逆作法中的型鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點施工技術(shù)*

上海建工一建集團有限公司 上海 200120

1 工程概況

陸家嘴中心區(qū)Z4-2地塊公共綠地綜合改造工程。為地下2層、局部地下3層，地上2層、局部地上3層結(jié)構(gòu)，工程總建筑面積約37 063.5 m2，其中地下建筑面積為23 597.7 m2。

本工程基坑面積約11 160 m2。基坑采取逆作法的設(shè)計方案，立柱采用φ600 mm圓管的一柱一樁形式，利用B0層及B1的框架結(jié)構(gòu)作為水平支撐結(jié)構(gòu)，由于層高限制，部分框架梁內(nèi)設(shè)置H型鋼以彌補梁高。地下室框架柱截面尺寸為900 mm×900 mm，內(nèi)設(shè)φ600 mm圓管柱；框架梁截面尺寸為600 mm×800 mm（內(nèi)設(shè)500 mm×250 mm×12 mm×28 mm的H型鋼）～600 mm×2 000 mm（內(nèi)設(shè)1 700 mm×300 mm×18 mm×35 mm 的H型鋼）。

2 施工難點

1）梁柱節(jié)點處豎向及縱、橫向鋼筋較多，對鋼筋綁扎要求較高。

2）由于梁內(nèi)埋設(shè)H型鋼，造成常規(guī)逆作法梁柱節(jié)點環(huán)梁做法無法施工，需重新設(shè)計梁柱節(jié)點處處理方案。

3）圓管柱管壁厚度僅16 mm，與梁柱的鋼筋無法形成有效連接，圓管柱至柱混凝土外邊僅150 mm，梁柱主筋在節(jié)點處，滿足規(guī)范的錨固及連接較難保證[1-3]。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 常規(guī)梁柱節(jié)點方案

常規(guī)逆作法方案如采用圓管柱作為立柱樁，為滿足梁柱節(jié)點處鋼筋與柱端部的連接滿足規(guī)范要求，梁柱節(jié)點處均設(shè)置鋼筋混凝土環(huán)梁，梁主筋進(jìn)入環(huán)梁并滿足錨固長度即可。常規(guī)逆作法梁柱節(jié)點環(huán)梁做法見圖1。

圖1 常規(guī)逆作法梁柱節(jié)點環(huán)梁做法示意

3.2 梁柱節(jié)點處理方案

1）節(jié)點做法調(diào)整原因：由于本工程設(shè)計采用勁性鋼梁的結(jié)構(gòu)形式，常規(guī)環(huán)梁節(jié)點做法中環(huán)梁主筋與梁內(nèi)H型鋼相互影響。故本工程無法采用環(huán)梁的梁柱節(jié)點處理方案。

2）梁柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點：現(xiàn)以B0層某節(jié)點為處理方案標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點。該節(jié)點處X向、Y向主梁截面尺寸均為600 mm×800 mm（內(nèi)設(shè)500 mm×250 mm×12 mm×28 mm的H型鋼），框架主梁上端設(shè)7φ28 mm及6φ28 mm鋼筋、下端設(shè)5φ28 mm及4φ28 mm鋼筋；框架柱內(nèi)配4φ25 mm及12φ22 mm豎向鋼筋。

3）連接鋼環(huán)板：為解決梁鋼筋在梁柱階段的錨固問題，確保梁柱節(jié)點處鋼筋連接做法滿足驗收規(guī)范要求。擬在圓管柱上下兩端各設(shè)置1塊厚18 mm的鋼環(huán)板（鋼板厚度≥0.7d，d為梁主筋直徑），環(huán)板寬度70 mm，沿圓管柱一圈設(shè)置，鋼環(huán)板在每根主梁方向均設(shè)置外挑板，挑板寬度300 mm、最長225 mm（圖2）。

圖2 鋼環(huán)板做法示意

4）梁鋼筋連接處理：考慮到圓管柱與混凝土外側(cè)僅150 mm間隙，去掉鋼筋保護層后僅允許120 mm鋼筋通過。規(guī)范規(guī)定梁上端鋼筋在支座處必須保證貫通，梁上端最多共7φ28 mm鋼筋，擬在圓管柱兩側(cè)分別設(shè)置2φ28 mm鋼筋繞過圓管柱，另3φ28 mm鋼筋焊接固定在鋼環(huán)板挑板上，鋼筋與鋼環(huán)板采用焊接連接（焊接長度滿足雙面焊5d）。下端鋼筋規(guī)范允許在支座處錨固，梁下端最多共5φ28 mm鋼筋，擬在圓管柱兩側(cè)分別設(shè)置1φ28 mm鋼筋繞過圓管柱，另3φ28 mm鋼筋焊接固定在鋼環(huán)板挑板上，鋼筋與鋼環(huán)板同樣采用焊接連接。為使鋼筋繞過圓管柱，梁靠近框架柱處設(shè)置水平加腋。

5）柱鋼筋設(shè)置：由于梁柱節(jié)點內(nèi)H型鋼與梁上下兩端鋼筋縱橫交錯，柱鋼筋僅能設(shè)置在框架柱4個角部（均分處理），且必須保證柱鋼筋在梁鋼筋綁扎完畢后再進(jìn)行插筋施工。H型鋼頂部無柱鋼筋區(qū)域，設(shè)置φ22 mm鋼筋保證柱主筋之間間距≤300 mm，由于φ22 mm鋼筋僅起抗裂作用，無需錨固至梁柱節(jié)點內(nèi)。

6）梁柱節(jié)點抗剪方案：由于本工程采用逆作法施工，基礎(chǔ)頂板兼作棧橋使用，施工荷載對結(jié)構(gòu)影響較大。梁水平鋼筋從圓管柱兩側(cè)繞過后，梁柱節(jié)點抗剪性能較差，原設(shè)計方案中在圓管柱上設(shè)置12φ16 mm抗剪鋼筋，上下設(shè)置2排。為補強梁柱節(jié)點處抗剪性能，擬另在梁柱節(jié)點內(nèi)增加8個抗剪角鐵（上下兩端各4個），采用5#角鐵，長度150 mm[4-6]。

4 梁柱節(jié)點施工技術(shù)

1）鋼筋施工流程：H型鋼焊接→鋼環(huán)板焊接→抗剪鋼筋、角鐵焊接→梁主筋綁扎、焊接→柱豎向鋼筋插筋。

2）鋼筋彎起設(shè)置：考慮到鋼筋需從圓管柱兩側(cè)繞行，如鋼筋起彎點設(shè)置在框架柱截面內(nèi)，鋼筋彎起角度過大，擬在框架梁靠近框架柱1 500 mm范圍內(nèi)增加水平加腋，水平加腋最寬處同框架柱寬，鋼筋從水平加腋起彎后繞過圓管柱。水平加腋做法見圖3。

3）施工時必須著重控制鋼筋綁扎及鋼環(huán)板設(shè)置高度的誤差控制。在梁底模鋪設(shè)完畢后，在底模上彈出鋼筋排列分布線（尤其標(biāo)明鋼筋彎起位置），并在圓管柱上用紅三角標(biāo)識出上下鋼環(huán)板設(shè)置標(biāo)高線。

4）考慮到圓管柱存在一定的施工誤差（設(shè)計允許1/400，即60 mm），鋼筋綁扎時，所有梁主筋斷料長度必須根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)進(jìn)行下料。鋼筋彎曲機設(shè)置在現(xiàn)場平臺模板上，在彎曲機上標(biāo)識彎起角度，并根據(jù)現(xiàn)場實際尺寸進(jìn)行鋼筋的彎起加工。完成后的現(xiàn)場梁柱節(jié)點鋼筋綁扎情況見圖4。

圖3 梁鋼筋連接處理示意

圖4 現(xiàn)場梁柱節(jié)點鋼筋綁扎示意

5 結(jié)語

通過在逆作法型鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點內(nèi)設(shè)置鋼環(huán)板，很好地解決了梁柱節(jié)點鋼筋處鋼筋較密且無法滿足錨固長度的施工難題；通過在梁柱節(jié)點內(nèi)設(shè)置抗剪鋼筋、角鐵，使調(diào)整后的梁柱節(jié)點滿足結(jié)構(gòu)抗剪的受力要求。最后形成了一套完善的型鋼結(jié)構(gòu)逆作法梁柱節(jié)點施工處理方案，并為今后同類型型鋼逆作法工程施工提供了很好的經(jīng)驗參考[7,8]。