大型悬挑现浇钢筋混凝土异形柱施工技术

大型悬挑现浇钢筋混凝土异形柱施工技术

航空航天部一院某演示厅工程为一大型综合性公共设施，南北长90m，东西宽50m，建筑面积10010m2。建筑物以演示厅为核心，四周有2层展览回廊。北侧为3层，设有展厅、报告厅、保密厅、贵宾室和洽谈室等辅助用房。结构形式采用大空间、大跨度排架式全现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构体系。柱网尺寸为9m×12m、6m×8m，四角各设180mm厚钢筋混凝土剪力墙一道。首层层高为8m、2m，二层层高为4m，中心大厅屋顶采用倾斜式正交正放焊接球形网架，网格尺寸为3.615m×3.615m×3.615m，网架南北跨度为65m，南侧悬挑6m，东西跨度为45m，覆盖面积约3000m2。网架顶部最高点为34.280m。为体现其建筑造型的宏伟和时代气息，演示厅屋顶球形网架设计成北高南低的Y字形。南北高差约12m，球形网架北侧支承框架柱呈“鹞式”突起，设置了6根双向变截面折线形悬挑柱，柱身全高33.38m，从17m以上向南逐渐变形悬挑，悬挑长度为6.36m，柱截面（1.85~2.836）×0.6m，南北两侧折线角度分别为68.65°和64.17°。根据整个结构体系排列，悬挑部分在19.00m、23.00m和27.0m部位设置了3道栏板梁（图3-15-1）。柱身主筋为46Φ32，箍筋为?10，混凝土强度等级为C40，单根柱l7m以上混凝土的体积为35m3。

第1章    施工程序（17m以上部分）

定位测设控制线→搭设底模支承脚手架→拼装底模→柱筋对接，弯曲加工，绑扎箍筋（同时绑扎栏板梁钢筋）→合柱身侧模、顶模→校核柱模空间位置（水平、标高、垂直度）→模板加固，加设支承和斜拉卸荷钢丝绳→再次校核模板空间位置→浇筑柱身混凝土→浇筑栏板梁混凝土。

第2章    测量定位

异形柱（Z6、Z6a、Z7）位于⑤轴，从二层8m位置逐渐开始单向变形，到17m处开始双向变形。柱身截面最大长度为2.836m，相当1层楼高，且在28.538m处为球形网架支承端（图3-15-2）。柱身的北侧是大型倾斜式玻璃幕墙，因此柱身断面变形、竖向标高和侧面垂直度等都必须具备很高的测定精度。

第1节           柱身底模的测设定位

在二层⑤轴以南悬挑平台上测设底模控制线（图3-15-3）。控制线从⑤轴开始计量，东西拉通，分别注明每一条控制线所指定的标高位置，如25m处底模控制线为1850+3127=4977。顶模控制线要根据底模位置和控制线图用水平尺向北反量，测定时必须保证尺身的水平度，如25m处顶模位置应从底模向北反量2.402m。为保证测设精度，在柱身19m、23m和28.538m部位拉钢丝通线（水平方向）进行校核。

第2节           柱身垂直度控制

柱身截面长度大，为防止侧向扭曲变形，必须双向同测同控，即分别在北侧17m屋面上和l2m南侧展览平台上用2台经纬仪同时挑线校正。

第3章    模板工程

模板采用组合钢模和木模拼制，柱箍用?48钢管，紧固螺栓为?20钢筋，另加50×100方钢大龙骨。

为保证柱身几何尺寸，控制折线角度的变化，在17m处用50厚木板预拼底角模。从底角模开始，垂直于底角模斜边方向向上用小钢模逐层拼装，在靠柱身两侧变截面位置，根据几何尺寸，用木板拼制小角模封堵严密。柱箍必须垂直于底模方向安装，纵向间距为800~900mm。在柱箍外侧沿柱身长度方向设置3道通长方钢，以增强柱模的整体刚度，沿方钢长度方向每800~900mm设1根穿柱紧固螺栓（图3-15-4）。

模板拼装前放1：1大样进行预拼，侧向预留孔洞。角模位置应精确标注，预拼经检查合格后，方可正式拼制。现场拼装必须由底模开始，从2层平台根据标高分段吊线，找出底模位置，经校核固定后，方可根据底模支设侧模和顶模。

第4章    钢筋工程

主筋连接全部采用套管式轴向挤压接头技术，对接位置必须错开弯折点1400mm。

待底模拼装后，根据底模和保护层厚度确定各排主筋倾斜角度，采用1t倒链双向牵拉，必须从南向北逐排进行弯折。

主筋固定的方法是，将横筋按主筋间距与箍筋点焊牢固，然后将主筋均匀排开，逐根绑牢（图3-l5-5）。

悬挑部分柱子的箍筋采用对接开口套，对接位置要相互错开，对接处采用搭接焊，焊缝长10d（图3-15四1）。

第5章    混凝土工程

l.17m以下柱身混凝土设水平施工缝。在同层框架梁下皮以下100mm，从17m至28.538m不设水平施工缝。柱身一次浇筑成型，柱身与水平侧梁相交时的垂直施工缝设在梁跨中l/3范围内。

由东、少西两侧对称逐根浇筑柱身混凝土，然后由下至上逐层浇筑水平栏板梁。

17m以上柱身混凝土采用吊斗一次浇筑成型，每根柱浇筑时间实用6h。由于落差为10m，超过规范混房要求，因此必须加串管，以防止混凝土离析。另外，由于柱身过长，且呈倾斜状，振捣棒在柱身内不能垂直插入，振捣范围小，所以必须在棒身上绑扎硬木杆，以便于调整棒身方位，增加振捣范围，振捣棒应一次插到底，每次同时插3~4根，然后随混凝土浇筑逐渐拔出（图3-15-6）。