#头条创作挑战赛#

本文转载自“施工技术《劲性柱及临边超限框架梁综合施工技术》，作者：王淼，龙刚等”，仅用于学习分享，如涉及侵权，请联系删除！

[摘要]以北京亦庄经济技术开发区28C3地块工程为例，针对钢混凝土组合结构的特点，详细介绍了劲性柱及临边超限框架梁综合施工技术，重点阐述了劲性柱边框梁节点牛腿部位钢筋连接构造优化、超限模架支撑体系的设计和钢筋密集时高强混凝土浇筑施工等内容；通过对梁柱节点处采取的相关综合施工技术，在保证交叉施工质量的同时，提高了施工效率，节省了工期和成本。

[关键词]劲性柱；框架梁；钢牛腿；钢筋连接；超限模架支撑

1 工程概况

A座写字楼等6项(28C3地块)项目位于北京亦庄新城的商务核心区——荣华路商务带，其中A座塔楼32层，女儿墙顶高度140m，为超高层建筑，结构形式为钢筋混凝土框架．核心筒体系。A座塔楼核心筒周边为24根型钢劲性混凝土柱：柱截面尺寸1 200mm×1 200mm，十字形钢骨柱尺寸900mm×500mm X 25mm X 30mm，栓钉长度80mm，混凝土强度等级C60；3层底板标高10.400m，外侧框架柱间边框梁尺寸为(484+750)mm×1 100mm，偏柱轴线斜交于框架柱，斜向倾角76°；框架柱与核心筒墙间主框架梁尺寸为500mm×1 200mm，梁混凝土强度等级C60；边框梁与主框架梁正交、四角局部斜交并通过牛腿与劲性柱连接，具体如图1所示。

2 技术特点分析

劲性柱及临边超限框架梁节点处的施工是钢结构和钢筋混凝土结构的综合体，其以钢结构设计与施工为前导，钢筋混凝土结构施工紧密配合，测量放线、模架支撑体系为辅，钢结构安装、焊接及探伤完成后，随后进行钢筋混凝土施工，其综合施工技术特点分析如下。

1)劲性柱内钢骨柱与周边混凝土框架梁需设钢牛腿与梁内钢筋进行连接，并应考虑柱内钢筋安装，该处节点构造复杂，需进行详细的深化设计并应具有现场施工的针对性和可行性。

2)梁柱交叉节点处存在钢牛腿，柱间边框梁尚有76°倾角，且局部钢筋密集，纵横交错，则该部位斜梁及梁柱节点的混凝土密实度和外观效果是施工时质量控制的重点。

3)首层底板至3层底板间高度为10．6m，故混凝土施工时该部位为超高、超重的超限模架支撑体系，需制订专项施工方案并经专家论证，实施时尚应加强该部位的施工安全监控。

3 施工部署

1)成立劲性柱和框架梁节点处钢结构深化设计和钢筋翻样小组，细化各节点部位的结构构造和连接方式，并设专人负责统一协调。

2)按照关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的通知(建质[2009]87号)和关于印发《北京市实施(危险性较大的分部分项工程安全管理办法)规定》的通知(京建施[2009]841号)文件的通知要求，设专人编制有针对性和可行性的超限模架安全专项施工方案，组织专家论证通过后进行严格的审批报审程序，且在实施时严格按照方案施工。

3)编制针对该部位的专项混凝土结构施工方案，制定有效和可操作性的措施，并技术交底至一线施工班组以确保能够得到落实，保证混凝土浇筑的质量。

4综合施工技术

4．1施工工艺流程

劲性柱及临边超限框架梁施工工艺流程如下：劲性柱、框架梁节点初步设计一梁柱钢筋翻样一劲性柱、梁节点细部深化设计一钢骨柱构件加工一劲性钢骨柱吊装一劲性柱钢筋安装一劲性柱模板支立一梁板模架搭设一梁板钢筋安装斗梁板混凝土浇筑。

4．2劲性柱、框架梁节点初步设计

4．2．1钢骨柱初步设计

劲性柱内型钢钢骨柱初步设计的重点在于满足钢结构吊运、安装的要求，同时要考虑混凝土结构施工的可行性和质量要求。考虑到劲性柱与临边框架梁交叉施工节点处需设置大钢牛腿且钢筋密集，此外，框架梁为超限施工，尺寸与荷载均较大，模架安装搭设高度大，故在初步设计时要重点注意以下几项。

1)合理划分每节钢骨柱的长度，保证钢骨柱的质量既能符合现场塔式起重机起重要求，同时合理安排钢骨柱的接头部位，避开劲性柱箍筋密集区域，便于安装时的施工操作。本层钢骨柱长度为5m，按层分段接头位置设在楼层板上1．3m位置。

2)劲性柱与框架梁钢筋采用工字形钢牛腿连接，尺寸为1 100mm×500mm×25mm×30mm，采用全熔透焊接在钢骨柱翼缘上；该节点外侧混凝土牛腿尺寸为700mm×1 200mm×1 200mm，端部最大加腋高度为150mm(见图2)。

3)框架梁主筋与钢骨柱的连接主要采用以下3种方式相结合：①焊接即传统的将框架梁内钢筋(主筋或构造筋)焊接在钢牛腿翼缘板或钢骨柱腹板的加劲板上，采用单面焊接，长度为10d。②直螺纹套筒连接劲性柱与梁钢筋采用焊接连接，当梁配筋为双排时，下排钢筋需焊接在翼缘板底部，工人焊接操作需要进行仰焊，质量不易控制；当梁配筋为多排时，节点处钢筋密集，还需要焊接在柱翼缘板上，焊接量大且空间受限，质量也不易保证。为此可以采用焊接在钢骨柱上的直螺纹套筒连接器与梁内钢筋进行机械连接，连接接头等级为一级，且使用前需有合格的形式检验报告。连接器大样如图3所示。③锚固如梁内纵向钢筋伸入柱内的长度满足锚固要求时，则可以直接直锚或者弯锚。

4．2．2劲性柱、框架梁模架初步设计

为确保劲性柱牛腿节点和超限框架梁部位混凝土浇筑的外观质量与施工安全，模板采用15mm厚木质覆膜多层板，龙骨采用木方并配套对拉螺栓，超限模架支撑体系采用扣件式钢管脚手架搭设；斜梁和牛腿处所需的异形截面与倾斜角度可以通过模板裁剪平整、搭设支撑体系来满足。

4．3梁柱钢筋翻样

在根据结构设计图纸进行钢筋翻样时，劲性结构部位和普通混凝土结构最大的不同就是要考虑钢筋和钢结构的关系，劲性结构尚应考虑节点部位存在钢骨柱和牛腿时对钢筋连接方式、连接部位的制约。翻样时将每个单件梁、柱钢筋绘制1：1绑扎图，在钢骨构件设计定型后，将钢筋翻样图与钢结构图合并，校核钢筋翻样图纸并进行二次修正，最后综合确定接头位置和下料长度。

4．4劲性柱、梁节点细部深化设计

劲性柱、梁节点钢筋连接细部深化设计时，应根据完成的钢骨构件初步设计蓝图和已有详细的钢筋翻样与绑扎布置图进行，所有劲性柱、框架梁构件均使用Xsteel软件建立3D模型，直观明了地展现钢骨柱与混凝土构件中钢筋的连接。通过二次深化设计最大限度减少钢筋安装对钢构件强度的削弱并减少现场施工时混凝土结构中钢筋与钢结构的无序施工。设计过程中对细部节点重点进行以下方面的考虑。

1)对于同一框架梁两端均为钢牛腿连接的情况，当梁钢筋仅为1排时，两端可均采用焊接在牛腿翼缘板上的方式；当梁钢筋为2排或3排时，为避免梁主筋与牛腿翼板焊接时进行仰焊，梁主筋与牛腿采用直螺纹套筒和焊接相结合的方式进行连接，即梁一端第1排主筋采用连接器，第2排焊接在翼缘板上，如有第3排则在翼缘板下方采用直螺纹套筒连接；而梁另一端的牛腿上相应排的钢筋采用相反的方式进行连接，且两端牛腿间有约为钢筋排距的高差，具体构造如图4所示。

2)钢牛腿部位劲性柱纵筋贯穿钢牛腿翼缘板、箍筋穿牛腿腹板，柱间边框梁纵筋穿钢骨和钢牛腿腹板均应按照钢筋翻样图上钢筋的位置、数量和尺寸大小在相应位置上预先开洞，并在开孔处焊补强钢板补强，以便施工时劲性柱主筋无需截断而连续安装；应特别注意的是劲性柱经过牛腿位置时，易与钢骨柱上焊接的安装梁主筋用连接器产生重叠干涉，此时应预先根据钢筋翻样图和梁柱节点三维模型，定位并核对连接器的位置，如有冲突则应微调钢筋间距和牛腿翼缘板上预留

贯穿孔位置。

3)框架梁两侧腰筋伸入柱内的长度满足锚固要求时，则可以直接直锚或者弯锚；如果遇到钢骨柱翼缘时则用直螺纹套筒连接，或者焊接在钢骨柱增加的加劲板上。

4)直螺纹套筒连接器在钢骨柱上焊接完成后应注意保护，并用塑料丝头封堵，防止钢骨柱混凝土浇筑施工时受到污染，从而影响钢筋机械连接强度。

5)直螺纹套筒因为紧贴翼缘板，进行钢筋连接施工时使用紧固扳手操作空问较小，此时扳手旋拧时应注意缓慢用力，以免动作过大破坏套筒与钢骨柱连接，或者造成钢筋端头进入套筒后角度倾斜造成的错丝连接，以保证钢筋机械连接后的质量；使用力矩扳手进行钢筋连接质量检测时，除应满足其标准使用流程及注意事项外，尚应注意扳手钳头要端平，平稳咬住被连接钢筋或套筒；加力要均匀，不得用力过猛或施加冲击力；当听到力矩扳手发出“咔嚓”的声响时，要立刻停止扳动扳手，以免造成套筒连接或扳手测力部分的损坏。检测合格后应点红漆进行标识。

4．5劲性钢骨柱吊装

为减少钢骨柱安装施工对主体结构施工影响，本工程钢骨柱采用提前一层安装的方式，利用本层顶板结构施工的时间进行上层钢骨柱安装。

4．5．1钢骨柱复测

钢骨柱就位前先复测已完成钢柱的标高、垂直度及轴线偏差，以确定本层钢柱调整量，按规范规定的数值进行校正，避免累计误差。

4．5．2钢骨柱吊装校正

吊装大致就位后用2台互呈90°的经纬仪进行观测，通过缆风绳和钢骨柱连接板上螺母校正垂直度，校核完毕将连接板上2个螺母拧上，松开缆风绳，再用经纬仪复核，无误后将上螺母拧紧。校正完成后，用电焊机点焊，一节钢柱吊装完成。

4．5．3钢骨柱焊接固定

1)钢骨柱吊装就位后开始焊接施工，焊接采用CO2气体保护焊，全熔透焊缝方式，质量等级一级。柱一柱接头现场焊缝施焊顺序为先焊翼板、后焊腹钢柱节点，横坡口焊缝宜采用2人对称施焊，电流、焊条直径和焊接速度力求相同。

2)每条焊缝一经施焊要连续操作，一次完成，大于4h焊接时的接头，其焊缝必须完成2／3以上才能停焊，然后再2次施焊完成。间歇后的焊缝开始工作后中途不得停滞。

3)严寒季节在温度-10。(2情况下，焊前适度预热，焊完后用石棉布包裹保温，延长降温时间。

4)焊接作业完成后进行100％超声波探伤。

4．6钢筋安装工程

4．6．1劲性柱钢筋安装

劲性柱钢筋施工的重点是考虑钢骨柱对钢筋施工的影响。钢骨柱安装后其钢牛腿、钢栓钉已经存在，按照常规的钢筋绑扎方法已不能满足施工要求，调整后劲性柱钢筋安装施工顺序为：调整主筋位置--安装栓钉内第2层即柱主筋与钢骨间封闭箍筋斗主筋连接一套入外侧箍筋一楼层柱主筋连接段3面套箍筋焊接一箍筋绑扎。钢骨柱配筋如图5所示。

钢骨柱钢筋安装绑扎时需要注意以下几个方面。

1)在钢筋调整时，注意柱主筋与钢牛腿开洞及螺纹连接器的位置关系，确保主筋顺利通过。

2)由于内侧封闭箍筋尺寸小于钢栓钉外廓尺寸，不能采用自上而下套人安装方式，需要将预加工好的箍筋掰开后套人再恢复，以提高施工效率。

3)梁柱节点及楼层柱主筋加密区域，由于钢牛腿及柱主筋的存在，封闭箍筋不能按照常规安装方式，需做成u形箍筋，穿过牛腿预留孔洞、柱立筋后搭接焊，做成封闭箍筋。

4．6．2斜边框梁异形箍筋的加工、安装

1)加工 斜梁中的箍筋大小需要根据尺寸推出，加工前在现场放出斜梁实际大样，复核箍筋尺寸，并配合CAD绘图进行验证，最终确定箍筋的加工尺寸，并应注意封闭箍筋的开口方向在箍筋的大尺寸端。

2)安装 临边斜框架梁的钢筋安装是在主框架梁钢筋、柱牛腿钢筋绑扎完成后进行，斜梁钢筋绑扎时注意转角处钢筋排布，按照钢筋设计的排布方式安装。斜梁钢筋完成后沿梁高方向设置2排模板定位筋，控制钢筋保护层的厚度(见图6)。

4．7模架工程

4．7．1主框架梁模板设计

主框架梁高度为1 200mm，梁侧、梁底模板均采用15mm厚覆膜多层板，梁侧模次龙骨采用50mm×100mm木方，间距≤250mm，主龙骨采用100mm×100mm木方，间距≤600mm；梁底次龙骨采用50mm×100mm木方，间距≤250mm，主龙骨采用100mm×100mm木方，间距。<600mm；穿梁螺栓采用直径16高强通丝螺栓，由楼板底下反300mm设置1道(见图7)。

4．7．2边框梁模板设计

临边斜边框梁尺寸为(484+750)mm×1 100mm，模板面板均采用15ram厚覆膜多层板，梁侧模次龙骨采用50mm×100mm木方，间距≤250mm，主龙骨采用100mm×100mm木方，间距≤600mm；梁底次龙骨采用50mm×100mm木方，间距≤250mm，梁底主龙骨采用100mm×100mm木方，间距≤600mm；穿梁螺栓采用直径16高强通丝螺栓，共设置2道：第1道距梁底200mm，最上一道距板顶为300mm，穿梁螺栓处设置附加找平龙骨，其与主龙骨用圆钉固定为一体；梁两侧用斜撑支顶两侧模，间距600mm(见图8)。

4.7.3 梁柱节点牛腿部位模板设计

为确保梁柱节点及牛腿部位混凝土浇筑效果，梁柱接头的模板采用8片定型木模板，在现场木工加工车间批量制作，充分控制加工精度，以保证此处构件截面尺寸及混凝土外观质量。梁柱接头模板采用15mm厚覆膜多层板作为面板，50mm×100mm木方作为背楞，做成4块L形背楞，间距≤200mm，4块L形模板靠紧定位后用2【10柱箍固定，斜撑采用φ48钢管。在模板和柱混凝土之间加海绵条，防止漏浆（见图9）。

4.7.4 超限模架支撑体系设计

超限部位结构标高：-0.100～10.400m，首层底板至3层底板间层高10.5m，主框架梁和边框梁最大截面尺寸分别为500mm×1200mm和（484＋750）mm×1100mm，楼板厚度为120mm。

1）梁板模板支撑体系采取 φ48×3.5扣件式钢管脚手架与顶托进行组合支撑，梁模板支撑体系梁下单独设置承重立杆，支撑体系高度9.3m，梁下纵向距离×步距为600mm×1200mm，横向梁高1 200mm时，设3根支撑杆，间距300mm；梁高<1 200mm时，设2根支撑杆，间距为梁宽；板下支撑体系钢管间距横×纵×步为1200mm×1200mm×1 200mm，顶部两步加强为600mm，梁板下立杆自由端距离均≤400mm。

2）距地200mm处设置扫地杆，并依次向上设置大横杆，间距1 200mm，当大横杆排到顶部时，距离

不满足计算高度时，需要加设顶部锁口杆，保证自由端高度≤400mm；水平剪刀撑由扫地杆处向上搭设，各楼层中间与顶部各设置1道，竖向剪刀撑间距≤4 800mm；超限模架支撑体系中的水平拉结杆、大横杆、扫地杆以及抱柱连接件等均应安装牢固稳定，以保证模板支撑体系的整体性与安全性，如图10所示。

图10 超限模架支撑体系布置

3）超限模架支撑体系在进行验算时，应考虑现场所使用的周转材料经多次周转使用和材料本身折旧损耗的实际情况，考虑一定的安全折减系数，将所选择的材料相关参数进行适当减小，如图中设计木方为50mm×100mm的，计算时应根据实际市场或者现场情况进行截面折减，采用诸如45mm×90mm的尺寸。

4．7．5模架安装施工方法

1)先在柱上弹出轴线、梁位置线和水平控制标高线，按设计标高调整脚手架可调顶托的标高，将其调至预定的高度，然后在可调顶托的托板上安放木方。固定木方后在其上安装梁底龙骨。龙骨安装完成后，用多层板安装梁底模板，并拉线找平。主、次梁交接时，先主梁起拱，后次梁起拱。梁底模安装后，再安装侧模、斜撑、梁夹和拉杆。

2)为了防止梁身不平直、梁底不平及下挠、梁侧模胀模、局部模板嵌入柱梁间，拆除困难现象出现，可采取如下措施：①支模应遵守侧模包底模，梁模与柱头模连接处，梁侧模板顶住柱头模板；②梁侧模设有压脚板、斜撑、梁夹和拉杆，拉线通直将梁侧模钉固。

3)超限模架支撑搭设时应将整个梁板超限模架支撑体系与周边具有一定刚度的主体墙柱进行可靠连接，但应注意支撑体系应断开与主体结构外部周边防护架体的刚性连接。

4)对现场模架搭设人员进行交底时应以附图为主，在附图上明确各种典型截面梁板的搭设参数和构造要求，并对方案主要搭设参数、构造措施进行详细说明，以使方案在现场得到完整落实，避免由此造成的隐患。

4．8混凝土工程

混凝土浇筑是劲性柱、梁节点牛腿部位和超限部位施工的关键步骤，为克服钢筋密集、钢骨柱内边角处不易振捣等造成的混凝土蜂窝、麻面、不密实等影响混凝土观感的现象，同时确保超限部位浇筑施工的安全，应采取如下有针对性措施。

1)对混凝土配合比进行优化调整，提高其和易性，满足现场施工要求。

2)钢结构设计时在钢骨柱加劲板上开设排气孔，1．2m方柱浇筑时事先试棒，找好合适的下棒点保证四角全部振捣到。

3)钢筋密集部位辅用直径30mm振捣棒，斜梁模板外侧面采用平板振捣器振捣。

4)超限部位混凝土浇筑时应按制定的支撑体系位移监控措施，在受力较大部位布置监测点。施工前应对架体全面检查，合格后才开始浇混凝土；过程中，随时观测架体沉降、位移和变形，发现隐患及时停止施工，采取保证安全的加固措施后再施工。

5)超限模架支撑体系拆除前，应将该层混凝土试件送实验室检测，以防混凝土强度未满足要求拆模过早造成质量和安全事故：当梁板试块达到规定的强度后，应履行严格的审批手续后方可拆除。

5 结语

本工程在劲性柱及l临边超限框架梁综合施工技术探索应用过程中，解决优化了劲性结构梁柱节点钢筋连接构造、钢筋密集和超限部位处高强混凝土浇筑施工等技术难题，避免了钢结构与混凝土交叉施工对进度的影响，混凝土表面观感质量良好，做到了劲性混凝土结构外美内坚，得到业主及监理单位的高度评价，在取得良好社会及经济效益的同时，为后续类似工程提供了参考和借鉴。

参考文献：

[1]骆盛世．高层建筑框架结构梁柱节点施工技术[J]．科技资讯，2011(11)：211-212．

[2] 林盛，刘周学，张同波．凯悦国际大厦型钢混凝土柱深化设计分析[J]．施工技术，2011，40(15)：71-74．

[3] 李小洋．钢套筒连接在钢筋施工中的应用[J]．科技咨询导报，2007(8)：82，84．

[4] 陈丽华，李爱群，赵玲．型钢混凝土梁柱节点的研究现状[J]．工业建筑，2005(1)：56-58，36．

[5] 曲晟．型钢混凝土组合结构柱与钢筋混凝土梁连接节点施工技术[J]．福建建筑，2014(2)：95．96．

[6] 丁爱忠，邱凤夏，尤海涛．型钢混凝土结构(SRC)梁柱节点施工技术f J]．浙江建筑，2009(5)：38-40．

免责声明：本文转载自“施工技术《劲性柱及临边超限框架梁综合施工技术》，作者：王淼，龙刚等”，仅用于学习分享，如涉及侵权，请联系删除！