84 m高劲性混凝土桁架结构施工技术

□文/吕庚 张文博 田凯

84 m高劲性混凝土桁架结构施工技术

□文/吕庚 张文博 田凯

劲性混凝土桁架结构形式较复杂，施工前通过深化设计来优化钢骨架加工和现场实施方案并运用BIM技术绘制建筑信息模型，提前判断施工重点和难点，采用样板引路的管理模式，按1∶1比例制作梁柱节点等复杂部位的样板并通过对比试验对可选施工方案进行优化，最终实现高速、高效、高质量地完成劲性混凝土桁架结构的施工。

高劲性；混凝土；桁架

劲性混凝土桁架结构在目前建筑工程中较少出现，可借鉴的施工经验较少，本文通过运用深化设计技术、BIM技术、样板引路等先进的技术和管理制度，实现了对劲性混凝土桁架结构从设计到施工的研究，形成了一套完整的施工技术。

1　工程简介

1.1工程概况

南港工业区投资服务中心工程主体建筑由2座高层主楼、局部裙房及地下室几部分组成。其中高层主体地上部分南塔楼为17层，北塔楼为18层，为钢筋混凝土框架-剪力墙结构，南北塔楼高度分别为79.8、84.6 m。裙楼位于主楼的东侧和南侧地上为3层，主体斜屋面高度约15～19.5 m，采用全现浇框架结构体系。整个建筑场地范围内均为1层地下室，层高6.3 m，整体大底盘地下室顶板作为地上结构的嵌固部位，地下室内局部为6级人防地下室。

1.2劲性混凝土桁架结构概况

主楼区域X1/S-U轴处，两根型钢柱之间从地上1层至顶层设有劲性混凝土桁架结构，总高度84.24 m。混凝土强度等级：0.000～28.500 m为C60；28.500～65.100 m为C50；65.100～顶层为C40，见图1-图5。

图1　劲性混凝土桁架结构形式

图2　劲性混凝土桁架结构位置

图3　框架柱截面型钢位置及配筋

图4　横撑截面型钢位置及配筋

图5　斜撑截面型钢位置及配筋

2　钢骨深化设计及混凝土浇筑工艺

2.1钢骨深化设计

针对84.2 m高劲性混凝土桁架结构中的钢骨进行深化设计，应用PKPMCAD系列设计软件、SAP2000设计软件、Xsteel建模技术以及AutoCAD深化设计软件等。

最终确定以立柱、横撑、斜撑为3个基本拼装单元，而一节立柱相当于2层楼的高度，进而确定了一个安装标准节是由2根立柱、2根横撑和4根斜撑构成，见图6。

图6　劲性混凝土桁架结构基本拼装单元形式

在深化设计图中确定了梁柱节点做法，包括加劲肋和翼腹板尺寸、型钢打孔的位置等，见图7和图8。另外，明确H型钢柱、横撑及斜撑拼接点翼腹板均采用全熔透坡口对接焊（一级）。

图7　梁柱节点处做法及打孔位置

图8　横撑斜撑节点处做法及打孔位置

2.2样板制作

BIM小组绘制梁柱节点BIM模型，见图9，在样板区按1∶1比例制作节点样板。

图9　梁柱节点BIM模型

2.3浇筑工艺对比试验

由于劲性混凝土桁架结构梁柱节点及横撑与斜撑节点处有型钢隔板围成的空腔，振动棒无法插入振捣，普通混凝土流动性较差，很难将其填充密实，故决定采用自密实混凝土代替普通混凝土进行施工并首先在样板区制作节点样板，分别采用普通混凝土和自密实混凝土进行浇筑，然后用液压金刚石绳锯将其从腰部截断，将完成效果进行对比，最终确定自密实混凝土浇筑效果优于普通混凝土。

3　现场实施

3.1钢骨施工

1）本工程劲性混凝土结构所使用的钢骨构件，是在厂房内加工完成。

2）劲性混凝土结构钢骨现场采用塔吊吊装。

3）H型钢柱、横撑及斜撑拼接点翼腹板均采用全熔透坡口对接焊（一级）。钢柱焊接前在纵横两个方向测垂直度并在四面用缆风绳固定，亦可作微调；待横梁安装完毕后，再次检测立柱垂直度；最后进行斜撑安装。

4）现场焊缝（一级），按要求100%做无损探伤检测且不允许存在裂纹、未熔合、未焊透和条形缺陷。

3.2钢筋安装

钢筋和型钢翼缘板采用连接板焊接连接；钢筋遇型钢腹板时，处理方式为穿孔和弯锚。

3.3模板支设及混凝土浇筑

在钢筋工程施工完毕后，先支设劲性柱和斜撑模板并浇筑混凝土；待满堂架支设完毕，横梁和上层楼板同时浇筑。

由于劲性混凝土桁架结构较复杂，细部节点较多，故模板支设采用散拼模板。而由于斜撑截面较小，故底部支撑未采用传统的利用满堂架支顶，而是采用钢管和U托垂直于斜撑方向支顶的方法。

自密实混凝土浇筑，采用塔吊自卸方式；混凝土振捣采用振捣棒插捣和人工外侧敲击相结合的方式。

4　结语

通过对劲性混凝土桁架结构施工技术的研究，充分利用现有资源，运用深化设计技术、BIM技术和样板引路管理制度，实现了高速、高效、高质量地完成劲性混凝土桁架结构的施工。

［1］ 《建筑施工手册》编委会.建筑施工手册［M］. 4版.北京：中国建筑工业出版社，2003.

［2］ 石国锋，焦述伟.浅析劲性钢筋混凝土结构施工技术［J］.黑龙江科技信息，2013，（8）：301.

［3］贾颜.浅淡劲性钢筋混凝土结构施工技术［J］.科技创业家，2013，（9）：55.

［4］刘洋.关于劲性钢筋混凝土结构施工技术的论述［J］.科技与企业，2013，（8）：162.

［5］ 侯景鹏，张璐.自密实混凝土配合比设计及其性能试验研究［J］.混凝土，2013，（12）：100-101.

［6］ 郝雪飞. BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用初探［J］.电子技术和软件工程，2014，（1）：102.

□张文博、田凯/中建八局第三建设有限公司。

TU755

C

1OO8-3197（2O16）O1-19-O3

2O15-12-31

吕庚/男，1988年出生，助理工程师，中建八局第三建设有限公司，从事工程技术营理工作。

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