忠县电竞场馆室内看台 (见图1) 斜平台为钢结构+混凝土组合结构, 弧形台阶式观众看台为钢架+混凝土结构。场馆内共6 000余座位, 平台最大圆弧半径为41m, 座位下独立送风口约4 500个。座椅看台为阶梯式, 纵向每一步看台平台高度各异, 层与层之间也为阶梯布置, 送风口预埋定位要求高, 斜平台定位难度大。施工过程中采用无棱镜模式测程, 提高测量精度;采用压型钢板, 避免竖向支撑, 座椅看台采用钢架+混凝土结构。

弧形钢架看台空间定位与安装, 平面采用常规三维定位, 斜面采用无棱镜模式测程, 提高测量精度;斜看台模板采用压型钢板, 无需支模, 同时方便风口预留, 施工方便;观众看台优化为钢架+混凝土形式, 主要受力结构为钢架, 经过计算设计钢架形式和大小, 通过BIM三维模型与现场实际情况相结合, 精确钢架下料尺寸;钢架与斜平台连接形成钢架看台。

1) 忠县电竞场馆为弧形台阶式室内看台, 共4层。其中1层看台基础为钢结构斜梁, 3~4层看台基础为悬挑桁架结构。看台钢结构使用Tekla深化软件建立模型, 采用热弯工艺进行制作。对3~4层斜平台桁架提取三维坐标, 根据三维坐标制作胎架、设置定位板, 对三角桁架进行地面拼装, 节约工期、增强了施工精度。

2) 看台斜面下部空间狭小, 支模困难, 因此采用压型钢板, 避免了常规支模, 节约工期, 同时保证了施工质量。

3) 为确保观众视野效果, 标高控制尤为重要。通过高精度、无棱镜模式量程全站仪设备, 改进传统施测程序及方法。先用无棱镜模式测程、全站仪测量出弧形看台纵向中心线和弧线切线, 计算出每个测量弧点与中心线及弧线切线的距离, 然后用钢尺测量出每个点的位置, 有效保证了弧形看台定位测量的准确性, 加快了测量速度。

4) 座椅平台优化采用钢架+混凝土的形式施工, 在满足看台平台实用性的基础上, 减小了看台主体结构的整体压力, 减少自重。采用钢架施工能更好地控制标高, 同时减少材料浪费。

5) 看台平台骨架采用镀锌矩形管, 钢架上垫钢板, 后绑扎钢筋、浇筑混凝土, 垂直面采用双层防火板, 看台面层为橡胶地板。采用BIM三维模型与现场实际情况相结合, 对钢架进行计算下料, 确保了施工的精确性和看台标高的准确性。

采用Tekla软件, 结合钢结构CAD图纸, 对钢结构构件进行深化, 明确各钢构件长度、各类辅件尺寸、数量等。利用软件对钢构件进行排版编号, 便于材料下料, 同时在深化计算时, 确定钢结构吊点位置, 钢结构梁设置2个吊点、钢结构柱设置4个吊点, 确保吊装安全。

构件采用工厂散件制作运至施工现场, 由现场搭设桁架拼装胎架实施钢桁架拼装, 先拼装上下弦, 然后拼装腹杆, 最后拼装端头挑梁。

以圆心为基准点, 根据结构图纸, 采用全站仪在1层楼板上将看台首节柱进行定位安装。

1层斜看台钢结构为斜梁, 1~2层结构柱安装完成后, 采用塔式起重机及汽车式起重机配合钢梁进行吊装, 先吊装下部主梁, 与结构柱固定后再吊装上部第2根钢梁, 最后安装环向钢梁。1~2层看台结构如图3所示。

3~4层斜看台结构 (见图4) 为桁架结构, 先进行地面拼装, 拼装完成后用塔式起重机及汽车式起重机配合吊运至指定位置。钢桁架吊装时, 调整标高平整度, 设置2个吊点, 均位于桁架上部斜梁上, 作业人员站立在钢柱爬梯上作业 (安全带挂在防坠器上) , 将桁架与钢柱 (钢板剪力墙) 连接固定, 待桁架上、下2个点均固定好后, 方能取吊钩。纵向桁架安装完成后, 再进行环向钢梁安装。钢梁 (桁架) 固定好后, 安装环向钢梁时, 操作人员安全带挂在已安装完成的钢梁 (桁架) 安全绳上。钢梁安装过程中, 已安装完成区域下部满挂安全网。

看台斜面支撑板采用肋形、镀锌薄钢板。钢板直接与钢梁连接, 栓钉与钢梁焊接固定。

1层看台钢结构为平滑钢梁, 压型钢板水平方向铺设, 压型钢板与纵向钢梁固定;3~4层看台钢结构为桁架, 压型钢板纵向铺设, 压型钢板与环向钢梁固定, 因环向钢梁翼缘板为平直板, 压型钢板无法直接与其连接, 需在钢梁上增加1块斜板, 方便与压型钢板平滑连接固定, 如图5所示。

压型钢板铺设时相邻跨需板肋对板肋, 边铺设、边调整, 及时校正压型钢板的位置。压型钢板与钢梁的搭接≥50mm, 点焊间距为每肋槽点焊固定1次。当压型钢板支承在角钢上时, 须将压型钢板与角钢焊牢。

压型钢板间的侧搭接为公母扣合, 为防止钢板因承重而分开, 在侧搭接处用12号 (5) 自攻螺丝固定或点焊, 间距900mm。压型钢板侧向搭接如图6所示。

压型钢板在铺设过程中, 由于钢梁的尺寸与压型钢板的规格不合模数, 因此在钢梁边会存在一定空隙, 对于空隙距离>200mm的部位采用切割压型钢板的方式进行封闭;对于空隙距离<200mm的部位, 则采用专门的收边板进行封闭, 如图7所示。

根据压型钢板悬挑长度, 选择包边板的厚度, 制作L形钢板包边。包边板焊接于钢梁上翼缘, 焊接最小长度为50mm。

按照方案及规范进行施工。

压型钢板及栓钉安装完毕后, 绑扎斜看台钢筋, 因坡度较陡, 施工过程中作业人员须正确佩戴安全带, 安全带挂于看台钢梁的吊耳上。

1层共14步座椅, 平台踏步高度呈600mm递增, 斜面坡度22°;3层共6步座椅, 平台踏步高度呈700mm递增, 斜面坡度25.7°;4层共4步座椅, 平台踏步高度呈900mm递增, 斜面坡度33°。在施工过程中对标高要求较为严格, 要求放线须精准。台阶式看台如图8所示。

为保证测量放线精度, 首先应确立本工程的一个基准, 本工程以场馆内圆心为基准发散分区, 通过室外控制网, 多次确认无误后, 建立二级控制网。依据基准点、线, 考虑到温差对计量以及地面不平造成的误差, 采用全站仪复核相互间的几何关系, 搞清点、线间的关系, 以及相互间的几何尺寸, 通过点、线精度提高看台施工精度。

以圆心为基准点, 根据CAD图纸中每步台阶水平方向宽1 500mm, 确定每条弧线的切线, 以看台走道踏步中线为中心线, 将看台分为11个区;利用弧形看台纵向中心线及每条弧线切线的任意两点进行定位, 用墨线在斜看台上逐条弹出;根据弹出的纵向中心线和每条弧线切线进行定位测量。沿弧线切线方向每隔500mm测定一个弧点, 逐个定位测量, 每个弧点弧向相连形成弧线。弧点相对纵向中心线距离:b=n×500 (n为自然数, n=1, 2, 3, 4, 5, 6…) 。确定相对于弧线切线距离的计算:C_n=R-a_n (n为自然数, n=1, 2, 3, 4, 5, 6…) , 式中: (n为自然数, n=1, 2, 3, 4, 5, 6…) ;C_n为每个弧点距弧线切线的距离;b_n为每个弧点距弧形看台纵向中心线的距离;a_n为圆心过弧点弦线的垂直距离;R为圆心至弧线的距离, 即为半径。根据已定位测量出弧形看台纵向中心线、每条弧线切线、已计算每条弧线上弧点的相对位置距离为b_n, C_n, 用钢尺逐个定位测量出每个弧点, 将每个弧点弧向相连即为弧线。看台定位如图9所示。

根据CAD图纸上风口距弧线边水平距离及风口间距600mm的要求以及斜面角度, 通过余弦计算公式, 计算出风口距弧线边斜边距离, 对风口进行定位, 定位准确后采用PVC管进行风口洞口预埋。

看台水平方向可分区段浇筑, 每层分为6段进行施工。采用钢丝网拦截, 竖向必须连续浇筑, 看台斜板混凝土浇筑由下至上分段平行进行均匀下料。看台板为斜板, 坡度>22°, 混凝土浇筑较困难, 为保证成型效果, 采用坍落度约170mm混凝土, 地泵输送浇筑, 混凝土自泵管口自由下落高度≤2m。看台混凝土浇筑水平分区如图10所示。

因看台为阶梯式, 每步高度不同, 则斜板厚度也不相同, 斜板并非一个平滑的斜面, 斜面最薄区域厚150mm, 最厚部位达200mm。所以在混凝土浇筑前, 现场每一步弧线拉1道钢丝网, 根据CAD图纸, 量出每一步起点和终点的斜板厚度, 在浇筑过程中, 每步每隔10m使用钢筋确定标高 (钢筋数量根据分区浇筑宽度确定) , 分步浇筑时, 每步斜面长约1.7m, 与斜面整体浇筑相比, 大大降低了坡度和标高误差。调整看台混凝土坍落度, 防止浇筑上部混凝土时混凝土快速滑落堆积, 影响下部已浇筑区域, 破坏标高。同时在混凝土浇筑过程中, 第1步浇筑时可少浇筑10mm, 因坡度陡, 第2步浇筑时, 虽已调整坍落度, 但依然会存在少许混凝土滑落至第1步的情况, 则在第2步浇筑完成时, 对第1步进行抹平收光, 达到指定标高, 以此类推, 直至浇筑完成。

根据功能要求, 对看台进行深化, 确定钢架形式和材料尺寸。看台钢架采用镀锌矩形管, 上部采用镀锌钢板, 钢架与斜台结构采用钢板+化学螺栓固定, 如图11, 12所示。

1) 基层测量排版 确定看台宽度、高度、整体圆弧形布置, 预留走道台阶的位置, 保证施工后效果整洁、美观、流畅。

2) 通过内装BIM和看台分区, 对看台钢架进行下料, 确保看台完成面标高。水平矩形管进行冷弯处理。

3) 弹线 (1) 根据斜板混凝土浇筑时每步预留的钢丝网, 在斜板上重新弹出看台弧线。已知角度和装饰完成面高度, 根据直角三角形正弦计算公式, 计算出埋板至弧线的斜面长度, 确定埋板位置。地面龙骨安装前在地面上弹出底排标高线, 并在地上做好控制线, 根据排版尺寸弹出分格线。 (2) 平台上龙骨安装前根据排版采用地面倒投影法弹线, 位置和材料准备齐全后即可对钢架进行安装, 埋板与结构斜面采用4根M12化学螺栓进行固定, 竖向矩形管与埋板满焊固定, 管与管间采用焊接连接。看台钢架排版如图13所示。

按照方案要求依次施工基层、自流平以及橡胶地板。

平台橡胶地板施工完成后, 采用全站仪和经纬仪对看台座椅进行定位, 座椅位置距平台内边400mm, 水平间距600mm。座椅定位准确后再次对平台风口定位 (风口位于座椅支座中部) , 风口定位后用水钻进行开孔, 再安装风口和座椅。

1) 看台钢结构基础的单片桁架地面拼装, 结合Tekla深化软件建立模型, 通过提取安装数据, 为安装施工做精准的技术支持。

2) 通过高精度、无棱镜模式量程全站仪设备, 对斜看台进行定位放线, 改进了传统施测程序及方法, 有效保证了弧形看台定位测量的准确性, 加快了测量速度。

3) 斜看台模板支撑施工难度大, 普通木模板转化压型钢板无需设置支撑架, 方便现场施工, 降低了施工难度、节约工期。

4) 观众看台优化为钢架+混凝土结构形式, 在满足功能要求的情况下, 节约了混凝土的用量, 降低了看台钢结构基础负荷, 增大了结构的整体安全性。

5) 采用BIM建模、三维定位, 大大提高了看台完成面的平整度和垂直度, 更精确地控制看台标高。

6) 弧形钢架看台空间定位与安装技术, 既能满足功能需要又降低了成本, 减少了时间、材料、人力的浪费, 通过本技术节约看台工期1个月, 为后续工序的穿插创造了工作面, 节约成本约25.98万元。