1 工程概况

　　长沙冰雪世界项目主体位于近100m深坑内，竖向采用大型墩柱作为承重结构，本工程±0.000相当于绝对标高53.000m。为营造悬浮于矿坑中的视觉效果，在靠近开口位置布置4根超大型悬挑斜柱(KZ-54～KZ-57)。斜柱与立柱(KZ-31～KZ-34)在-17.000m标高处相交，两者采用2道剪力墙相连，整个墙柱组合结构近似A形。A形结构立面如图1所示。

　　图1 A形结构立面  

　　2 设计概况

　　冰雪世界A形结构由竖向圆台形柱、剪力墙、倾斜变截面圆台形柱3部分组成。竖向圆台形柱直径4 300mm，绝对标高-42.000～16.240m。倾斜变截面圆台形柱由绝对标高-17.000m起，从竖向圆台形柱中伸出，截面由4 300mm渐变为2 300mm。立柱与斜柱间剪力墙采用双墙设计，双墙间增设1道隔墙，墙厚均为400mm，结构设计如图2所示。该结构造型复杂，施工难度大，模板工程包含3部分:外部模板、内部模板、脚手架工程。

　　图2 A形结构设计 

　　3 模板设计与施工

　　3.1 模板选型

　　倾斜变截面圆台形柱无法采用液压爬模施工;而普通木模板无法做出设计结构外形，宜采用定型钢模板，但定型钢模板则需解决斜柱钢模板加固和下部支撑问题。A形剪力墙平面形状为三角形，上大、下小，若采用液压爬模，则每次爬升均需进行爬模改造并增加爬模机位，成本偏高，工期长，应优先考虑普通模板工艺。普通模板中，木模板与钢模板均具有可行性，但钢模板较木模板的优势为:A形剪力墙采用钢模板，模板间通过芯带+螺栓连接加固，使结构外模形成一个有机整体，能很好地解决斜柱钢模板加固和下部支撑问题，而木模板通常采用对拉螺栓连接，整体性较差。

　　综合比较，A形结构外部模板采用定型钢模板进行组拼，内部采用木模板散拼，结构内、外侧均搭设钢管脚手架以提供施工工作面。其中钢模板主要由面板、横竖背楞、芯带、楔形销组成。

　　3.2 模板设计

　　A形结构施工第1段时，剪力墙外模为三角形钢模板;浇筑第2段时，在前一段基础上增加1块矩形钢模板(见图3中斜线填充部分);自第3段开始，为保证三角形区域在混凝土浇筑过程中的平面外稳定性，模板下包1.5m，浇筑高度3m，本段在上一段钢模板基础上增加1块小规格矩形钢模板(见图3中横短线填充部分);依此循环，直至A形结构施工完成。

　　图3 A形结构外模板配模  

　　3.3 模板加固

　　A形结构体量大，变截面圆台形柱倾斜角度大，浇筑混凝土时，混凝土侧压力及自重大，为保证结构质量与施工安全，该结构外侧模板采用3重加固。

　　1)施工根部以上9.5m范围，整个A形结构与剪力墙组成有机整体，通过芯带、对拉螺栓及螺母等加固。双墙外模采用对拉螺栓(22，间距600mm×400mm)穿过整个A形结构，为保证双墙厚度，墙内安装混凝土内撑条，内撑条采用25钢筋制作，长度同墙厚，内撑条端部刷防锈漆后再涂刷1层水泥砂浆;内撑条间距为500mm×500mm，双向分布。9.5m以上范围，整个A形结构与立柱分开浇筑。对于A形结构部分，每次浇筑3m高，同一标高段内，北侧剪力墙先浇筑，在剪力墙混凝土强度达15MPa后，再浇筑斜柱及与其相连的三角形剪力墙。即A形结构横向分2次浇筑。

　　2)为保证先浇筑的剪力墙混凝土浇筑过程中外侧钢模板平面外稳定，自第2段开始，剪力墙外侧钢模板向下延伸1.5m，并通过对拉螺栓(22)与下部混凝土结构锁紧，水平、竖向间距均为400mm(下部结构施工时，即按此间距设对拉螺栓加固，拆模后，即形成穿螺栓洞)。

　　3)如1)所述，A形结构横向分2次浇筑，先浇筑的部分达15MPa后，在先浇筑墙体两侧安装2m长双槽钢([14)，双槽钢竖向间距600mm，两侧双槽钢采用M22对拉螺栓(国标)锁紧，对拉螺栓横向间距400mm(每道双槽钢5根对拉螺栓，剪力墙模板安装时，即按该间距穿对拉螺栓，拆模后，穿螺栓即可加固槽钢);双槽钢与后浇筑的剪力墙钢模板背楞采用芯带与插销连接;剪力墙背楞与斜柱模板背楞则采用芯带与M18螺栓连接。双槽钢加固方式如图4所示。

　　图4 双槽钢加固方式  

　　3.4 内侧模板安装

　　内侧模板全部采用普通木模板。A形结构内侧底部，基本无空间，为减小施工难度，第1段内侧模板采用大模板施工工艺，场外加工成整体，由塔式起重机吊装就位后，人工加固即可。

　　大模板采用15mm厚夹板制作，竖向利用60mm×80mm@300mm木方贴紧模板，横向利用248@500mm钢管压实，利用穿墙螺栓收紧(螺栓间距500mm×500mm，端部焊接50mm长25钢筋)。

　　第1段内侧模板形状、尺寸及位置正确与否关系到整个结构最终造型，因此，须严格控制安装质量。该段模板安装时，先吊装A形结构剪力墙内侧模板，再吊装立柱与斜柱内侧模板，立柱与斜柱内侧模板卡在A形结构剪力墙双墙内侧模板之间。为保证内侧模板阴角角度准确，在双墙内侧模板直角边附加定位小模板，模板尺寸为300mm×300mm，形状根据A形结构三维放样确定，小模板与大模板间采用木方与钢钉连接，小模板竖向间距500mm，如图5所示。

　　图5 小模板与大模板连接效果  

　　模板采用对撑与对拉螺栓加固方式:模板四周采用16对拉螺栓焊接于结构主筋上(伸入模板300mm，伸出模板150mm)，外侧利用蝴蝶扣加固;模板中间采用钢管+顶托对撑，纵、横间距均为500mm。浇筑完第1段，即可利用I16a及钢管架形成操作平台，此时可采用胶合板现场散拼。考虑内部空间狭窄、模板拆除难度大，且模板多为异形，无法直接周转利用，因此，内侧模板采用通高全配，过程中不拆除。

　　4 架体设计与施工

　　4.1 外架设计

　　A形结构外侧模板采用普通钢模板，而结构离地最小高度24m，最大高度48m，模板安装与拆除、钢筋安装、混凝土浇筑均需有操作平台。为此，采用48×3普通钢管搭设操作平台，水平尺寸根据A形结构水平投影尺寸设计，高度随结构施工高度逐步增高，架体设计如图6所示。

　　图6 A形结构外架设计  

　　4.2 内操作架设计

　　A形结构内部呈V形构造，下窄上宽，高度达28.5m，且内部空间底面为65°左右斜面，无法直接立架管。为此，采用I160×88×6作为底部分配梁，再在分配梁上搭设普通钢管脚手架。内部操作架连墙件采用膨胀螺栓(钢管与100mm×100mm×10mm钢板焊接连接，钢板4角各穿1个孔，10膨胀螺栓固定在结构上)与主体结构相连，连墙件点距主节点≤300mm，从底层第1步大横杆处开始，间距按2步3跨设置。

　　分配梁支撑于已浇筑完毕且强度达10MPa的双墙上，支撑点采取预留孔洞方式，节点做法如图7所示。预留孔洞在整个A形结构施工完毕后，采用比设计强度高一等级的自密实混凝土填实。

　　在整个架体搭设至A形结构隔墙根部时，为创造工作面，隔墙第1段滞后于周围剪力墙及斜柱施工，施工缝处采用快易收口网拦截，在其周围结构施工完毕且强度达10MPa时，搭设隔墙左侧操作平台，再施工隔墙。浇筑第1段隔墙时，隔墙与斜柱间额外浇筑1段混凝土，使隔墙与斜柱交叉部位宽度≥500mm，内部架体搭设如图8所示。

　　图7 分配梁支撑节点做法  

　　图8 A形结构内部操作架搭设  

　　5 钢筋加工安装

　　按图纸要求间距计算每根柱箍筋数量，将箍筋全部套在下层伸出的立筋上。箍筋端头应弯成135°，平直段长度应>10d(d为箍筋直径)。墩身主筋采用直螺纹套筒连接，每截面接头百分率为50%，相邻接头截面相距35d。考虑本工程墩柱主筋主要为大直径钢筋，为便于工人操作，所有墩柱主筋按3m定长进行安装，竖向每隔3m采用直螺纹套筒连接，如图9所示。

　　图9 A形结构钢筋安装  

　　6 施工缝处理

　　A形结构在施工至斜柱与立柱分离(根部以上9.5m左右)后，与竖向圆台形柱分开施工，因此，在两者连接部位需留置施工缝，施工缝具体做法如下。

　　1)材料准备定做3mm厚镀锌铁皮U形槽，U形槽根据剪力墙与圆台形柱接触面形状加工成150mm宽弧形，长4.5m，槽沿高35mm。槽内根据剪力墙钢筋规格与间距钻孔，孔径13mm，竖向间距100mm。每道剪力墙2排水平筋，因此，每个接触面设置2条U形槽，竖向通长布置。将12钢筋预弯成7字形，7字形每端长度分别为L_ae和1.4L_ae。

　　2)固定U形槽、埋入钢筋竖向圆台形柱钢筋绑扎完成后，U形槽点焊固定在竖向圆台形柱箍筋外侧(点焊间距500mm)，槽内埋入7字形钢筋。

　　3)防漏浆措施U形槽外侧贴20mm厚自粘海绵板(外加铁丝固定)，防止水泥浆流入槽内。

　　4)钢筋调直与连接混凝土浇筑完成后，将表面清理干净，撕掉海绵板，扳直7字形钢筋后与剪力墙钢筋绑扎搭接。

　　5)浇筑下一道剪力墙混凝土前，须对混凝土界面凿毛处理，湿润后再浇筑混凝土。

　　施工缝采用快易收口网隔离，收口网背面采用钢筋作为骨架，竖向3根3m长18钢筋，间距180mm;横向0.4m长16钢筋，间距150mm。浇筑下一段混凝土前，须拆除收口网，并对混凝土界面凿毛处理，湿润后再浇筑混凝土。

　　7结语

　　1)大截面异形组合结构施工创新性地运用局部结构滞后施工方法，利用先施工结构约束后施工结构，有效解决了整体结构平面外稳定性问题，适于大跨度、大截面异形组合结构施工;混凝土侧压力则完全由钢模板背楞、芯带、螺栓及穿墙螺栓承担，模板无须采取其他加固措施，操作简便。

　　2)混凝土最大浇筑高度可达3m，模板采用定型钢模板与木模板组合拼装方式，模板吊装提升、各处构件安装拆卸方便，支模速度快、精度高，确保混凝土成型面垂直度、平整度良好，表面光滑无错台，达到清水混凝土质量要求。

　　3)整个模板系统各连接杆件标准化程度高，通用性强，可周转使用，节省材料，加快施工进度。