1)“跳仓法”施工。根据本工程 I、III 区出屋面看台层后浇带分布情况：分别由 5 条径向后浇带将看台划分成 6 块分区，共计 12 块分区。依据“跳仓法”工艺将每块分区作为一个仓位，共 12 块仓块组织跳仓施工，相邻仓位之间封仓时间间隔 7～10 d。I、III 区段仓位划分情况如图 6 所示。

图6 I、III 区仓位分区图

(2) 跳仓法施工顺序。本工程 I、III 区两大区域施工相互独立，各区自行组织施工。由于各仓位呈直线型排列，各仓位之间相互影响较小。根据跳仓原则，将 6 块仓位划分为 2 个批次施工（出屋面看台 12 个仓位，其中， I 区 6 块仓块、 III 区 6 块仓块）。

3.3 环形看台模板工程设计

看台结构为斜向弧形结构，受弧面、曲面及标高影响，模板工程施工难度大，尤其台阶内弧曲面、径向斜向大梁、环形斜向大梁两两相互交叉或三者交叉。同时看台结构与水平结构之间三角形空腔，造成局部空间狭小，给施工带来难度。

由于看台结构模板体系复杂，本工程模板支撑体系选用灵活多变的碗扣式钢管脚手架支撑体系，模板体系设计见表 1。

表1 看台模板体系设计技术参数一览表

4 结 语

综合考虑超长环向看台异形钢筋混凝土结构施工复杂性，将看台异形结构与下部支撑的框架结构分离施工，即先组织常规框架结构施工，为后续错层看台结构提供更多的工作面；后统一组织滞后的超长环向看台异形结构的施工，保证了工人对异形结构施工的娴熟程度，提高了各班组对看台异形结构的施工效率，模板、木方、钢管等周转材料可周转利用。

组织了第 2 层看台结构的跳仓法施工，有效地减少了混凝土浇筑施工间隔，加快施工进度，保证了混凝土观感质量，同时减少了措施费用的投入。