体育馆下隔震支座应用施工技术

文／王立辉 北京华城工程管理咨询有限公司 北京 100083

1.工程概况

雄安体育中心项目位于启动区东北E01 单元，北至EA1，东侧、西侧、南侧为城市公园绿地与广场用地。项目主体结构由一场两馆三个单体组成，包括体育场、体育馆以及游泳馆。体育馆位于场地东侧，建筑面积62126m2，抗震设防烈度为9 度。体育馆为甲级特大型综合体育馆，总座位10001 座，可举办篮球、冰球、体操、电子竞技和各类演艺活动，建筑东西宽158.200m，南北长164.700m，馆顶建筑标高23.815 m。体育馆采用混凝土框架+隔震体系+钢结构屋盖的形式。屋盖结构形式为双向桁架，分为主桁架、次桁架、径向桁架、环向桁架以及封边桁架[1]。

图1 体育馆效果图（图片来源本工程设计图纸）

2.隔震支座概况

隔震支座是一种弹性材料在建筑结构中发生弹性变形作用，从而减小地震所带来的荷载，保护建筑物的结构和人员安全的一种结构体系，其实现了深度抑制地震荷载、减小建筑物振动响应等抗震设计理念。

2.1 隔震支座的应用概况

隔震支座的设计理念基于减震原理和隔震原理，是利用弹性材料的弹性变形特性，以保障结构安全性。隔震支座分为橡胶支座和金属支座两大类，其中橡胶支座主要采用高强度橡胶材料制造；金属支座则由压缩和拉伸的金属弹簧等制成。隔震支座在地震荷载作用下，弹性材料发生弹性变形，从而消耗震动能量，减小地震所造成的荷载，达到降低地震灾害风险的效果[2]。

体育馆是一个特殊的建筑类型，需要考虑人员密集和大量活动的情况，在抗震设计中需要特别关注地震发生时人员和设施的安全。隔震支座设计可以减小体育场馆所受到的地震震动影响，从而提高体育场馆的抗震能力。在体育场馆中，隔震支座的设计需要考虑许多因素，例如设计用途、地震波预测、地质条件等。不同类型的体育场馆需要不同的隔震支座设计方案。例如，对于体育馆等涉及到大量支撑结构的场馆，设计方案需要考虑到支撑结构的连续性和稳定性，同时需要使用长寿命的高性能材料和专业的生产技术，尽可能提高隔震支座的使用寿命。从可靠性的角度来说，隔震支座需要具备高可靠性，这意味着它的设计应该考虑到各种自然条件和环境变化，例如高温、低温、潮湿、干燥、腐蚀等，并采用先进科技进行生产，以确保其使用寿命和稳定性。

2.2 隔震支座设计概况

雄安体育中心项目体育馆隔震支座设置于结构标高-2.300 和-0.100 之间，钢筋混凝土结构，隔震支座共222 个，其中橡胶支座142 个，弹性滑板支座80 个。橡胶支座分为LNR900 和LNR1100 两种型号。LNR900支座的有效直径为900mm，橡胶总厚度为166mm，支座高度为318mm，第一、第二形状系数分别为28.49 和5.42，极限剪应变为400%，竖向刚度为3935KN/mm，等效水平刚度为1.363KN/mm。LNR1100 支座的有效直径为1100mm，橡胶总厚度为202mm，支座高度为390.5mm，第一、第二形状系数分别为33.14 和5.45，极限剪应变为400%，竖向刚度为4888KN/mm，等效水平刚度为1.637KN/mm。

图2 橡胶支座（图片来源于本工程BIM 模型）

弹性滑板支座共有ESB400 和ESB600 两种型号，各40 个。ESB400 支座的有效直径为400mm，橡胶总厚度为20mm，支座高度为114mm，初始刚度为5KN/mm，竖向刚度为4810KN/mm，摩擦系数为0.02，最大滑移位移为500mm。ESB600 支座的有效直径为600mm，橡胶总厚度为20mm，支座高度为106mm，初始刚度为14KN/mm，竖向刚度为10000KN/mm，摩擦系数为0.02，最大滑移位移为500mm。

2.3 隔震支座施工方法

隔震支座是一种可以实现建筑结构隔震的重要技术，其能够通过将建筑结构与地基分离来降低震动水平，从而提高建筑物的抗震性能。隔震支座的安装工艺必须精细，其包括以下几个步骤：

进行基础设施施工-隔震支座的施工需要考虑现场地基的承载能力，必须选择可靠的基础设施，并对其进行必要的加固。比如，选择混凝土基础、地下注浆桩等，这些都是常见的基础设施。在选定基础设施后，测量出准确的位置值并做好标记，然后进行现场的基础施工[3]。

进行调试和测量-在基础施工完成之后，需要进行隔震支座的调试和测量工作。首先，对支座的预设高度进行测量，并进行调整来适应不同的建筑结构高度。然后，使用精准仪器进行整体或部分支座的水平度测量，并做出相应的调整以保证支座的水平度和平面度。

进行支座的安装-在进行支座安装之前，需要确保隔震支座的上下部分能够有效地配合。按照现场设计要求，将隔震支座设置在预先设置好的位置，并对其进行固定。在支座的安装过程中，重点是要确保支座与地基之间的间隙控制和安装质量，以保证支座的稳定性和安全性。

进行隔震系统的紧固和调试-在隔震支座的安装完成之后，需要进行紧固工作，包括对隔震支座与建筑结构之间的连接进行检查和调整，以及对支座上下部的紧固螺栓进行调整和再次紧固，以确保隔震支座与建筑结构之间的连接牢固可靠。

图3 弹性滑板支座（图片来源于本工程BIM 模型）

图4 定位预埋板（图片来源于作者现场拍摄）

3.隔震支座施工技术要点

3.1 连接件（定位预埋板、套筒及锚筋）定位、固定

连接件作为隔震支座的重要组成部分，如定位预埋板、套筒及锚筋等必须在施工过程中做到位准确，固定可靠。一般来说，定位预埋板和套筒的定位需要进行底模、截面和上下支墩的连续性检查。锚筋的种类和数量应满足设计要求，并且需要保证在隔震层极限位移和锚筋应力范围内。连接件的固定需要考虑到施工精度和方便性，一般在砼硬化前立即完成；同时还要注意隔震支座的插孔大小、对中需求以及紧固力的合理分配，以确保结构的整体稳定和刚性[4]。

项目的隔震支座型号不一，各型号支座高度不一样，造成了隔震支座上支墩有多个高度及类型的复杂情况。为了保证定位准确，上支墩标高准确，测量人员应熟知各种支座型号的参数，各支墩的设计标高等，保证在测量定位时的准确性，从而保证上部结构的顺利施工。

预埋套筒上口及胶套（为预留出隔震支座下法兰板厚度以方便支座安装所设）下口预先与定位预埋板用螺栓拧紧固定，以确保套筒的位置准确。为保证预埋套筒的锚固长度和竖向固定，采用有加工螺纹的预埋锚筋与预埋套筒相连。将拧紧后的连接件放入下支墩钢筋中，按深化图纸要求调整连接件标高、平面位置、水平度。此过程测量是整个隔震支座安装的关键，需各工种密切配合，测量并调整定位预埋板的标高、平面中心位置及平整度。根据偏差大小适时对套筒及锚筋进行调整[5]。

3.2 下支墩浇筑

下支墩浇筑的过程需要注重施工工艺和成品质量的管理。在施工过程中，应经常检查施工质量，确保钢筋数量、高度和工字钢架位置等要求的合理性；同时注意砼的配合比例、坍落度和作业期限等。在浇筑后，应严格按照要求及时进行裂缝处理和养护保养。下支墩的质量直接关系到隔震支座的承载能力和安全性，因此务必采用科学地施工工艺与管理模式。

在下支墩浇筑混凝土前必须进行定位复测，复测内容包括预埋件标高、中心位置和水平度。逐个核对规格、型号、锚筋型号是否与设计图纸一致。混凝土浇筑一次浇筑成型，混凝土入模位置为预埋板中间预留孔洞，混凝土振捣过程中严禁碰撞预埋及锚筋。混凝土浇筑完毕后，混凝土终凝前，将定位板拆除，重新将螺栓拧入套筒内，原浆将混凝土面找平压光，然后对隔震支座预埋件进行复测并记录，复测内容包括预埋件标高、中心位置及平整度。为避免砂浆、混凝土等杂物进入套筒孔内，螺栓应拧入套筒内。

3.3 上支墩浇筑

在隔震层的铺设过程中，钢筋绑扎和砼浇筑的质量直接影响到结构的整体稳定性和隔震效果。因此，在上支墩的施工过程中，应注意布置隔震层钢筋，绑扎需要具有足够的强度和可靠性，避免出现绑扎不紧、锚固不至、钢筋解体等问题。隔震层混凝土的浇筑应按照标准操作，确保砼的质量和工艺符合设计要求，同时要注意砼的早期保养措施，以确保隔震层的耐久性和整体性能。

图5 隔震支座上部连接件固定（图片来源于作者现场拍摄）

上支墩钢筋笼在绑扎过程，可采用现场的定位板，预先将上支墩锚筋的位置预留，然后将上支墩钢筋笼放置在支座顶面，将上部预埋件用螺栓连接到隔震支座上。依次安装上支墩底模，底模表面应与支座顶面平或略高于支座顶面，上支墩混凝土浇筑拆模后，上法兰板应外露。注意上部柱子插筋，满足锚固长度时可采用直锚[6]。

由于隔震支座安装过程和模板支撑、拆除过程中不可避免对隔震支座法兰板油漆造成损坏及污染。隔震层施工完毕，模板拆除后，对隔震支座法兰板油漆进行修补并清洁除污，对螺栓表面涂抹黄油，形成保护膜，减少后期螺栓锈蚀。

结语：

在隔震支座的施工过程中，连接件的定位、预埋板、套筒及锚筋等的固定是十分重要的。这些连接件需要保证位准确，固定可靠，并且满足设计要求。在连接件固定过程中，需要考虑施工精度和方便性，并且要注意隔震支座的插孔大小、对中需求以及紧固力的合理分配，以确保结构的整体稳定和刚性。此外，在隔震支座安装过程中，测量人员应熟知各种支座型号的参数，各支墩的设计标高等，保证在测量定位时的准确性，从而保证上部结构的顺利施工。

下支墩浇筑的过程也需要注重施工工艺和成品质量的管理，确保钢筋数量、高度和工字钢架位置等要求的合理性；同时注意砼的配合比例、坍落度和作业期限等。在上支墩的施工过程中，应注意布置隔震层钢筋，绑扎需要具有足够的强度和可靠性，避免出现绑扎不紧、锚固不至、钢筋解体等问题。隔震层混凝土的浇筑应按照标准操作，确保砼的质量和工艺符合设计要求。同时，隔震支座施工过程中不可避免对隔震支座法兰板油漆造成损坏及污染，在施工完毕后应进行修补并清洁除污，对螺栓表面涂抹黄油，形成保护膜，减少后期螺栓锈蚀。