南京醫(yī)院擴(kuò)建工程鋼筋混凝土梁桁架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

鋼筋混凝土梁桁架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)前言隨著建筑科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近20年來又推出了第五種結(jié)構(gòu)類型，即鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)。該種新型建筑結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮了鋼材和混凝土的材料特性及優(yōu)點(diǎn)，按其組合方式又可分為：鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、鋼一混凝土組合粱、外包鋼組合結(jié)構(gòu)和勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等四種。它們的共同特點(diǎn)是：施工簡便、工期短、結(jié)構(gòu)性能好且大大節(jié)約建筑材料。勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)兼有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的諸多優(yōu)點(diǎn)，如承載力強(qiáng)、抗震性能好和施工速度快等，特別是鋼結(jié)構(gòu)骨架本身可以承擔(dān)施工荷載，可以取消施工中的支撐體系，簡化模板結(jié)構(gòu)，從而能縮短工期，獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。鼓樓醫(yī)院南擴(kuò)工程造型新穎別致，外形為三個(gè)疊起的“方盒子”。住院部東出入口、西出入口和北側(cè)水文景觀上方6~7層主體結(jié)構(gòu)內(nèi)采用鋼筋混凝土桁架梁結(jié)構(gòu)，托起上部的“盒子”。桁架梁三處總計(jì)11根，高度7.5m，最大跨度39m、最高安裝高度為28.55m，單榀最大重量207噸。桁架上下弦由鋼筋混凝土梁內(nèi)包裹工字鋼組成，中間斜腹桿外露。桁架腹板厚度50mm，材質(zhì)Q345B。鼓樓醫(yī)院北立面（圖中6-7層的鋼桁架）施工技術(shù)說明1.技術(shù)說明：東入口（22.45~28.65米）勁性結(jié)構(gòu)有2榀桁架，共包括8根立柱、24根弦桿、20根斜腹桿。構(gòu)件最長5.19米，最大單重9.6噸，總重264噸。鋼柱之間分別用弦桿連接和腹桿連接。西入口（22.45~28.65米）勁性結(jié)構(gòu)有7榀桁架，共包括17根立柱、66根弦桿、50根斜腹桿。構(gòu)件最長7.09米，最大單重10.5噸，總重573噸。鋼柱之間分別用弦桿連接和腹桿連接。北側(cè)水文景觀（22.45~28.65米）勁性結(jié)構(gòu)有2榀桁架，共包括8根立柱、44根弦桿、24根斜腹桿。構(gòu)件最長5.39米，最大單重10.2噸，總重355噸。鋼柱之間分別用弦桿連接和腹桿連接?？紤]現(xiàn)場施工條件的限制，結(jié)合塔吊的吊裝能力，桁架的安裝采用塔吊或汽車吊分段吊裝，塔吊、汽車吊和三腳架在加固過的樓板或架體平臺(tái)上進(jìn)行高空散拼。2．工藝流程：方案策劃圖紙深化（分段編號(hào)、節(jié)點(diǎn)深化）鋼桁架構(gòu)件廠間分節(jié)制作構(gòu)件運(yùn)輸進(jìn)場驗(yàn)收搭設(shè)操作平臺(tái)測量放線定位安裝（散件拼裝）高強(qiáng)螺栓連接測量校正螺栓終擰焊接綁扎鋼筋支模板澆砼。3．施工方法：3.1方案策劃由于建筑面積大，地處城市正中心，四周緊靠交通要道，施工場地非常狹窄等原因，綜合考慮塔吊的吊裝能力，對(duì)東入口、西入口及北側(cè)三處桁架制定專項(xiàng)吊裝方案：東入口：緊鄰中山路，汽車吊無法進(jìn)入，但2#塔吊較近，因此根據(jù)2#塔吊的起吊能力分段吊裝HJ3和HJ4。西入口：桁架數(shù)量最多，共7榀，安裝范圍較廣，HJ5北側(cè)及HJ10、HJ11離塔吊較遠(yuǎn)，因此用塔吊吊裝HJ5~HJ9及HJ10、HJ11較輕構(gòu)件，由汽車吊配合吊裝較重較大構(gòu)件。北側(cè)景觀處：北側(cè)為鼓樓醫(yī)院老建筑，東側(cè)為地鐵，汽車吊無法進(jìn)入安裝，且6#塔吊離桁架安裝位置較遠(yuǎn)，加上此處2榀桁架跨度最大（凈跨長39米，總長54.6米），安裝難度最大，經(jīng)多次商討研究決定采用三角架吊裝方案，塔吊配合吊裝較輕和較小構(gòu)件。三角架吊裝示意圖：3.2圖紙節(jié)點(diǎn)深化根據(jù)現(xiàn)場條件及吊裝設(shè)備情況，將重大的鋼桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分段，并對(duì)每件構(gòu)件進(jìn)行詳細(xì)的編號(hào)標(biāo)注，由鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)公司進(jìn)行節(jié)點(diǎn)細(xì)化設(shè)計(jì)，以滿足現(xiàn)場安裝要求。3.3分段桁架構(gòu)件制作加工由專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)制作公司按深化圖紙，采用流水作業(yè)、專用工裝設(shè)備集中進(jìn)行節(jié)點(diǎn)和桿件、構(gòu)件的加工制作，以單件的形式按編號(hào)專車運(yùn)到工地進(jìn)行拼裝。3.4鋼構(gòu)件吊裝安裝操作平臺(tái)（高支模）：構(gòu)件安裝前要有固定牢靠的操作平臺(tái)，采用高支模腳手架，控制標(biāo)高，架頂滿鋪鋼板，局部同步設(shè)置鋼格構(gòu)柱作為三角架支撐點(diǎn)，配合塔吊便捷的安裝構(gòu)件，同時(shí)也為后續(xù)桁架梁及樓板支模提供腳手架體系：桁架安裝平臺(tái)平面圖鋼桁架構(gòu)件安裝平臺(tái)立面圖（2）桁架吊裝部署：桁架安裝順序及吊裝平面示意圖現(xiàn)場采用塔吊及汽車吊配合使用吊裝桁架構(gòu)件，汽車吊主要負(fù)責(zé)吊裝桁架上下弦與柱子連接的重且大的節(jié)點(diǎn)構(gòu)件，塔吊則吊裝剩下的所有節(jié)點(diǎn)構(gòu)件，采用此分節(jié)散拼的方法，可以節(jié)省大量汽車吊臺(tái)班費(fèi)用或桁架整體提升安裝的提升機(jī)械設(shè)備相關(guān)的成本費(fèi)用，同時(shí)也使鋼結(jié)構(gòu)安裝變的簡單、容易、安全且可行。（3）鋼桁架安裝順序及方法：桁架安裝分節(jié)編號(hào)及安裝順序示意圖一榀桁架，先安裝與柱子連接的下弦節(jié)點(diǎn)，再安裝下弦桿件，待下弦桿件全部安裝完成后，澆筑樓層混凝土，再安裝與柱子連接的上弦節(jié)點(diǎn)，后安裝斜腹桿和豎腹桿，最后再安裝上弦節(jié)點(diǎn)，使桁架合攏，澆筑混凝土，如果桁架上下弦全部安裝完成后分層澆筑混凝土，鋼結(jié)構(gòu)桁架整體變形和位移較大，難以控制安裝質(zhì)量，本工程采用的安裝順序及方法可有效減小和避免鋼結(jié)構(gòu)整體變形和安裝偏差，滿足施工質(zhì)量及規(guī)范要求，達(dá)到較好的效果。（4）定位連接：桁架分段吊裝到位后，用高強(qiáng)螺栓連接，初凝后，測量校正，待安裝質(zhì)量達(dá)到規(guī)范要求后，終擰高強(qiáng)螺栓。（5）焊接。3.5鋼筋綁扎桁架梁的原有箍筋形式是穿過鋼結(jié)構(gòu)柱體的閉合箍筋，既影響鋼結(jié)構(gòu)性能，又不便于施工，更會(huì)延長施工工期，是一種不合理的形式。經(jīng)過與設(shè)計(jì)的協(xié)商及討論，對(duì)箍筋形式進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的箍筋形式為“V”形箍筋和“口”形箍筋，不影響鋼結(jié)構(gòu)，且方便鋼筋的施工，縮短施工工期。3.6模板支模桁架梁截面大（900*1500），且梁配筋較大，因此模板支模加固難度大大增加，采用普通的支模加固方法很容易造成漲模、跑模等問題，經(jīng)研究討論，制定如下有效的支模方法：桁架梁模板支模示意圖將穿梁拉桿端部做成90°彎鉤與桁架梁腹板搭接雙面焊，此做法可有效改善直接點(diǎn)焊不牢的的現(xiàn)象，拉桿分三排間距500mm均勻焊在梁上，保證模板支模的牢靠穩(wěn)固，同時(shí)在拉桿上按尺寸焊接梁側(cè)模定位筋，保證梁位置準(zhǔn)確，不跑模、漲模，達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求。3.7混凝土澆筑因考慮到鋼梁翼板與側(cè)模之間縫隙較小，勁性結(jié)構(gòu)截面較大（1300×500、1500*500），加之鋼筋多且密（梁上部多達(dá)10根32的鋼筋），尤其在梁柱節(jié)點(diǎn)處想澆注密實(shí)更加困難。為避免砼澆注出現(xiàn)蜂窩、孔洞等質(zhì)量事故，我們特采取以下措施：（1）采用細(xì)石砼澆注，備用30mm、50mm兩種直徑振搗棒振搗。（2）澆注時(shí)先澆注鋼梁一側(cè)，振搗將砼從梁底流至另一側(cè)并向上返至下翼板以上10cm以上后，開始從另一側(cè)澆注，從而保證下翼板下部砼密實(shí)。（3）砼坍落度適當(dāng)放大，保證砼易流動(dòng)。（4）梁下派人使用手錘敲擊檢查，發(fā)現(xiàn)有不實(shí)的地方及時(shí)與上部振搗人員溝通，保證振搗密實(shí)。通過采用以上辦法，很好的解決了梁底砼澆筑不實(shí)、蜂窩、孔洞等質(zhì)量問題，拆模后的外觀質(zhì)量非常好，能夠達(dá)到清水混凝土的表觀要求。四、工程實(shí)施與效益南京鼓樓醫(yī)院南擴(kuò)工程的鋼結(jié)構(gòu)工程具有施工難度大、施工工期緊、設(shè)計(jì)要求高、技術(shù)含金量高等特點(diǎn)。針對(duì)大跨度、大噸位的鋼結(jié)構(gòu)和大型空中桁架結(jié)構(gòu)的工程特點(diǎn)和施工難點(diǎn)，經(jīng)過研究開發(fā)和技術(shù)方案優(yōu)化，在鋼結(jié)構(gòu)安裝中采用“塔吊吊裝、汽車吊吊裝、塔吊和汽車吊抬吊、三腳架吊裝”的施工工藝，還采用“支架承重、整體卸載”的施工工藝，解決了施工場地限制、施工機(jī)械能力限制等問題，攻克了特殊施工工藝的一些關(guān)鍵難點(diǎn)，達(dá)到了業(yè)主和設(shè)計(jì)要求，通過大家一致努力，順利完成該工程，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。4.1經(jīng)濟(jì)效益在大桁架安裝中，由于施工方案的優(yōu)化，在確保安全的前提下改進(jìn)臨時(shí)支撐措施，降低施工成本數(shù)十萬元。利用公司廢舊的格構(gòu)柱，作為臨時(shí)支撐和臨時(shí)架體底部固定點(diǎn)，取代原設(shè)計(jì)采用鋼管或型鋼作為臨時(shí)支撐，搭設(shè)施工平臺(tái)，即經(jīng)濟(jì)又安全，節(jié)約成本20多萬元。另外，原方案鋼桁架用汽車吊進(jìn)行拼裝，因此需對(duì)汽車吊就位的路線樓板進(jìn)行加固，加固材料采用格構(gòu)柱及碗扣架。后來通過演算優(yōu)化，利用三腳架安裝就能滿足吊裝要求，比原方案節(jié)約了二分之一成本，為企業(yè)創(chuàng)造了效益。5.2社會(huì)效益與設(shè)計(jì)溝通和協(xié)商，改變后澆帶位置，把桁架獨(dú)立出來，從而保證桁架外土建施工的正常進(jìn)行，此洽商為其他承包商贏得