大跨钢筋混凝土错列桁架在工程中的实践

黄桂忠（广东省建筑工程集团有限公司 广东 广州 510010）

0 引言

剪力、抗平面弯矩具有可靠性。

钢筋混凝土错列桁架其结构体系具有良好的受力性，在建筑工程当中的实际应用可有效节省建筑材料使用[1]。在建筑工程中，采用大跨钢筋混凝土错列桁架结构可实现科学平面规划、空间分割，设计理想空间。支撑体系通过沿垂直方向设置水平、竖向杵件，对大跨度、大荷载采用桁架转换代替大梁转换，节省工程成本[2]。将大跨桁架及建筑空间结合，以桁架错列布置，使建筑空间得到最大化利用。桁架在楼层间错列布置，受侧向力影响，桁架上等效荷载作用开间上侧向荷载，楼板传递一部分侧向荷载（向下），使得整体抗平面

1 工程概述

珠岛09号工程位于广州市沿江东路463号珠岛宾馆内，总建筑面积约4.5万m2，两层地下室，地下室建筑面积约2.5万m2，其中地上部分由1座1500座大会议厅（A栋）及1座800座中小会议室（B栋）组成。地上3层，建筑高度26m，总造价3.66亿元。A栋大会议厅采用钢筋混凝土框架剪力墙结构，屋面局部大跨度采用钢桁架结构；B栋中会议室采用钢筋混凝土框架剪力墙结构，大跨度屋架采用钢桁架结构；B栋小会议室采用钢筋混凝土框架结构。主要介绍B栋会议室吊柱结构钢屋盖施工技术。B栋建筑物共3层，2层以下及地下室（2层）为钢筋混凝土框架剪力墙结构，2层楼面以上部分（含屋架）采用钢结构，大跨度屋架采用大跨钢筋混凝土错列桁架，局部采用钢桁架结构。建筑物平面呈正八边形，边长为47.7m。为确保空间性功能房间需求，在大跨度屋架采用大跨钢筋混凝土错列桁架进行施工建设，工程中采用的现浇钢筋混凝土桁架，以C32钢筋以直螺纹方式连接。

2 施工困难及解决

2.1 桁架施工问题

2.1.1 节点密集

大跨钢筋混凝土错列桁架由下弦、竖杆、斜腹杆、上弦构件组成，以次梁及楼板联系，桁架下弦梁、竖杆、斜腹杆在钢筋绑扎当中，钢筋节点密集，施工面临较大压力。

2.1.2斜腹杆混凝土浇筑不理想

钢筋混凝土斜腹杆施工中需要保持一定角度，受桁架自身钢筋节点密集影响，对混凝土浇筑中需要振捣，但是其振捣难度大，蜂窝、麻面等不合理现象严重。

2.1.3模板支撑及拆除存在的问题

桁架梁0.8x1.4m，且实际跨度为24.4m，桁架上弦杆、竖杆、斜腹杆、下弦梁施工荷载较大（荷载可达到24.1kN/m2），桁架整体施工承载受力大。2.1.4 桁架结构受力问题

桁架结构受力问题是其受多方面因素影响，当全部杵件复合设计强度时，才能形成整个受力体系。

2.2 桁架施工问题的应对措施

采用现代化计算机建模技术对桁架钢筋节点综合排布，准确定位钢筋节点，避免节点繁琐造成施工质量下降。

以钢套管引导及贴模开展振捣工作，以简便操作确保振捣密实性，保障建设工程施工质量。

以斜腹杆混凝土模板对实际定位进行测量，引入先进支撑技术确保桁架施工模板支撑体系科学性及可靠性，维护支撑稳定。

以连续支承受力分析及变形监测分析桁架施工体系受力变形，通过数据分析保证结构体系稳固性。

3 桁架施工重要技术

3.1 复杂节点钢筋绑扎

复杂节点钢筋绑扎应采用计算机建筑软件如CAD、BIM等进行控制，若不能1:1确定钢筋位置，则施工前会导致桁架梁节点密集，下弦梁钢筋无保证。CAD线性排布存在一定缺陷，要利用BIM技术对钢筋节点排布，弥补不足。以BIM技术对钢筋绑扎模拟，钢筋1:1定位，获取钢筋位置、尺寸、角度，获取具体数据和CAD图纸比对，结合施工现场放线，确定钢筋最优尺寸。以BIM技术为支持，确保钢筋定位准确，降低绑扎时间，提高施工效率。以BIM技术实现下弦、节点、竖杆、斜腹杆顺讯钢筋绑扎。

全站仪以BIM模拟数据放线，对斜腹杆干净以支撑筋、定位箍筋结合固定，确保斜腹钢筋在钢筋浇筑中无明显移位。

3.2 斜腹杆混凝土模板定位搭设

斜腹杆下模板以全站仪定位，在竖杆及斜腹杆结合位制作模板（梯形定型），以槽钢稳固，采用BIM及PKPM对斜腹杆支撑设计运算，增加支撑，确保混凝土浇筑稳定。腹杆模板设置，设计底部模板，以多层板为材料，次龙骨以方木，主龙骨以槽钢为材料，设置对拉螺栓。腹杆斜向板以扣件钢管脚手架支撑，楼板浇筑以预埋钢筋钢管支撑，斜腹杆上部斜向支撑，顶至钢筋，底部同上部。腹杆及顶板分别浇筑，完成浇筑后，保留底部模板支撑，搭设上弦底部模板支撑，增加支撑稳定性。

3.3 斜腹杆浇筑及振捣

3.3.1混凝土施工缝处置

桁架受力上，杆件为二力杆，分轴力、拉力/压力，浇筑缝隙应垂直力方向，受混凝土桁架质量影响，多方面受力。结合施工现场情况，腹杆施工缝设置顶板顶面处，以下弦梁、竖杆、腹杆、上弦梁顺序浇筑。

3.3.2桁架腹杆浇筑

桁架混凝土以C40混凝土浇筑，对竖杆、斜腹杆浇筑，分层振捣、流水浇筑，注：竖杆浇筑高度小于等于500mm，完成后浇筑斜腹杆。浇筑高度应符合竖杆混凝土，按次序浇筑。

3.3.3斜腹杆混凝土振捣

以普通振捣方式振捣斜柱、斜腹杆混凝土，振捣中考虑振捣设备重力，若垂直振捣形式作业，斜向部位及密集节点处将出现蜂窝、麻面，效果不理想。该工程采用分层振捣，振捣以插入式、贴模结合作业，分层厚度≤500mm。插入振捣以钢套管引导，钢导管将混凝土内部气泡排除，增加振捣质量。

钢套管振捣可使导管经斜柱钢筋网到达混凝土浇筑处，斜柱混凝土振捣拔插效率高，振捣质量可靠。

3.4 多层持续支撑搭设及拆除

3.4.1多层持续支撑搭设

工程中多楼层连续支撑方式属普遍支撑搭设，多层连支，则新浇筑混凝土缺乏强度，以荷载施加模板支撑，以支撑将自身质量+施工荷载传递给多层楼盖支撑承担。现代建筑施工周期要求严格，受混凝土材质、土龄、强度、弹性模量等因素影响，临时支撑及永久结构在不同施工阶段将重新分布，若支撑设计和搭设、拆卸产生冲突，楼板出现裂缝，下层支撑不稳，严重者将造成垮塌。

错层错列式钢筋混凝土桁架结构利用层高优势，刚度大、跨度大，呈错列分布，可满足大空间建筑。桁架施工中，连续、临时支撑及永久结构较复杂，下部支撑属集中线荷载，桁架体系形成，满足设计强度，其竖向抗弯刚度大，可近似性理解为上部支撑刚性基础。因此，要架起那个多层错列式桁架施工受力分析、变形模拟监测。

3.4.2多层持续支撑拆除

桁架下部支撑拆除需确保桁架各杆件混凝土强度符合要求（100%），将上部荷载以桁架为通道传递给竖向结构。每层施工超出桁架相关模板支撑架，桁架施工满足设计强度后，拆除支撑架。

4 结语

该工程中大跨钢筋混凝土错列桁架施工具有一定难度，对技术、质量、效率有严格要求，实际支撑体系设计应客观考虑，分析各个不利因素，针对大跨钢筋混凝土错列桁架结构缺点有针对性拆除，确保施工安全。此外，以BIM技术为支持模拟施工，验证拆除支撑理论，维护基本施工质量。