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Ø10，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Ø48钢管，紧固螺栓为Ø20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）。