逆作法中的型鋼結構梁柱節點施工技術*

上海建工一建集團有限公司 上海 200120

1 工程概況

陸家嘴中心區Z4-2地塊公共綠地綜合改造工程。為地下2層、局部地下3層，地上2層、局部地上3層結構，工程總建筑面積約37 063.5 m2，其中地下建筑面積為23 597.7 m2。

本工程基坑面積約11 160 m2。基坑采取逆作法的設計方案，立柱采用φ600 mm圓管的一柱一樁形式，利用B0層及B1的框架結構作為水平支撐結構，由于層高限制，部分框架梁內設置H型鋼以彌補梁高。地下室框架柱截面尺寸為900 mm×900 mm，內設φ600 mm圓管柱；框架梁截面尺寸為600 mm×800 mm（內設500 mm×250 mm×12 mm×28 mm的H型鋼）～600 mm×2 000 mm（內設1 700 mm×300 mm×18 mm×35 mm 的H型鋼）。

2 施工難點

1）梁柱節點處豎向及縱、橫向鋼筋較多，對鋼筋綁扎要求較高。

2）由于梁內埋設H型鋼，造成常規逆作法梁柱節點環梁做法無法施工，需重新設計梁柱節點處處理方案。

3）圓管柱管壁厚度僅16 mm，與梁柱的鋼筋無法形成有效連接，圓管柱至柱混凝土外邊僅150 mm，梁柱主筋在節點處，滿足規范的錨固及連接較難保證[1-3]。

3 關鍵技術

3.1 常規梁柱節點方案

常規逆作法方案如采用圓管柱作為立柱樁，為滿足梁柱節點處鋼筋與柱端部的連接滿足規范要求，梁柱節點處均設置鋼筋混凝土環梁，梁主筋進入環梁并滿足錨固長度即可。常規逆作法梁柱節點環梁做法見圖1。

圖1 常規逆作法梁柱節點環梁做法示意

3.2 梁柱節點處理方案

1）節點做法調整原因：由于本工程設計采用勁性鋼梁的結構形式，常規環梁節點做法中環梁主筋與梁內H型鋼相互影響。故本工程無法采用環梁的梁柱節點處理方案。

2）梁柱標準節點：現以B0層某節點為處理方案標準節點。該節點處X向、Y向主梁截面尺寸均為600 mm×800 mm（內設500 mm×250 mm×12 mm×28 mm的H型鋼），框架主梁上端設7φ28 mm及6φ28 mm鋼筋、下端設5φ28 mm及4φ28 mm鋼筋；框架柱內配4φ25 mm及12φ22 mm豎向鋼筋。

3）連接鋼環板：為解決梁鋼筋在梁柱階段的錨固問題，確保梁柱節點處鋼筋連接做法滿足驗收規范要求。擬在圓管柱上下兩端各設置1塊厚18 mm的鋼環板（鋼板厚度≥0.7d，d為梁主筋直徑），環板寬度70 mm，沿圓管柱一圈設置，鋼環板在每根主梁方向均設置外挑板，挑板寬度300 mm、最長225 mm（圖2）。

圖2 鋼環板做法示意

4）梁鋼筋連接處理：考慮到圓管柱與混凝土外側僅150 mm間隙，去掉鋼筋保護層后僅允許120 mm鋼筋通過。規范規定梁上端鋼筋在支座處必須保證貫通，梁上端最多共7φ28 mm鋼筋，擬在圓管柱兩側分別設置2φ28 mm鋼筋繞過圓管柱，另3φ28 mm鋼筋焊接固定在鋼環板挑板上，鋼筋與鋼環板采用焊接連接（焊接長度滿足雙面焊5d）。下端鋼筋規范允許在支座處錨固，梁下端最多共5φ28 mm鋼筋，擬在圓管柱兩側分別設置1φ28 mm鋼筋繞過圓管柱，另3φ28 mm鋼筋焊接固定在鋼環板挑板上，鋼筋與鋼環板同樣采用焊接連接。為使鋼筋繞過圓管柱，梁靠近框架柱處設置水平加腋。

5）柱鋼筋設置：由于梁柱節點內H型鋼與梁上下兩端鋼筋縱橫交錯，柱鋼筋僅能設置在框架柱4個角部（均分處理），且必須保證柱鋼筋在梁鋼筋綁扎完畢后再進行插筋施工。H型鋼頂部無柱鋼筋區域，設置φ22 mm鋼筋保證柱主筋之間間距≤300 mm，由于φ22 mm鋼筋僅起抗裂作用，無需錨固至梁柱節點內。

6）梁柱節點抗剪方案：由于本工程采用逆作法施工，基礎頂板兼作棧橋使用，施工荷載對結構影響較大。梁水平鋼筋從圓管柱兩側繞過后，梁柱節點抗剪性能較差，原設計方案中在圓管柱上設置12φ16 mm抗剪鋼筋，上下設置2排。為補強梁柱節點處抗剪性能，擬另在梁柱節點內增加8個抗剪角鐵（上下兩端各4個），采用5#角鐵，長度150 mm[4-6]。

4 梁柱節點施工技術

1）鋼筋施工流程：H型鋼焊接→鋼環板焊接→抗剪鋼筋、角鐵焊接→梁主筋綁扎、焊接→柱豎向鋼筋插筋。

2）鋼筋彎起設置：考慮到鋼筋需從圓管柱兩側繞行，如鋼筋起彎點設置在框架柱截面內，鋼筋彎起角度過大，擬在框架梁靠近框架柱1 500 mm范圍內增加水平加腋，水平加腋最寬處同框架柱寬，鋼筋從水平加腋起彎后繞過圓管柱。水平加腋做法見圖3。

3）施工時必須著重控制鋼筋綁扎及鋼環板設置高度的誤差控制。在梁底模鋪設完畢后，在底模上彈出鋼筋排列分布線（尤其標明鋼筋彎起位置），并在圓管柱上用紅三角標識出上下鋼環板設置標高線。

4）考慮到圓管柱存在一定的施工誤差（設計允許1/400，即60 mm），鋼筋綁扎時，所有梁主筋斷料長度必須根據現場實測數據進行下料。鋼筋彎曲機設置在現場平臺模板上，在彎曲機上標識彎起角度，并根據現場實際尺寸進行鋼筋的彎起加工。完成后的現場梁柱節點鋼筋綁扎情況見圖4。

圖3 梁鋼筋連接處理示意

圖4 現場梁柱節點鋼筋綁扎示意

5 結語

通過在逆作法型鋼結構梁柱節點內設置鋼環板，很好地解決了梁柱節點鋼筋處鋼筋較密且無法滿足錨固長度的施工難題；通過在梁柱節點內設置抗剪鋼筋、角鐵，使調整后的梁柱節點滿足結構抗剪的受力要求。最后形成了一套完善的型鋼結構逆作法梁柱節點施工處理方案，并為今后同類型型鋼逆作法工程施工提供了很好的經驗參考[7,8]。