大跨鋼筋混凝土錯(cuò)列桁架在工程中的實(shí)踐

黃桂忠（廣東省建筑工程集團(tuán)有限公司 廣東 廣州 510010）

0 引言

剪力、抗平面彎矩具有可靠性。

鋼筋混凝土錯(cuò)列桁架其結(jié)構(gòu)體系具有良好的受力性，在建筑工程當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用可有效節(jié)省建筑材料使用[1]。在建筑工程中，采用大跨鋼筋混凝土錯(cuò)列桁架結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)科學(xué)平面規(guī)劃、空間分割，設(shè)計(jì)理想空間。支撐體系通過(guò)沿垂直方向設(shè)置水平、豎向杵件，對(duì)大跨度、大荷載采用桁架轉(zhuǎn)換代替大梁轉(zhuǎn)換，節(jié)省工程成本[2]。將大跨桁架及建筑空間結(jié)合，以桁架錯(cuò)列布置，使建筑空間得到最大化利用。桁架在樓層間錯(cuò)列布置，受側(cè)向力影響，桁架上等效荷載作用開(kāi)間上側(cè)向荷載，樓板傳遞一部分側(cè)向荷載（向下），使得整體抗平面

1 工程概述

珠島09號(hào)工程位于廣州市沿江東路463號(hào)珠島賓館內(nèi)，總建筑面積約4.5萬(wàn)m2，兩層地下室，地下室建筑面積約2.5萬(wàn)m2，其中地上部分由1座1500座大會(huì)議廳（A棟）及1座800座中小會(huì)議室（B棟）組成。地上3層，建筑高度26m，總造價(jià)3.66億元。A棟大會(huì)議廳采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，屋面局部大跨度采用鋼桁架結(jié)構(gòu)；B棟中會(huì)議室采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，大跨度屋架采用鋼桁架結(jié)構(gòu)；B棟小會(huì)議室采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。主要介紹B棟會(huì)議室吊柱結(jié)構(gòu)鋼屋蓋施工技術(shù)。B棟建筑物共3層，2層以下及地下室（2層）為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，2層樓面以上部分（含屋架）采用鋼結(jié)構(gòu)，大跨度屋架采用大跨鋼筋混凝土錯(cuò)列桁架，局部采用鋼桁架結(jié)構(gòu)。建筑物平面呈正八邊形，邊長(zhǎng)為47.7m。為確?？臻g性功能房間需求，在大跨度屋架采用大跨鋼筋混凝土錯(cuò)列桁架進(jìn)行施工建設(shè)，工程中采用的現(xiàn)澆鋼筋混凝土桁架，以C32鋼筋以直螺紋方式連接。

2 施工困難及解決

2.1 桁架施工問(wèn)題

2.1.1 節(jié)點(diǎn)密集

大跨鋼筋混凝土錯(cuò)列桁架由下弦、豎桿、斜腹桿、上弦構(gòu)件組成，以次梁及樓板聯(lián)系，桁架下弦梁、豎桿、斜腹桿在鋼筋綁扎當(dāng)中，鋼筋節(jié)點(diǎn)密集，施工面臨較大壓力。

2.1.2斜腹桿混凝土澆筑不理想

鋼筋混凝土斜腹桿施工中需要保持一定角度，受桁架自身鋼筋節(jié)點(diǎn)密集影響，對(duì)混凝土澆筑中需要振搗，但是其振搗難度大，蜂窩、麻面等不合理現(xiàn)象嚴(yán)重。

2.1.3模板支撐及拆除存在的問(wèn)題

桁架梁0.8x1.4m，且實(shí)際跨度為24.4m，桁架上弦桿、豎桿、斜腹桿、下弦梁施工荷載較大（荷載可達(dá)到24.1kN/m2），桁架整體施工承載受力大。2.1.4 桁架結(jié)構(gòu)受力問(wèn)題

桁架結(jié)構(gòu)受力問(wèn)題是其受多方面因素影響，當(dāng)全部杵件復(fù)合設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，才能形成整個(gè)受力體系。

2.2 桁架施工問(wèn)題的應(yīng)對(duì)措施

采用現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)建模技術(shù)對(duì)桁架鋼筋節(jié)點(diǎn)綜合排布，準(zhǔn)確定位鋼筋節(jié)點(diǎn)，避免節(jié)點(diǎn)繁瑣造成施工質(zhì)量下降。

以鋼套管引導(dǎo)及貼模開(kāi)展振搗工作，以簡(jiǎn)便操作確保振搗密實(shí)性，保障建設(shè)工程施工質(zhì)量。

以斜腹桿混凝土模板對(duì)實(shí)際定位進(jìn)行測(cè)量，引入先進(jìn)支撐技術(shù)確保桁架施工模板支撐體系科學(xué)性及可靠性，維護(hù)支撐穩(wěn)定。

以連續(xù)支承受力分析及變形監(jiān)測(cè)分析桁架施工體系受力變形，通過(guò)數(shù)據(jù)分析保證結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)固性。

3 桁架施工重要技術(shù)

3.1 復(fù)雜節(jié)點(diǎn)鋼筋綁扎

復(fù)雜節(jié)點(diǎn)鋼筋綁扎應(yīng)采用計(jì)算機(jī)建筑軟件如CAD、BIM等進(jìn)行控制，若不能1:1確定鋼筋位置，則施工前會(huì)導(dǎo)致桁架梁節(jié)點(diǎn)密集，下弦梁鋼筋無(wú)保證。CAD線性排布存在一定缺陷，要利用BIM技術(shù)對(duì)鋼筋節(jié)點(diǎn)排布，彌補(bǔ)不足。以BIM技術(shù)對(duì)鋼筋綁扎模擬，鋼筋1:1定位，獲取鋼筋位置、尺寸、角度，獲取具體數(shù)據(jù)和CAD圖紙比對(duì)，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)放線，確定鋼筋最優(yōu)尺寸。以BIM技術(shù)為支持，確保鋼筋定位準(zhǔn)確，降低綁扎時(shí)間，提高施工效率。以BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)下弦、節(jié)點(diǎn)、豎桿、斜腹桿順訊鋼筋綁扎。

全站儀以BIM模擬數(shù)據(jù)放線，對(duì)斜腹桿干凈以支撐筋、定位箍筋結(jié)合固定，確保斜腹鋼筋在鋼筋澆筑中無(wú)明顯移位。

3.2 斜腹桿混凝土模板定位搭設(shè)

斜腹桿下模板以全站儀定位，在豎桿及斜腹桿結(jié)合位制作模板（梯形定型），以槽鋼穩(wěn)固，采用BIM及PKPM對(duì)斜腹桿支撐設(shè)計(jì)運(yùn)算，增加支撐，確保混凝土澆筑穩(wěn)定。腹桿模板設(shè)置，設(shè)計(jì)底部模板，以多層板為材料，次龍骨以方木，主龍骨以槽鋼為材料，設(shè)置對(duì)拉螺栓。腹桿斜向板以扣件鋼管腳手架支撐，樓板澆筑以預(yù)埋鋼筋鋼管支撐，斜腹桿上部斜向支撐，頂至鋼筋，底部同上部。腹桿及頂板分別澆筑，完成澆筑后，保留底部模板支撐，搭設(shè)上弦底部模板支撐，增加支撐穩(wěn)定性。

3.3 斜腹桿澆筑及振搗

3.3.1混凝土施工縫處置

桁架受力上，桿件為二力桿，分軸力、拉力/壓力，澆筑縫隙應(yīng)垂直力方向，受混凝土桁架質(zhì)量影響，多方面受力。結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)情況，腹桿施工縫設(shè)置頂板頂面處，以下弦梁、豎桿、腹桿、上弦梁順序澆筑。

3.3.2桁架腹桿澆筑

桁架混凝土以C40混凝土澆筑，對(duì)豎桿、斜腹桿澆筑，分層振搗、流水澆筑，注：豎桿澆筑高度小于等于500mm，完成后澆筑斜腹桿。澆筑高度應(yīng)符合豎桿混凝土，按次序澆筑。

3.3.3斜腹桿混凝土振搗

以普通振搗方式振搗斜柱、斜腹桿混凝土，振搗中考慮振搗設(shè)備重力，若垂直振搗形式作業(yè)，斜向部位及密集節(jié)點(diǎn)處將出現(xiàn)蜂窩、麻面，效果不理想。該工程采用分層振搗，振搗以插入式、貼模結(jié)合作業(yè)，分層厚度≤500mm。插入振搗以鋼套管引導(dǎo)，鋼導(dǎo)管將混凝土內(nèi)部氣泡排除，增加振搗質(zhì)量。

鋼套管振搗可使導(dǎo)管經(jīng)斜柱鋼筋網(wǎng)到達(dá)混凝土澆筑處，斜柱混凝土振搗拔插效率高，振搗質(zhì)量可靠。

3.4 多層持續(xù)支撐搭設(shè)及拆除

3.4.1多層持續(xù)支撐搭設(shè)

工程中多樓層連續(xù)支撐方式屬普遍支撐搭設(shè)，多層連支，則新澆筑混凝土缺乏強(qiáng)度，以荷載施加模板支撐，以支撐將自身質(zhì)量+施工荷載傳遞給多層樓蓋支撐承擔(dān)?，F(xiàn)代建筑施工周期要求嚴(yán)格，受混凝土材質(zhì)、土齡、強(qiáng)度、彈性模量等因素影響，臨時(shí)支撐及永久結(jié)構(gòu)在不同施工階段將重新分布，若支撐設(shè)計(jì)和搭設(shè)、拆卸產(chǎn)生沖突，樓板出現(xiàn)裂縫，下層支撐不穩(wěn)，嚴(yán)重者將造成垮塌。

錯(cuò)層錯(cuò)列式鋼筋混凝土桁架結(jié)構(gòu)利用層高優(yōu)勢(shì)，剛度大、跨度大，呈錯(cuò)列分布，可滿足大空間建筑。桁架施工中，連續(xù)、臨時(shí)支撐及永久結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，下部支撐屬集中線荷載，桁架體系形成，滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度，其豎向抗彎剛度大，可近似性理解為上部支撐剛性基礎(chǔ)。因此，要架起那個(gè)多層錯(cuò)列式桁架施工受力分析、變形模擬監(jiān)測(cè)。

3.4.2多層持續(xù)支撐拆除

桁架下部支撐拆除需確保桁架各桿件混凝土強(qiáng)度符合要求（100%），將上部荷載以桁架為通道傳遞給豎向結(jié)構(gòu)。每層施工超出桁架相關(guān)模板支撐架，桁架施工滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除支撐架。

4 結(jié)語(yǔ)

該工程中大跨鋼筋混凝土錯(cuò)列桁架施工具有一定難度，對(duì)技術(shù)、質(zhì)量、效率有嚴(yán)格要求，實(shí)際支撐體系設(shè)計(jì)應(yīng)客觀考慮，分析各個(gè)不利因素，針對(duì)大跨鋼筋混凝土錯(cuò)列桁架結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)有針對(duì)性拆除，確保施工安全。此外，以BIM技術(shù)為支持模擬施工，驗(yàn)證拆除支撐理論，維護(hù)基本施工質(zhì)量。