超高层建筑渐进式转换钢骨斜柱施工技术探讨

广东省第一建筑工程有限公司 广东 广州 510000

1 工程实例

某大厦总建筑面积81713.7m2，地上总高度170.2m，其中结构高度为148.1m。首层至四层为裙楼，作商业用途，建筑面积共9779.5m2。本工程为框架剪力墙结构，地下室五层至地上十四层塔楼范围，除核心筒外采用钢筋混凝土剪力墙外，其他为钢骨钢筋混凝土柱。在结构设计方面，在四层-六层范围内，将原位于塔楼平面四个角的4根钢骨柱，通过70度内斜方式进行受力转换，定位在原位置缩进4.6m处。通过斜柱的受力转换方式，使得建筑物四个阳角的房间达到增加空间的立体感，整体视觉效果更佳[1]。

2 渐进式转换钢骨斜柱技术特点

本技术将原位于塔楼平面四个角的4根钢骨柱通过70°内斜方式进行受力转换，将上部荷载通过小角度倾斜并结合楼层框架梁加强的方法进行往下分解传递，最终将框架柱定位在新的布局位置上；采用两点吊方式令钢骨斜柱吊装时呈倾斜角度70°，保证斜柱就位准确并调整偏差；优化快拆模支撑体系顶托、柱箍以及斜柱加劲肋处开设浇筑孔等来提高混凝土浇筑质量。

3 渐进式转换钢骨斜柱施工工艺

钢骨斜柱制作安装→钢骨钢筋砼斜柱钢筋制作安装→钢骨钢筋砼模板制作安装→钢骨钢筋砼斜柱砼浇筑→钢骨钢筋砼斜柱砼养护。

3.1 钢骨斜柱制作安装

（1）十字钢骨斜柱制作。十字钢骨斜柱制作：钢板材放样→钢板材下料→十字钢骨斜柱拼装制作工艺。

①钢板材放样：在Xsteel和Auto CAD软件中，导入十字钢骨柱截面和钢板材的材质、规格尺寸、分段定位等设计信息，建立钢骨柱三维实体模型，通过Xsteel软件自动生成每层段十字钢骨柱构件中钢板材。②钢板材下料：利用数字化加工软件 SionCAM从Xsteel软件模型中传输板材数据信息到数控切割机，进行组合后自动化加工。③十字钢骨斜柱拼装：将加工成形的钢板材在自动组立机上通过气保焊焊接成十字钢骨柱。并在每层段十字钢骨柱距上、下端50mm处的翼缘板中间焊上开设两个螺丝孔的连接耳板，用作钢骨柱的吊装和临时固定。

（2）十字钢骨斜柱安装。十字钢骨斜柱安装 ：吊装→临时固定→较正→焊接。

①安装时，用现场的塔式起重机吊装，利用钢骨柱翼板上下端预焊好的设有吊装孔的连接耳板，进行两点吊装。吊装时令待安装段钢骨斜柱在空中呈同设计倾斜角度70°的状态，以便待安装段吊装就位时接口能与下层段接口处于平行状态。吊装前根据待安装段钢骨斜柱两吊点距离和两钢丝绳夹角（本工程为70°）准确计算出两根吊装钢丝绳的长度。②临时固定安装段钢骨斜柱就位后，在对接口上、下每对钢骨柱上的连接耳板两侧各放置一块连接夹板，在连接耳板和连接夹板的预设螺丝孔中穿上高强螺丝并收紧，临时固定上、下段待焊接的钢骨柱。③校正：安装段钢骨斜柱标高偏差用量取上柱预先标定的控制线与下柱标高线间距离测定，通过起落吊钩与撬棍调节柱间间隙，符合要求后打入钢楔，点焊限制钢柱下落的方法调整。垂直度偏差通过用激光经纬仪测定，倾角偏差可用全站仪和水准仪通过斜钢骨柱底翼缘边上、下两点座标和标高计算倾角测定。④焊接：钢骨柱校正就位后，对钢骨柱接口上、下100mm周围的腹板、翼板采用电预热法预热，待达到所规定的温度后对接缝施焊，焊接采用CO2气体保护自动焊，采用NBC—500焊机。焊接时遵循“对称同步等速”的焊接原则，从柱相对的两个面同时等速对称焊接，焊缝需全熔透，以保证等强连接。

3.2 钢骨钢筋砼斜柱钢筋制作安装

（1）斜柱钢筋制作：运用Xsteel软件建立钢筋三维模型并自动生成的纵向受力钢筋和箍筋详图制作斜柱钢筋，对制作好的纵筋按软件导出的详图、报表编号对纵向钢筋进行编号，防止安装时纵向钢筋放错位置。

（2）斜柱钢筋安装：利用钢筋三维模型图辅助钢筋安装，特别是斜柱转向层段柱纵向受力钢筋，依照三维模型图对各位置的纵向受力钢筋进行定位和转向高程控制。

3.3 钢骨钢筋砼斜柱模板制作安装

斜柱底模支撑采用Φ48×3.0钢管搭设，支撑立管上顶托采用带早拆头的U型可调顶托。支撑体系沿纵向在中部等分设三道、沿柱宽度方向以柱中对称设置间距为600mm的二道支撑立杆，支撑立杆与地面成60°夹角搭设，每根支撑立杆底脚处在楼面砼浇筑时预埋1Φ25钢筋，搭设支架时在每排预埋钢筋处设置一条50×100木枋作为支撑立杆压脚，支撑立杆顶在压脚木枋内侧；支撑在立杆距楼面200处设扫地杆，纵横水平加固杆竖向间距1300。将带早拆头可调U型顶托的支撑顶板改装成倾角为40°，柱底模安装时调节带早拆头可调U型顶托顶板面标高平斜柱底面。斜柱两侧底脚、顶端模板采用Cad放样，保证模板斜口制作尺寸的准确。

3.4 钢骨钢筋砼斜柱砼浇筑

钢骨斜柱深化、加工时，在加劲肋处开半径75mm孔，作为砼的浇筑口及排气孔，捣器砼振动产生的气泡可以通过排气孔排出。柱砼采用拌和物具有很高的流动性而不离析，不泌水，能靠自重自行填充模板内空间，且对于密集的钢筋和形体复杂的结构都具有良好的填充性，能在不经振捣或略作插捣的情况下，形成密实的高性能自密实混凝土。砼浇筑前事先试棒，在四个浇筑口均找出合适的下棒点，保证柱子由腹板分隔的四角分区均能下振棒振捣。

3.5 钢骨钢筋砼斜柱模板拆除

除快拆支撑钢管立杆及水平加固杆和扫地杆外，包括柱底模在内的所有模板在斜钢骨柱砼强度达到1.2MPAa后拆除，柱底模支撑体系待斜钢骨柱强度达到设计强度70%以上后方可拆除。

3.6 钢骨钢筋砼斜柱砼养护

拆除柱模板后，采用柱面淋水后包裹塑料薄膜的方法保湿养护，养护时间28d。

4 结束语

本技术应用于某大厦工程施工总承包中，从实际施工效果来看，工程的质量、工期、成本方面均取得很好的效果，得到业主、监理、监督部门及社会各界有关领导的高度认可和广泛赞誉。