大跨度钢筋混凝土桁架施工

中建八局第三建设有限公司苏南分公司 苏州 215000

1 工程概况

苏州凤凰国际书城项目位于苏州市金鸡湖以西的中央商务区，南面苏华路、东临星桂街、北靠苏雅路、西临星都街。总建筑面积约为21万 m2，地下室3 层，裙楼5 层，裙房以上分布2 栋塔楼，东塔楼为190 m办公楼，西塔楼为140 m公寓楼。本工程在裙房5层⑫轴线～⑮轴线/B轴线位置处设计了1 榀跨度27.8 m、高6.1 m的钢筋混凝土桁架，混凝土强度为C40。桁架上、下弦梁截面均为800 mm×900 mm （图1、图2），腹杆（斜杆）截面为500 mm×500 mm，下弦梁顶标高20.95 m，上弦梁顶标高26.2 m。

图1 钢筋混凝土桁架平面位置示意

图2 钢筋混凝土桁架立面示意

2 钢筋混凝土桁架施工重、难点分析[1]

（a）桁架设计在裙房结构5～6层之间，跨度（27.8 m）较大，且沿结构外边线布置，施工危险性高；

（b）桁架自身荷载大，含钢量高，钢筋分布密集，施工过程复杂，存在很大的风险性；

（c）桁架下部1～2层为一高10.6 m的门厅，该处模板支架使用高大模板支架体系，必须考虑施工安全；

（d）裙楼3层及以上的楼面梁、板局部伸出一块弧形楼板，设计在3层楼面⑬轴线/C轴线、⑭轴线/C轴线设置2 根吊柱，柱截面700 mm×700 mm，考虑上部3层结构施工期间的荷载及局部结构自重，吊柱根部桁架未形成前，吊柱底部设置临时支撑钢柱，支撑在3层梁底部，上部结构混凝土强度未达到100%时，不得拆除下部高支模支架体系和临时支撑钢柱；

（e）13～14轴线设计有1 条宽800 mm伸缩后浇带（图1），后浇带两侧模板支架体系单独搭设，在2～5层后浇带混凝土浇筑完成后，须待混凝土强度达到100%方可拆除后浇带两侧模板支架、下部门厅高支模及吊柱下部的2 个临时支撑钢柱。

3 模板工程

3.1 模板选材[2]

（a）选用Φ48 mm×3.0 mm的钢管，满足现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700—2006中Q235A级钢的规定。不得使用有严重锈蚀、弯曲、压扁及裂纹的钢管；

（b）木方采用50 mm×100 mm规格，符合现行国家标准《木结构设计规范》GB 50005—2003的规定，不得利用商品板材的等级标准替代；

（c）胶合模板板材表面应平整光滑，具有防水、耐磨、耐酸碱的保护膜，并应有保温性良好、易脱模和可两面使用等特点。胶合板板材厚度≥18 mm，并应符合现行国家标准《混凝土用模板胶合板》（GB/T 17656—2008），进场的胶合板应有质量合格证，外观及尺寸应合格。

3.2 模板支架体系[3-5]

因本工程桁架位于裙房5～6层之间，桁架高度高、跨度大且临结构边布置，桁架跨度内又设置有1 条伸缩后浇带，且桁架通过2 根吊柱将裙房3～5层倒挂在裙房屋面结构上，使得该部位下部1～2层形成一处高达10.6 m的门厅，施工难度较大，存在较大风险，必须合理考虑模板支撑体系，本节主要从以下几方面进行简单介绍。

3.2.1 高支模支撑体系

（a） 模板支架立柱的构造要求：梁、板模板高支撑架采用单立柱；立柱之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度；高大模板支撑系统的钢管立柱顶部设可调支托，与楞梁两侧间如有间隙，必须楔紧，其螺杆伸出钢管顶部≤200 mm，螺杆外径与立柱钢管内径的间隙≤3 mm，安装时应保证上下同心，钢管立柱底部应设垫木，垫木厚度≥50 mm；立柱接长使用对接扣件，严禁采用搭接。长、短钢管要间隔错开布置，使钢管立杆的对接接头交错，相邻两立柱的对接接头不得在同步内，且对接接头沿竖向错开的距离不宜小于500 mm，各接头中心距主节点不宜大于步距的1/3；立柱的水平杆根据实际情况适当调节，高支撑架步距以0.9 m～1.5 m为宜，不得超过1.5 m；严禁将上段的钢管立柱与下段钢管立柱错开固定于水平拉杆上。

（b）扫地杆设置：在立柱底距支撑面150～200 mm高处，沿纵、横水平方向，应按纵下横上的程序设扫地杆。可调支托底部的立柱顶端应沿纵横向设置1 道水平拉杆。扫地杆与顶部水平拉杆之间的间距，在满足模板设计所确定的水平拉杆步距要求条件下，进行平均分配确定步距后，在每一步距处纵横向应各设1 道水平拉杆。并在顶端两水平拉杆中间应加设1 道水平拉杆。所有水平拉杆的端部均应与四周建筑物顶紧顶牢；无处可顶时，应于水平拉杆端部和中部沿竖向设置连续式剪刀撑。钢管立柱的扫地杆、水平拉杆用Φ48 mm×3.0 mm钢管，用扣件与钢管立柱扣牢。钢管扫地杆、水平拉杆应采用对接。

（c） 剪刀撑设置：在支架四边、主梁底两侧立柱、中间每隔5 排支架立杆设置1 道纵向剪刀撑，为由底至顶竖向连续式剪刀撑。剪刀撑宽度宜为4～6 m，并在剪刀撑部位的顶部、扫地杆处设置水平剪刀撑，剪刀撑杆件的底端应与支撑楼层面顶紧，夹角宜为45°～60°。本模板支撑体系高度在10.4～10.6 m，除应满足上述规定外，还应在纵、横向相邻的两竖向连续式剪刀撑之间增加之字斜撑，在有水平剪刀撑的部位，应在每个剪刀撑中间处增加1 道水平剪刀撑。剪刀撑应采用Φ48 mm×3.0 mm钢管，剪刀撑必须采用搭接，搭接长度≥500 mm，用2 个旋转扣件分别在离杆端≥100 mm 处进行固定。

（d）支撑体系搭设要求：严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置；确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求；确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45～60 N·m，钢管不能选用已经长期使用发生变形的；地基支座的设计要满足承载力的要求。

3.2.2 后浇带支撑体系

在后浇带两侧设置与梁板支撑体系断开的快拆体系支撑，以保证梁板底模拆除后，后浇带的两侧支撑仍然保留并正常工作，避免梁板支撑体系拆除后后浇带处形成悬挑结构。后浇带两侧采用快易收口网，保证混凝土浆不外流，使后浇带整齐美观，如图3所示。

图3 梁、板后浇带模板支设示意

结构施工完成1 个月后封闭后浇带，后浇带混凝土浇筑完成养护达到100%后方可拆除后浇带处支撑体系。

3.2.3 吊柱部位支撑体系

桁架吊柱底部设置临时支撑柱，支撑在3层梁底部，支撑柱可分担上部3层结构施工期间荷载及局部结构自重，当桁架所在楼层及其下部2层楼面的所有构件强度达到100%时，方可拆除桁架范围及下部2层楼面范围内的支撑。

临时支撑柱选用H400 mm×400 mm×13 mm×21 mm型钢柱，底部支撑在±0.00 m层的该部位的柱顶面，预埋600 mm×600 mm×12 mm的锚板埋件，钢柱就位后焊接固定，钢柱顶部焊接1 块600 mm×600 mm×12 mm钢板托板，使吊柱底部的梁模板支撑在钢柱顶面上。

为使H型钢柱牢固、稳定，在H型钢柱四周用钢管搭设相应独立的2 000 mm×2 000 mm钢管支撑架，钢管支撑架步距1 500 mm，立杆间距800 mm，在钢柱周边再立4 根立杆，通过水平杆固定钢柱，独立支撑架与周边的梁、板模板支架同时搭设，并与之相连，形成整体（图4）。

3.3 模板安装要求

图4 吊柱部位支撑体系

模板组装要严格按照模板图尺寸拼装成整体，模板在现场拼装时，要控制好相邻板面之间拼缝，接缝处全部用宽50 mm胶带粘贴，跨度大于4 m的梁板按2‰起拱，在混凝土浇筑前进行检查，使其在允许偏差内，即2 块模板之间拼缝控制在1 mm以内；相邻模板之间高低差控制在1 mm以内；模板平整度控制在2 mm以内；模板平面尺寸偏差±3 mm。

3.4 模板拆除

因本工程桁架跨度大、高度高，下部为高支模支撑体系，且中间设置有1 条伸缩后浇带，考虑到结构施工安全，必须待后浇带混凝土封闭后强度达到100%后，方可拆除后浇带两侧支撑、下部高支模支撑及2 根临时支撑钢柱。

4 钢筋工程

4.1 钢筋安装顺序

由于桁架梁节点多，钢筋量较大、密集，必须合理考虑桁架梁各部位的钢筋安装顺序；节点处钢筋纵横交错，施工极其复杂，将桁架竖向结构柱及斜梁钢筋分成2 段加工、安装。

安装顺序如下：桁架下弦梁钢筋安装→桁架竖向结构柱及斜梁插筋→桁架上弦梁钢筋安装→桁架吊柱顶部钢板加工、安装定位→桁架竖向结构柱及斜梁钢筋安装、焊接。

4.2 桁架吊柱顶部节点钢筋安装

桁架顶部节点涉及到上弦梁、竖向结构柱及2 根斜梁四个方向钢筋，节点处配筋较密、安装复杂，为确保安装质量，先将上弦梁钢筋安装好，再安装2 根斜梁钢筋，最后安装吊柱钢筋，吊柱及斜梁钢筋接头部位全部采用直螺纹反丝进行连接。

因整个桁架通过2 根吊柱将裙房3～5层结构倒挂在裙房屋面结构上，结构相当复杂，为确保结构使用安全，设计在2 根吊柱顶部各设有1 块1 200 mm×700 mm×20 mm钢板，钢板上开设圆孔，竖向结构柱钢筋从圆孔内插入固定在钢板上，钢筋焊接在钢板上，焊接长度＞10d。节点如图5所示。

图5 吊柱顶部节点示意

5 混凝土工程[6,7]

（a）桁架混凝土浇筑分3 次进行，第1次浇筑和20.95 m梁板同时浇筑桁架梁下弦，第2次浇筑和5层竖向柱同时浇筑桁架梁斜梁，第3次浇筑和26.2 m梁板同时浇筑桁架上弦，浇筑顺序见图2。

（b）桁架斜梁混凝土浇筑前，在斜梁顶部留设1 个可抽式灌浆孔，让混凝土从灌浆孔内进入，以便于施工及混凝土振捣。

（c）因桁架梁内钢筋密集，桁架节点多，混凝土浇筑时振捣手要沿着梁的方向逐一振捣，不得漏振，以确保混凝土浇筑的成型质量。

（d）混凝土浇筑完成后，用塑料薄膜覆盖，专人洒水养护，保持混凝土处于湿润状态，养护时间≥14 d。

6 结语

本工程桁架高度高、跨度大、钢筋密集，节点施工较为复杂，在施工前能有效利用计算机对桁架模板、钢筋进行预配、预装，并将桁架建成立体模型，在施工过程中严把质量关，合理组织好施工顺序，确保模板、钢筋及混凝土施工质量；施工后对施工工艺进行总结。在整个桁架施工过程中，未出现任何安全事故，施工质量满足规范要求，得到业主、监理一致好评。本工程桁架的顺利实施，总结出一整套施工工艺、施工技术，可供类似工程参考。