84 m高勁性混凝土桁架結構施工技術

□文/呂庚 張文博 田凱

84 m高勁性混凝土桁架結構施工技術

□文/呂庚 張文博 田凱

勁性混凝土桁架結構形式較復雜，施工前通過深化設計來優化鋼骨架加工和現場實施方案并運用BIM技術繪制建筑信息模型，提前判斷施工重點和難點，采用樣板引路的管理模式，按1∶1比例制作梁柱節點等復雜部位的樣板并通過對比試驗對可選施工方案進行優化，最終實現高速、高效、高質量地完成勁性混凝土桁架結構的施工。

高勁性；混凝土；桁架

勁性混凝土桁架結構在目前建筑工程中較少出現，可借鑒的施工經驗較少，本文通過運用深化設計技術、BIM技術、樣板引路等先進的技術和管理制度，實現了對勁性混凝土桁架結構從設計到施工的研究，形成了一套完整的施工技術。

1　工程簡介

1.1工程概況

南港工業區投資服務中心工程主體建筑由2座高層主樓、局部裙房及地下室幾部分組成。其中高層主體地上部分南塔樓為17層，北塔樓為18層，為鋼筋混凝土框架-剪力墻結構，南北塔樓高度分別為79.8、84.6 m。裙樓位于主樓的東側和南側地上為3層，主體斜屋面高度約15～19.5 m，采用全現澆框架結構體系。整個建筑場地范圍內均為1層地下室，層高6.3 m，整體大底盤地下室頂板作為地上結構的嵌固部位，地下室內局部為6級人防地下室。

1.2勁性混凝土桁架結構概況

主樓區域X1/S-U軸處，兩根型鋼柱之間從地上1層至頂層設有勁性混凝土桁架結構，總高度84.24 m。混凝土強度等級：0.000～28.500 m為C60；28.500～65.100 m為C50；65.100～頂層為C40，見圖1-圖5。

圖1　勁性混凝土桁架結構形式

圖2　勁性混凝土桁架結構位置

圖3　框架柱截面型鋼位置及配筋

圖4　橫撐截面型鋼位置及配筋

圖5　斜撐截面型鋼位置及配筋

2　鋼骨深化設計及混凝土澆筑工藝

2.1鋼骨深化設計

針對84.2 m高勁性混凝土桁架結構中的鋼骨進行深化設計，應用PKPMCAD系列設計軟件、SAP2000設計軟件、Xsteel建模技術以及AutoCAD深化設計軟件等。

最終確定以立柱、橫撐、斜撐為3個基本拼裝單元，而一節立柱相當于2層樓的高度，進而確定了一個安裝標準節是由2根立柱、2根橫撐和4根斜撐構成，見圖6。

圖6　勁性混凝土桁架結構基本拼裝單元形式

在深化設計圖中確定了梁柱節點做法，包括加勁肋和翼腹板尺寸、型鋼打孔的位置等，見圖7和圖8。另外，明確H型鋼柱、橫撐及斜撐拼接點翼腹板均采用全熔透坡口對接焊（一級）。

圖7　梁柱節點處做法及打孔位置

圖8　橫撐斜撐節點處做法及打孔位置

2.2樣板制作

BIM小組繪制梁柱節點BIM模型，見圖9，在樣板區按1∶1比例制作節點樣板。

圖9　梁柱節點BIM模型

2.3澆筑工藝對比試驗

由于勁性混凝土桁架結構梁柱節點及橫撐與斜撐節點處有型鋼隔板圍成的空腔，振動棒無法插入振搗，普通混凝土流動性較差，很難將其填充密實，故決定采用自密實混凝土代替普通混凝土進行施工并首先在樣板區制作節點樣板，分別采用普通混凝土和自密實混凝土進行澆筑，然后用液壓金剛石繩鋸將其從腰部截斷，將完成效果進行對比，最終確定自密實混凝土澆筑效果優于普通混凝土。

3　現場實施

3.1鋼骨施工

1）本工程勁性混凝土結構所使用的鋼骨構件，是在廠房內加工完成。

2）勁性混凝土結構鋼骨現場采用塔吊吊裝。

3）H型鋼柱、橫撐及斜撐拼接點翼腹板均采用全熔透坡口對接焊（一級）。鋼柱焊接前在縱橫兩個方向測垂直度并在四面用纜風繩固定，亦可作微調；待橫梁安裝完畢后，再次檢測立柱垂直度；最后進行斜撐安裝。

4）現場焊縫（一級），按要求100%做無損探傷檢測且不允許存在裂紋、未熔合、未焊透和條形缺陷。

3.2鋼筋安裝

鋼筋和型鋼翼緣板采用連接板焊接連接；鋼筋遇型鋼腹板時，處理方式為穿孔和彎錨。

3.3模板支設及混凝土澆筑

在鋼筋工程施工完畢后，先支設勁性柱和斜撐模板并澆筑混凝土；待滿堂架支設完畢，橫梁和上層樓板同時澆筑。

由于勁性混凝土桁架結構較復雜，細部節點較多，故模板支設采用散拼模板。而由于斜撐截面較小，故底部支撐未采用傳統的利用滿堂架支頂，而是采用鋼管和U托垂直于斜撐方向支頂的方法。

自密實混凝土澆筑，采用塔吊自卸方式；混凝土振搗采用振搗棒插搗和人工外側敲擊相結合的方式。

4　結語

通過對勁性混凝土桁架結構施工技術的研究，充分利用現有資源，運用深化設計技術、BIM技術和樣板引路管理制度，實現了高速、高效、高質量地完成勁性混凝土桁架結構的施工。

［1］ 《建筑施工手冊》編委會.建筑施工手冊［M］. 4版.北京：中國建筑工業出版社，2003.

［2］ 石國鋒，焦述偉.淺析勁性鋼筋混凝土結構施工技術［J］.黑龍江科技信息，2013，（8）：301.

［3］賈顏.淺淡勁性鋼筋混凝土結構施工技術［J］.科技創業家，2013，（9）：55.

［4］劉洋.關于勁性鋼筋混凝土結構施工技術的論述［J］.科技與企業，2013，（8）：162.

［5］ 侯景鵬，張璐.自密實混凝土配合比設計及其性能試驗研究［J］.混凝土，2013，（12）：100-101.

［6］ 郝雪飛. BIM技術在計算機輔助建筑設計中的應用初探［J］.電子技術和軟件工程，2014，（1）：102.

□張文博、田凱/中建八局第三建設有限公司。

TU755

C

1OO8-3197（2O16）O1-19-O3

2O15-12-31

呂庚/男，1988年出生，助理工程師，中建八局第三建設有限公司，從事工程技術營理工作。

□DOI編碼：1O.3969/j.issn.1OO8-3197.2O16.O1.OO7