上海浦东足球场全钢结构看台和预制混凝土看台板安装技术

胡 怡

上海市机械施工集团有限公司 上海 200072

1 工程概况

上海浦东足球场定位于能够满足国际足联A级比赛要求的专业足球场（图1）。球场固定坐席数为33 765个，其中首层看台总坐席数（含包厢室外看台坐席）19 229个，二层看台总坐席数13 388个，贵宾座席1 148个。工程地下1层，地上3层，由地下室结构、看台结构及屋盖结构共同组成。地下室结构标高－6.700 m，看台顶端最高处结构标高为＋21.015 m。建筑高度为41.8 m，总建筑面积共139 304 m2，其中地上部分建筑面积64 186 m2，地下部分建筑面积75 118 m2。拟建的足球场地下室结构平面尺寸约为331.8 m×272.0 m，钢结构屋盖外轮廓尺寸约为211.0 m×173.4 m。

图1 足球场效果图

看台主体钢结构采用钢框架＋屈曲约束支撑（BRB）体系，钢结构顶部高度21 m。为支撑上部屋盖钢结构，看台钢结构顶部悬挑端通过设置46榀桁架来满足结构承载力和变形的要求。悬挑桁架悬挑长约6.5 m，高约5 m，弦杆和腹杆均采用焊接H型钢，最大质量为16.9 t。看台钢结构质量逾9 700 t，构件数量逾5 000件（图2）。

图2 钢结构剖面

本工程采用预制清水混凝土看台板，为2层看台，可容纳33 765座观众规模。除下层4个转角区域及部分贵宾席下方局部看台采用现浇混凝土外，其余部分均采用预制清水混凝土。混凝土采用 C40。预制构件截面形式有L形预制清水混凝土看台板、U形预制清水混凝土看台板及部分一字形预制清水混凝土板。看台板总计3 650块，最重为6.5 t，最长为9 m。

2 看台钢结构施工技术

2.1 技术路线确定

首先，在整个工程的地下室施工阶段，为保证土建与钢结构专业单位不因交叉作业相互影响而延误工期，经双方商定，整个足球场地下室顶板浇筑顺序按照先场芯区域、后看台区域、最后分块施工场外区域的原则实施推进[1-2]，从而保证了钢结构施工可以尽早地辟出一块独立的吊装、堆料场地。双方也不会因后续顶板施工发生争抢作业面的现象。其次，整个看台钢结构最重构件为外檐口悬挑桁架，质量约16.9 t，如果设备停机在场芯起吊，最近吊装半径需要达到50 m。综合考虑构件起重量与吊装半径的关系，结合大型汽车吊转场机动灵活性不足的问题，基本可以排除汽车吊的使用。另一方面，由于施工现场场地条件受限，设备租赁性价比等原因，行走式塔吊的施工方案也暂不考虑。最终，为充分利用本项目一圈看台大斜面坡度的特点，现场采用履带吊下到场芯位置，以综合节间吊装法进行施工，配备4台性能级别从100 t到600 t不等的履带吊。小吊机采用主臂工况，大吊机采用主副臂工况。4台设备两两一组，形成大臂高低错开、起吊回转互不干扰的有利工况。如图3所示，2组设备同时在椭圆形场芯区域从西看台（分区1）开始施工，各自负责一半区域，呈闭环式开行路径，最终在东看台（分区8）完成钢框架结构合拢（图4）。

图3 看台钢结构平面分区

图4 看台钢结构吊装工况

场芯区域设500 mm厚的C40混凝土底板，底板下布置PHC400管桩，经计算，复核完全满足设备起重要求。待看台钢框架完成安装后，大吊机进行悬挑桁架安装。后期汽车吊上地下室顶板进行足球场外围散件及次结构的补缺。

2.2 悬挑桁架安装

看台悬挑桁架采用工厂整体制作，整体运输，现场整体吊装的施工方案。吊装工艺采用悬拼法施工。与桁架相连的钢柱上设置牛腿，牛腿与悬挑桁架采用栓焊刚接的连接方式，桁架在安装过程中利用倒链辅助调整构件三维姿态直至与钢柱牛腿对接，调整偏差控制在3 mm以内。在桁架腹板高强螺栓连接、上下翼缘板打底焊后方能松钩。完成相邻2榀悬挑桁架吊装后，采用汽车吊在外圈进行桁架中部连系杆件的安装，以保证悬挑桁架的整体稳定性（图5）。

图5 悬挑桁架吊装示意

3 看台板施工技术

3.1 技术路线确定

看台板同样采用履带吊停机在中部场芯区域进行吊装，按照分区逐跨完成看台板安装。看台板施工顺序按照分区1—8的编号进行吊装，在每个分区看台所属钢结构吊装完成后，进行后续看台板的施工。考虑到屋盖支撑胎架均位于下层看台区域，每个分区均先施工上层看台板，待屋盖胎架卸载完成后，再进行下层看台板施工。看台板总体施工流程包括：人员设备进场→测量定位放线→安装梁上钢筋接驳器、橡胶片→分区吊装看台板→防水密封胶密封→灌浆施工（图6、图7）。

图6 看台板与主结构连接示意

图7 看台板与钢梁连接节点构造

3.2 看台板安装

本工程看台板典型节点主要以后置锚筋作为上下层看台板的连接构造措施，看台板安装前应对主体结构的看台梁进行检测验收，在看台梁上表面预先弹出立柱定位十字线，调整标高定位块。待定位无误后，将定位块电焊固定。看台板间水平缝处预先布置80 mm×80 mm×10 mm氯丁橡胶垫板作缓冲支垫，间距不大于1.2 m（图8）。

图8 看台板连接构造示意

看台板在工厂加工制作时，提前在板上留置预埋件，运输到现场后，利用特制L形吊具与看台板预埋件螺栓连接，配合铁扁担采用两点吊的吊装工艺。当看台板吊至就位点上方200 mm时，停机稳定构件，连接孔缓慢下落，采用线垂或直角尺量测，检查看台板连接孔与后置锚筋的对准情况。

姿态调整后定位孔穿过后置锚筋，使上下层看台板临时固定在一起，看台板底面保持水平，就位偏差控制在3 mm以内。看台板吊装就位后。上下层之间的接缝处均采用防水密封胶密封，密封材料采用聚氨酯或硅酮类耐候密封胶（图9）。

图9 看台板吊具示意

3.3 灌浆施工

灌浆料施工流程包括：拌制灌浆料→现场流动度检测→采用机械灌浆→封堵→0.5 h左右检查灌浆情况→对灌浆不密实的情况采用手动二次灌浆→封堵记录。

安装连接用灌浆料采用强度为60 MPa的无收缩水泥基灌浆料。灌浆使用专用灌浆设备逐个或分批进行，采用压力灌浆法进行接头灌浆。砂浆在自来水搅拌开始计时30 min内灌完，并应根据施工现场温度和实际砂浆凝固时间做相应调整，确保构件有足够的灌浆时间。在排浆孔流出砂浆后，立即封堵排浆孔。结束灌浆检查确认所有接头均完成灌浆后，一个构件的接头灌浆连接完成。灌浆料与水的比例为1∶（0.125～0.135），在搅拌桶中加水并采用手持式搅拌机搅拌3～5 min。之后静置2～3 min，待气泡自然排除。每次拌制的灌浆料拌和物应进行流动度的检测，且其流动度应满足规范要求（图10）。

图10 看台板预留定位孔及灌浆孔平面示意

4 结语

上海浦东足球场钢结构看台主体结构采用钢框架＋屈曲约束支撑（BRB）体系＋悬挑桁架＋预制混凝土看台板的形式。具有构件数量多、结构复杂、施工难度大、安装精度高等特点。根据结构特点针对性地制定了安装解决方案，达到了节约施工成本、缩短施工工期的效果，同时获得了良好的经济效益。