中建八局第二建设有限公司 济南 250022
摘要：济南市轨道交通R1号线高架车站站台层以上，为倾斜异形型钢清水混凝土柱，向外倾斜10°。型钢通过预埋螺栓固定，型钢与钢桁架固定牢固后进行柱混凝土施工。采用BIM及CAD绘制倾斜柱三维模型，计算柱各标高坐标和位置控制线，作为现场模板测设和校核的依据；柱采用定型铝背楞模板，定位采用全站仪和线坠结合、内控和外控结合的控制方法，解决了倾斜异形型钢清水混凝土柱施工难度大、施工质量要求高的难题。
关键词：倾斜异形型钢柱；测量定位；定型铝背楞模板；清水混凝土；施工
1 工程概况
济南轨道交通R1号线南起池东，北至演马庄西，全长26.27km，其中高架线长16.79Km，过渡段长0.2Km，地下线长9.11Km。共设车站11座，高架车站7座，地下车站4座。池东站为路侧地面三层岛式车站，其余6个车站均为路中岛式车站，车站样式为“双柱岛式鱼腹形”。车站站台层外侧设有28根850×650mm倾斜异形型钢清水混凝土斜柱，向外倾斜10°，设计高度6.3~7.0m。
2 重点、难点分析
本工程柱最显著的特点就是：外侧倾斜10°，两侧为折线形，内侧下部倾斜10°、中间垂直、上部倾斜10°且在中间预留灯带凹槽，完成面为饰面清水混凝土；施工难度大、施工质量要求高：
1、异形型钢清水混凝土柱，外侧倾斜10度，其他三侧异形，柱顶设500×800mm平行四边形梁。
2、斜柱向外倾斜角度10°，测量定位方法不同于常规，放线及标高引测的精度控制较为困难。
3、为保证型钢柱倾斜角度，防止因钢桁架安装和混凝土振捣造成型钢柱移位，钢雨棚安装固定后，并经再次复核方可浇筑倾斜异形混凝土柱，增加了型钢柱施工难度。
4、为保证倾斜异形型钢柱清水混凝土效果，防止固定模板的钉子与混凝土面接触，柱模板采用定型铝背楞，面板采用清水混凝土模板，模板制作难度大。
5、倾斜异形柱与围护墙之间设置20mm通缝（内设环氧树脂钢筋拉结），而墙顶部的连续暗梁与柱采用刚性连接（不设置通缝），需墙柱混凝土分次浇筑，增加了施工难度。
6、斜柱主筋及箍筋与钢骨柱栓钉位置冲突，使斜柱主筋、箍筋偏位，保护层不易得到控制。
7、斜柱内型钢界面尺寸550×350mm，栓钉长度为100mm，斜柱截面尺寸850×650mm，主筋直径C28，箍筋直径C10，柱钢筋保护层厚度为35mm，型钢外侧与斜柱主筋内侧理论间隙仅有77mm，砼浇筑及振捣难度大。
3 施工部署及施工工艺
3.1 型钢柱及钢梁吊装、定位、校正、加固
型钢柱质量为1.5～1.8吨不等，考虑到车站场地与工期要求，现场采用2台TC5610塔吊及1台100T汽车吊进行施工区域钢结构的起重、吊装。吊装时，因场地受限制，用100T吊车把D轴侧钢柱调到2层标高5.18m处，临时存放，然后用塔吊吊装钢柱，A轴侧钢柱直接用吊车吊装到位安装。安装时根据图纸的钢柱编号，落实好钢柱方向和位置；受作业空间所限，钢柱安装前，临时支架需要做好加固，因钢柱为倾斜10°做好临时加固装置，采用连接地脚螺栓进行固定，同时在钢柱柱底板下侧用钢楔固定，地脚螺栓螺母加垫片后初步拧紧。采用全站仪进行位置测量、复核。待型钢柱校正完成后，安装钢柱之间支撑梁，使钢柱间形成一个整体。在钢柱连接梁上采用缆风绳与周围混凝土结构形成可靠拉结，确保施工安全。钢构件吊装就位后用钢钎对齐节点板上下的螺栓孔，使螺栓能从孔内自由穿入，对余下的螺栓孔直接安装高强螺栓，用手动扳手拧紧后，拔出钢钎，再进行该处的高强螺栓的安装，螺栓方向要求一致，以扳手向下为紧固螺栓的方向，垫圈要位于螺母的一侧，螺母垫圈方向不得装反。
3.2 柱钢筋安装及固定
型钢柱及钢梁校正、加固完成后，进行斜柱钢筋的安装及固定。斜柱钢筋安装时，先绑扎斜柱钢筋，后绑扎异形部分钢筋，最后绑扎围护墙预埋筋。柱主筋采用套筒连接；箍筋及预埋筋绑扎时采用反向绑扎，使之扎丝头全部留于竖向钢筋内侧，钢筋绑扎完成后全面进行检查，任何钢筋不得与模板接触，扎丝不得贴着模板。
3.3 柱模板支设
3.3.1 模板支架设计
模板支撑系统及模板设计时，应分别验算水平荷载和垂直荷载，要充分考虑斜柱施工的各种荷载并选择合理的荷载组合。从安全及有利于控制变形的角度出发，验算水平和垂直梁方向的支架时，均按单方面独立承受荷载验算，以满足模板及支架的承载力、抗倾覆及抗测移等要求。
3.3.2 柱模板安装
斜柱采用定型铝背楞模板，主背楞采用双拼8#槽。模板支设前，对模板内侧清理并涂刷脱模剂，确保支模前模内光洁。
为确保模板支撑体系的稳定性及现场施工人员操作，在斜柱外搭设满堂架，斜柱内侧搭设双排操作架，架体与周圈已浇筑砼结构进行可靠拉结。
在斜柱根部混凝土结构上弹出的斜柱模板底部控制线，并用线坠辅助校正模板上口中心位置。为防止砼浇筑时柱底漏浆，模板根部采用泡沫胶封堵严密。模板拼缝处采用压海绵条封堵严密。模板安装完成效果见图1。
3.4 柱混凝土浇筑
为防止斜柱烂根，混凝土浇筑前，先在柱底浇筑20mm~25mm厚同配合比水泥砂浆一层。
混凝土振捣以振捣棒为主，辅以引导棒、竹竿插捣和木槌敲击振捣，第一层浇筑完成后，认真对第一层混凝土的振实情况进行检查，确认振捣密实后方可进行第二层混凝土的浇筑。
振捣过程中应避免振捣模板、钢筋，每一振点的振捣延续时间，应以混凝表面呈现浮浆、不出现气泡，不再下沉为准，一般为20-30s，避免过振发生离析，上下两侧混凝土的振点应错开布置，振捣的同时必须派专人木槌敲击模板背楞的形式辅助振捣；待振捣泵振捣完毕后30min，再用竹竿再次进行辅助振捣，确保混凝土振捣密实。浇筑完毕后的柱效果图详见图2。
图1 柱模板安装图 图2 柱混凝土浇筑后效果图
4 实施效果
倾斜异形型钢清水混凝土柱施工技术实施，保证了倾斜异形型钢柱施工的顺利进行，对设计设想实现了完美呈现，为今后类似施工积累了一定经验。实践证明，采用该技术，有效保证了施工安全，确保了施工质量，同时大大提高了施工工效，创造了很好的经济效益和社会效益。在本技术实施过程中受到建设单位、监理公司以及质量监督站的一致好评。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院；GB50666-2011 《混凝土结构工程施工规范》[S]中国建筑工业出版社 2012
[2]中国建筑工程总公司；《清水混凝土施工工艺标准》[S]中国建筑工业出版社 2005
论文作者:闵凡文,梅神亮,李海扬,马万国,陈亚梅
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/14
标签：型钢论文; 混凝土论文; 模板论文; 螺栓论文; 异形论文; 钢筋论文; 车站论文; 《建筑学研究前沿》2017年第16期论文;