多向鋼筋混凝土梁相交于鋼管混凝土柱施工技術

王 旭，徐文龍，王志東，王聿萌，呂一品

（中建三局集團有限公司，哈爾濱 150000）

多向鋼筋混凝土梁相交于鋼管混凝土柱施工技術

王 旭，徐文龍，王志東，王聿萌，呂一品

（中建三局集團有限公司，哈爾濱 150000）

哈爾濱太平國際機場T2航站樓擴建工程（T2航站樓及高架橋項目），在航站樓主樓外側設計了鋼管混凝土柱，與之相交的梁為鋼筋混凝土梁，通過鋼管混凝土柱正交的梁穿鋼管柱，而對于多個方向的梁相交于鋼管柱的情況采用環(huán)板加環(huán)梁的方式連接。本文結合太平機場項目的施工對多向鋼筋混凝土梁穿鋼管柱的施工進行了總結和闡述。

鋼管混凝土柱；鋼筋混凝土梁；施工技術

0　引 言

鋼管混凝土柱就是把混凝土灌入鋼管中并搗實以提高鋼管的強度和剛度，鋼管混凝土柱能夠充分發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料各自的優(yōu)點，同時克服了鋼管結構容易發(fā)生局部屈曲的缺點，一般按照截面形式分為矩形鋼管混凝土柱和圓形鋼管混凝土柱。鋼管混凝土柱與混凝土梁相交的節(jié)點形式較多，梁鋼筋穿鋼管柱的形式較為常見。此種施工工藝對鋼管柱的預留鋼筋孔要求高，施工難度相對較大，本文結合實際情況對圓形鋼管混凝土柱與混凝土梁相交的施工進行闡述。

1　哈爾濱太平國際機場T2航站樓擴建工程概況

哈爾濱太平機場T2航站樓擴建工程位于哈爾濱市道里區(qū)太平機場內，航站樓設計分為A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)，A區(qū)為既有的T1航站樓，B區(qū)為航站樓主樓區(qū)域，基本跨度為18 m，C區(qū)為指廊區(qū)域，基本跨度為12 m。

本工程的B區(qū)航站樓設計為鋼管混凝土柱，截面尺寸為直徑1.6 m，柱內全高采用C40無收縮細石混凝土。鋼筋混凝土梁與之相交的節(jié)點形式分為兩種：一種是鋼筋穿過鋼管混凝土柱，需在柱內錨固的進行錨固，無需錨固的則需穿過整個鋼柱；另一種是在節(jié)點位置設置環(huán)梁和環(huán)形牛腿，鋼筋焊接在環(huán)形牛腿上，達到梁與柱相接的目的。

2　施工難點分析

（1）本工程采用的鋼管柱作為鋼筋混凝土梁的制作，鋼筋需穿過鋼管柱，其施工精度及質量是本工程控制的重點和難點。

（2）多向梁相交于同一根鋼管柱，鋼筋的錨固形式和其施工質量也是本工程的重點和難點。

（3）多向梁相交于統(tǒng)一鋼管柱的節(jié)點位置，鋼筋密集復雜，且設置環(huán)形牛腿和環(huán)梁，節(jié)點情況復雜，混凝土的澆筑是其控制的重點。

3　節(jié)點的深化設計

本工程的鋼筋混凝土梁與鋼柱的連接節(jié)點形式多樣，設計上分為兩種，一種為鋼筋穿鋼管柱形式，如圖1-1、圖1-2所示，在正交的兩個方向的梁相交時使用；另一種是設置環(huán)形牛腿加環(huán)梁作為混凝土梁鋼筋的錨固支座，如圖1-3所示，針對多向梁相交時使用。

圖1-1　柱腳位置鋼筋穿鋼管柱模型

圖1-2　二層位置鋼筋穿鋼管柱模型

圖1-3　環(huán)板位置模型

設計提供的圖紙深度無法滿足鋼結構的加工要求，因此需根據總的設計要求和設計文件對其進行深化設計，尤其上述兩種節(jié)點形式均比較復雜，良好的深化設計工作，是保證施工順利進行的前提條件，同時也是保證施工質量一次成型的必要條件。

本工程基于BIM技術對鋼結構進行深化設計，將節(jié)點位置的深化設計作為重點工作，基于BIM技術的各個軟件的對比，采用應用程度高的TEKLA Structures軟件對其進行深化設計，并利用其優(yōu)越的出圖性能和量表統(tǒng)計性能進行出圖及工程量的統(tǒng)計。

對于節(jié)點位置的深化設計，由鋼筋翻樣人員采用CAD軟件對混凝土梁縱向鋼筋進行排布。對于鋼筋穿鋼管柱的節(jié)點部位，因其鋼筋需穿過鋼管，且鋼管柱的開孔不能過大，開孔過大會削弱鋼管柱的截面。根據設計和規(guī)范要求，對其每根鋼筋的水平位置和鋼筋的標高進行初步確定，同時有雙筋并筋的穿孔位置應予以重點掌控，使其滿足現場的施工要求，經過排布的節(jié)點再增加到TEKLA模型中，通過TEKLA中三維可視化的優(yōu)勢，對鋼筋的排布進行優(yōu)化，最大限度做到深化設計滿足施工的方便和可操作性。對于環(huán)形牛腿及鋼筋混凝土環(huán)梁的部位，主要是針對與其相交的每根混凝土梁內的縱向鋼筋的標高予以控制，為了盡量減少環(huán)板的設置，梁的每排縱向鋼筋的標高宜設置在同一標高，并根據梁鋼筋的標高確定每層環(huán)形牛腿的環(huán)板標高。

對于需開孔的鋼管柱，根據深化設計圖在工廠內加工期間完成開孔，其開孔工藝為銑孔，對于環(huán)形牛腿的節(jié)點，因每一排鋼筋均需與環(huán)板進行焊接，環(huán)板的密度較大，考慮其可操作性，選擇在現場焊接安裝。

4　節(jié)點部位的施工

4.1鋼筋穿鋼管柱節(jié)點施工

此位置相對較為復雜，采用三維模型將此部位對工人進行交底，如圖2-1到圖2-6所示，主要從各個構件施工的先后順序以及過程中的注意事項進行交底。

圖2-1　吊裝下一節(jié)鋼柱

圖2-2　焊接鋼柱 并拆除連接耳板

圖2-3　搭設腳手架并支模板

鋼筋穿鋼管柱節(jié)點的施工，主要是控制鋼結構的安裝方向和安裝精度，鋼結構的構件在工廠加工后進行編號，根據其編號進行吊裝，吊裝的方向需按照圖紙標注進行，吊裝過程需有專業(yè)的測量工程師對其標高和柱子的垂直度進行核對，對發(fā)現的偏差及時糾正。

圖2-4　穿鋼筋

圖2-5　澆筑鋼柱內混凝土

圖2-6　澆筑樓板混凝土

按照梁的配筋信息，將梁底筋插入鋼管柱內，宜優(yōu)先施工節(jié)點部位，按照規(guī)范和圖集要求在圖集允許范圍內進行鋼筋的連接，其連接形式采用直螺紋套筒連接。

4.2環(huán)形牛腿及環(huán)梁的施工

環(huán)形牛腿及環(huán)梁的節(jié)點施工相比鋼筋穿鋼管柱的形式復雜，多根多向梁同鋼管混凝土相交，若仍采用鋼筋穿鋼管的做法，一方面會對鋼管柱的截面削弱過大，另一方面在此位置相交的混凝土梁數目較多，且梁的方向各異，梁頂標高相同，將導致鋼筋層數過密，無法滿足鋼筋保護層厚度要求，鋼筋的標高控制難以保證，因此設計上采用環(huán)形牛腿加環(huán)梁的形式對此位置進行處理。

多個方向的梁都要與鋼管柱相交，梁的底筋與面筋每排鋼筋都需與鋼環(huán)板焊接，環(huán)板的層數需根據與其相交的梁中，鋼筋的排數和梁的高度確定，每層環(huán)板的具體位置需充分考慮鋼筋混凝土梁的截面尺寸及鋼筋保護層厚度，以及相鄰兩排鋼筋之間的距離確定。

施工順序為：現將環(huán)形牛腿的豎向加勁肋焊接完成，再從下部向上部焊接鋼制環(huán)板，且每焊接完成一層環(huán)板需焊接與本層環(huán)板相連接的梁縱向鋼筋，再焊接第二層環(huán)板，再焊接與第二層環(huán)板相連接的鋼筋，按照此順序直至最上面一層環(huán)板和鋼筋焊接完成，焊接的焊縫長度為雙面焊5D，梁主筋伸至鋼管柱邊，保證足夠長度的錨固，如圖3-1到圖3-6所示。

圖3-1　焊接環(huán)梁加勁肋

圖3-2　焊接底層環(huán)板

圖3-3　焊接底層鋼筋

圖3-4　全部底筋及環(huán)板完成

圖3-5　環(huán)板及梁筋完成

圖3-6　環(huán)梁鋼筋完成

4.3混凝土環(huán)梁的施工

為包裹住鋼環(huán)板做成的環(huán)形牛腿，在環(huán)形牛腿外側設計混凝土環(huán)梁，并配置構造鋼筋，防止環(huán)梁內混凝土開裂，同時兼顧混凝土與鋼結構及混凝土梁的連接作用，如圖4所示。

圖4　環(huán)梁的鋼筋設置

4.4混凝土澆筑

對于鋼筋穿鋼管柱的混凝土澆筑，在澆筑鋼管柱內的混凝土時，當澆注到梁的標高時，需尤其注意鋼筋位置的混凝土振搗，避免鋼筋交叉導致骨料無法下落。

環(huán)形牛腿及環(huán)梁的寬度較大，相鄰兩層鋼環(huán)板的間距較小，為方便環(huán)板之間的混凝土澆筑，保證混凝土的密實度，在每層環(huán)板上設置混凝土澆注孔，如圖5所示，且此部位選用細石混凝土澆筑。對于環(huán)梁的混凝土澆筑需注意控制混凝土的澆筑速度和混凝土的控制，確?；炷脸錆M整個環(huán)梁，保證環(huán)梁混凝土的密實度。

圖5　混凝土澆注孔

5　結 語

哈爾濱太平國際機場項目采用鋼筋穿鋼管的形式解決了正交梁相交于鋼管柱的施工，并利用BIM技術對鋼管柱進行深化設計，從根源上促進了施工質量，采用鋼環(huán)板作為鋼牛腿，同時增加混凝土環(huán)梁，解決了多個方向的梁相交于同一根鋼管柱的施工難題，尤其是每個方向的混凝土梁的截面及配筋信息不盡相同，可通過采用多層環(huán)板，成功解決這一難題，且施工完成后效果良好。

主要參考文獻

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10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.16.058

TU398.9；TU375.1

A

1673-0194（2016）16-0089-02

2016-07-20