混凝土框架转换钢结构节点施工工法

荣誉表彰

2011年9月，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2009—2010年度国家级工法的通知》建质[2011]154号，《混凝土框架转换钢结构节点施工工法》被评定为2009—2010年度国家二级工法。 2100433B

外围结构花格框架后浇节点施工工法适用范围

《外围结构花格框架后浇节点施工工法》适用于对承载能力要求较高且建筑的形状尺寸要求比较严格的超高结构体系。

外围结构花格框架后浇节点施工工法工艺原理

《外围结构花格框架后浇节点施工工法》的工艺原理叙述如下：

为尽可能不使花格框架中的次框架结构承受竖向荷载作用，主框架与次框架的连接采用"特殊后浇节点"做法，即主、次框架同时进行结构施工，但在次柱与主框架梁交接处设置后浇节点，在楼面拉梁与楼板连接处也设置后浇节点。使得主、次结构完全断开，在此过程中全部竖向荷载施加在主框架结构上。使其能够充分的沉降，而次框架不受力，待主体结构封顶后再进行封闭工作。使得主框架承担了大部分的竖向荷载，而主、次框架共同构成抗侧力的主要结构构件，花格框架受力分工明确。花格框架后浇节点位置示意详见图2。

外围结构花格框架后浇节点施工工法施工工艺

• 工艺流程

《外围结构花格框架后浇节点施工工法》的工艺流程：上部次框架梁施工时，次柱定位箍的安装与拆除→次框架梁上1350毫米高次柱的施工完后，次柱钢筋的接长→主框架梁与梁下1350毫米高次柱施工完后，次柱钢筋断开→搭设施工用脚手架→主体结构施工完后，次柱钢筋再次连接，柱子后浇注节点部位清理→后浇节点处钢板的安装→后浇节点处CGM高强无收缩灌浆料的灌注。

• 操作要点

《外围结构花格框架后浇节点施工工法》的操作要点如下：

一、上部次框架梁施工时，次柱定位箍的安装与拆除

绑扎上部次框架梁钢筋，安装次柱柱筋定位箍（定位箍平面图见图3，安装位置见图4），浇筑次框架梁混凝土后，拆除次柱柱筋定位箍，绑扎次框架梁上1350毫米高次柱箍筋，浇筑次框架柱混凝土。

二、次框架梁上1350毫米高的次柱施工完后，接长次柱钢筋。

在主体结构施工时，次框架梁上1350毫米高柱模板采用定型钢模板随本层柱同时支设，同时搭设施工用脚手架。

上部次框架柱主筋采用墩粗直螺纹连接（一级接头。两端钢筋固定，接头位置在柱中部，接头率100%），钢筋接头之间间隙为20毫米，以此抵消变形[图1（a）]。该工法所需套简长度比标准套筒长度加长20毫米。套筒所连上下两段钢筋套丝长度也比正常情况有所不同；一侧套丝长度为标准长度，另一侧套丝长度为两个标准套丝长度＋20毫米。

在浇筑主框架梁及主框架梁下1350毫米高次柱混凝土之前，接长次柱钢筋（次柱钢筋墩粗直螺纹连接点设在上部次柱中点），直螺纹做暂时连接，并完成绑扎[图1（b）]。

三、主框架梁与梁下1350毫米高次柱施工的同时，安装次柱定位箍。

1.主框架梁模板的支设

1）主框架梁底模

梁底模板采用15毫米厚多层板，在有次框架柱的位置设置独立的模板，在有钢筋穿过的地方穿孔，注意防止漏浆。见图5。

2）主框架梁底模龙骨设计

上部主框架梁底模次龙骨采用50毫米×100毫米木方，次龙骨净距不大于150毫米，但不少于5根通长木方，在上部次框架柱位置底模次龙骨采用50毫米×100毫米木方，木方之间净距不大于100毫米。见图6。

3）主龙骨设计

主龙骨采用2ф48×3.5钢管，间距为600毫米。见图7。

2.主框架梁下1350毫米高模板采用定型钢模板，随本层主框架梁同时支设，用钢板网等材料将次框架柱下部封堵严密，防止漏浆。

主框架梁与梁下1350毫米高次柱同时浇筑混凝土。见图8。

3.主框架梁及主框架梁下1350毫米高次柱混凝土终凝后，将套筒拧开并保持断开[图1（c）]。

四、搭设施工用脚手架

后浇柱皆为边柱，且灌注灌浆料时主体施工已经结束，整体外脚手架已经拆除。边柱施工时，靠外侧施工无作业面，需要搭设脚手架。根据现场情况，应该为每根需要浇注的柱子搭设悬臂脚手架，以进行柱外侧施工。由于后浇柱子上、下部已经浇注完毕，且与梁相连，脚手架的搭设可以该柱子上、下已浇注部位及梁为受力点，脚手架应向外悬挑不小于1.5米，且应铺好跳板，工人施工时应系好安全带。

操作架搭设：双排脚手架围绕次柱搭设，立杆支撑拉接设在楼板和主梁、次梁上，操作层满铺50厚木跳板，悬挑部位用斜杆设置，外立面设剪刀撑，外围满挂安全立网及水平网。

脚手架搭设方法如图9及图10所示。

五、主体结构施工完后，次柱钢筋再次连接，清理柱子后浇注节点部位。

在此框架柱345毫米高后浇节点施工时，将直螺纹套筒复拧[图1（d）]。

钢板安装前应将需要浇注的节点区内杂物清理干净。如钢筋锈蚀严重，需要对钢筋作除锈处理。在确保节点内清洁及钢筋配置符合设计图纸时，方可安装钢板后浇节点部位清理前需将钢板位置上方混凝土人工剔凿出60~100毫米宽、10~20毫米深的喇叭口，喇叭口上方与钢板上方平齐，作为进料口兼排气口。然后将剔凿下来的渣土清理干净。

六、后浇节点处钢板的安装（图11）

1.钢板下料加工：按加固平面图在现场或工厂进行钢板下料、裁剪、钻孔。

2.按图并结合现场情况在钢板上钻孔，并利用钢板孔位定位，在混凝土构件上钻出膨胀螺栓孔以备安装膨胀螺栓。

1）利用钢板孔位定位出膨胀螺栓孔的位置，并标出记号。在定位钢板孔时应该依据图纸并根据现场实际情况进行调整，使膨胀螺栓孔位错开柱子的主筋和箍筋；钢筋或螺栓的钻孔直径参照相关的性能指标。使用冲击钻钻孔。初钻时速度要慢，待钻头定位稳定后，再全速钻进；成孔应确保垂直于结构平面，钻孔中若遇到钢筋，必须改变孔的位置。

2）把膨胀螺栓头击人孔内。

3）钢板粘贴以后，迅速拧紧膨胀螺栓螺杆，固定钢板。

3.混凝土和钢板粘合面的处理

1）混凝土粘合面表面处理

用斩斧在粘合面上依次轻斩混凝土表面，斩斧纹路应与受力方向垂直，除去表层0.2～0.3厘米以露出砂石新面，用无油压缩空气吹除或用毛刷扫除表面粉粒。

2）钢板表面处理

钢板粘合面必须进行除锈和粗糙处理；钢板粘合面可用喷砂或平砂轮打磨除锈，直至出现金属光泽，钢板粘合面应有有一定粗糙度，打磨纹路应与钢板受力方向垂直；用无油棉丝蘸丙酮擦拭钢板粘合面，直到用新棉丝蘸丙酮后不见污垢为止。

4.建筑结构胶的配置

选择金草田JCT-2B型建筑结构胶，该结构胶由甲乙两组分组合而成，甲组分为结构胶基料，乙组分为固化剂。两组材料配合后必须在30分钟内使用完。

5.建筑结构胶的涂敷和钢板的粘合

涂敷建筑结构胶，粘贴钢板并用膨胀螺栓固定。待建筑结构胶常温固化后，用小锤轻轻敲击钢板，以判断粘结效果。粘结面积应不少于90%，否则此粘结件不合格。应剥下重新粘贴或采取有效措施补粘或补强。

6.钢板表面防锈处理。

1）钢板外露部分在涂锈前必须除锈，用丙酮擦去油污，并保持干燥。

2）防锈涂料可采用涂刷金属防锈漆。使用丙酮除去油污，进行严格清洁处理后，才可进行涂刷，后涂必须在前涂固化后才能进行。

七、后浇节点处CGM高强无收缩灌浆料的灌注

在钢板安装结束后约12小时进行浇注灌浆料的工序。此时粘钢胶已经基本固化，可以浇注灌浆料。灌浆料是一种高强度、微膨胀、自流性好的建筑材料。使用时应按照说明书要求的用水量，将灌浆料现场搅拌均匀，通过铁皮漏斗沿灌浆口注入柱子节点内。一边灌注一边轻轻敲打钢板，直到节点内灌浆料已经注满，并且灌浆料已经达到灌浆口高度。如灌浆口内灌浆料继续下沉，则继续灌注，保证灌浆料与灌浆口平齐。一般经过4～5个小时以后，灌浆料不再下沉时，说明节点处已经灌注密实。见图12。

楼面拉梁处后浇节点也采用墩粗直螺纹钢筋连接，具体操作方法与次柱与主梁处连接相同。拉梁模板在结构封顶后后浇节点施工时支设，梁底模采用15毫米厚多层板，梁侧模采用12毫米厚竹胶板。拉梁均在结构封顶后由上往下依次浇筑无收缩混凝土。

荣誉表彰

2011年9月，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2009-2010年度国家级工法的通知》建质[2011]154号，《混凝土框架梁体外预应力加固施工工法》被评定为2009-2010年度国家二级工法。 2100433B

高位大悬挑转换厚板施工工法适用范围

《高位大悬挑转换厚板施工工法》适用于复杂环境条件下各类高位转换厚板结构的施工，同时亦适用于各类厚重结构施工参考。

高位大悬挑转换厚板施工工法工艺原理

《高位大悬挑转换厚板施工工法》的工艺原理叙述如下：

1.《高位大悬挑转换厚板施工工法》结合环境特点及风险因素，应用叠合结构原理，转换厚板采用叠合浇筑；模板支撑综合采用钢桁架支撑、钢管扣件支撑、空间钢结构支撑，与既有结构、新浇结构共同形成安全可靠的高位大悬挑转换厚板结构支撑体系。

2.根据施工过程各种复杂工况条件下转换板及支撑体系受力与变形分析确定既有结构保护及新增结构的加强措施，控制支撑系统的变形协调；通过施工过程中变形监测，监视并验证支撑体系的安全稳定性能。

3.钢筋排放采用电脑放样，采取合理钢筋排放、钢筋接头位置与绑扎顺序等控制方案，采用适用的钢筋架立与保护层控制方法，以保证钢筋工程的安装质量并提高工效；通过优化混凝土的配比设计，采取恰当的混凝土输送、浇筑、振捣、养护方法与措施，保证转换厚板混凝土施工质量，以确保混凝土的强度、匀质、密实及抗裂缝等性能；叠合界面采用附加配筋、剪力销、界面的凹凸毛糙处理等措施，保证转换厚板整体性能；通过施工过程转换厚板受力与变形分析，确定预应力张拉应力控制最佳施工时机。从而使转换厚板结构设计功能安全顺利地得到实现。

高位大悬挑转换厚板施工工法施工工艺

• 工艺流程

《高位大悬挑转换厚板施工工法》的施工工艺流程：优选施工设计方案→施工准备→钢管扣件支撑布置、钢构件的制作→新浇筑结构加强与埋件预埋→钢结构支撑安装→钢结构支撑系统堆载试验→第一次转换板结构施工、叠合界面处理、检测→养护、清理→第二层转换板结构施工、检测→养护→其他工序施工。

• 操作要点

《高位大悬挑转换厚板施工工法》的操作要点如下：

一、优选施工设计方案

1.确认既有结构施工质量及其承载能力，必要时进行检测或鉴定确认。

2.分析整体次性浇筑方法与叠合浇筑方法优势与缺点，确定转换板结构浇筑施工方法。采用结构设计软件，辅助设计叠合结构，确定最优的叠合浇筑方法及最佳的附加配筋与界面处理方法。叠合界面附加配筋参见图2。

3.分析确定影响支撑方案的因素，制定技术经济可行的支撑方案，进行方案对比，尽可能充分发挥结构承载能力，以确定最优的支撑方案。参见图3。

4.通过对转换厚板受力分析，确定预应力工程施工时机及其深化设计与施工方案。

5.确定转换板侧模板及芯筒部位模板支撑方案。

6.确定钢筋工程施工方案。

7.确定混凝土工程浇筑与养护施工方案。

8.确定检测试验方法。

9.施工设计方案实施前须通过相关专家的方案评审论证；并取得工程设计师的认可。

二、钢管扣件支撑系统

1.钢管扣件排架与其下部新浇悬挑梁板结构构成支撑体系，其施工顺序为∶搭设六层钢管扣件支撑→六层平面悬挑结构梁板施工→搭设七层钢管扣件支撑→七层平面悬挑结构梁板施工→搭设八层钢管扣件支撑→八层平面悬挑结构梁板施工→搭设九层钢管扣件支撑→九层平面悬挑结构梁板施工→拆除六层钢管扣件支撑→拆除七层钢管扣件支撑→搭设转换板钢管扣件支撑→第一次转换板施工→第一次浇筑转换板混凝土强度达到设计强度80%后，钢管扣件支撑卸载→第二次转换板结构施工→第二次浇筑转换板混凝土强度达到设计强度后拆除钢管扣件支撑。钢管扣件支撑参见图4。

2.钢管采用ф48，壁厚不小于3毫米的脚手钢管，扣件应检测合格。钢管扣件排架600×600双向布置。钢管扣件排架立杆支撑大横檩处采用双扣件。八层、九层楼面施工平整度，上下立杆位置处在同一垂直线上。钢管扣件排架纵横向步距均为1200毫米，在距楼面200毫米设纵横向扫地杆。横管与框架柱每步层均扣连。排架除在内外侧设纵向剪刀撑外，横向每间距四立杆纵距设横向剪刀撑。排架整体起拱20毫米，外侧高于内侧。严格按相关规范要求检查钢管扣件支架的搭设质量对最上排双扣件，应全数采用扭力扳手检查其松紧度。

3.叠合板挠度对钢管扣件支撑体系的影响控制：根据结构分析，第一次转换板混凝土浇筑时对八层、九层悬挑部位梁板结构产生的挠度，与叠合板承受第二次转换板浇筑荷载时（第一次浇筑转换板的自重仍考虑由其下钢管扣件支撑）所产生的挠度基本一致；因而在第一次浇筑转换板混凝土达到设计强度的80%后、第二次转换板混凝土浇筑前，对九层悬挑部位的钢管扣件支撑的最上排纵横向扣件进行松后再紧的措施，以此对钢管扣件支撑体系卸载，避免第二次转换板混凝土浇筑时，受叠合结构挠度的影响而使转换板下悬挑结构所受到荷载的可能增加。

三、九层以下框架柱外改造部位新浇钢筋混凝土悬挑梁板结构的加强处理

根据转换板施工过程各种工况条件，通过受力与变形分析，对钢管扣件支撑系统所涉及的八层、九层新浇结构进行局部加强处理，包括配筋与截面等方面的加强。参见图5所示。

四、埋件的布置与安装

由于埋件所受的荷载较大，其锚筋布置较多。埋件的锚筋布置时应与框架柱筋布置相协调，避免埋件安装困难或导致柱筋布置偏差。埋件节点受力应布置成受剪、拉剪或受剪压形式，避免节点弯矩增加埋件的负担。

五、钢桁架的制作与安装

1.主桁架上弦杆（压杆）采用槽钢

2.转换厚板局部悬挑部位处在正使用裙房机房屋面上，模板支撑采用了空间钢结构形式，参见图7所示，桁架制作时分成三个部分∶9.5米段、悬挑段、2根2

3.次桁架中大量采用∟30×3制作成的轻钢桁架结构形式，次桁架搁置在主桁架上，与主桁架上弦焊连，间距900布置。

4.桁架的制作安装均采用普通Q235钢材，E43焊条，普通持证焊工操作，三级焊缝质量控制，严格按施工方案设计制作并安装。所有节点焊缝质量均经严格验收确认。主桁架通过角铁及铁板与预埋在框架柱或剪力墙上的预埋件焊接连接，严禁将受剪（或剪压或剪拉）节点焊接成固结点，增加对埋件的负担。次桁架与主桁架的连接，直接采用角焊相连。跨度超过4000毫米的次桁架，上弦中部应布置系杆。所有主弦架、次桁架下弦节点均布置系杆，次桁架系杆采用∟30×3角钢，主桁架下弦系杆采用∟50×5角钢或普通钢管。悬挑部位钢结构起拱30毫米，其余柱与剪力墙间钢桁架起拱20毫米。

六、模板工程

采用普通18毫米厚胶合板模板，50×100木方背檩间距300布置；胶合板应与木方背檩牢固固定，接缝采用弹性腻子填嵌平整、严密。600毫米高侧模利用外侧钢管扣件支架固定；对于1400高侧模，则利用暗梁箍筋固定对拉螺栓，确保侧模的稳定性，如图8所示。

七、钢筋工程

1.钢筋工程采用电脑放线，以确定合理钢筋排放、钢筋接头位置与绑扎顺序。其施工工艺流程如图9所示。

2.钢筋保护层垫块采用废花岗岩块，厚度20毫米。应根据花岗岩垫块的强度，通过施工设计计算，确定保护层垫块的大小与布置间距，避免垫块处因胶合板承载能力不足而凹陷，导致底板露筋现象；同时根据施工放样限定位置布置，并采用专用胶将垫块与胶合板粘贴固定，避免钢筋绑扎过程中的跑位。

3.严格按策划的顺序进行钢筋绑扎施工。暗梁绑扎时采用型钢支架架立钢筋；暗梁梁梁交叉处箍筋根据电脑放线，焊接成整体，以保证两方向的梁筋有序地自由穿插。严格按设计要求及电脑放样图，做好钢筋接头位置控制，同一截面上的钢筋接头数量应满足设计要求；直径大于25毫米的钢筋接头均采用剥肋滚压直螺纹连接接头。

4.为便于第二次转换板混凝土浇筑前叠合界面处理与清理，保证叠合界面的抗剪能力，暗梁的部分箍筋采用开口箍，待第二次钢筋绑扎前采用搭接焊电焊封闭。

5.叠合界面按批准的施工设计方案布置附加钢筋；在第一次浇筑转换板混凝土初凝前按既定方案布置剪力销（ф25@300双向布置），同时做好叠合界面面的凹凸毛糙处理。

6.第二次浇筑转换板钢筋绑扎前，应做好叠合界面的清理、处理工作，踢除表面浮渣、浮石，高压水枪清除浮尘，最后的叠合界面呈凹凸不平状，骨料清晰、坚硬，，叠合界面验收合格后方可进入下道工序钢筋绑扎施工。

八、混凝土工程

1.与商品混凝土供应商、检测试验部门一道做好混凝土的配比设计∶转换厚板混凝土的水泥采用水化热较低42.5号优质普通硅酸盐水泥；粗骨料选用级配良好，热膨胀系数较低、强度较高且未风化的花岗岩石子，粒径5～30毫米，石料的含泥量控制在1%以内；细骨料采用不含有机质的级配良好中粗砂，细度模数控制为不小于2.5，含泥量不大于2%；搅拌用水采用洁净自来水；同时为改善混凝土的性能、混凝土中掺加磨细矿粉及Ⅱ级以上优质粉煤灰，掺加JM-Ⅲ型微膨缓凝复合外加剂；混凝土的初凝时间控制不小于8小时；根据混凝土的温升与温差模拟计算，调整好混凝土的入模温度；坍落度控制在16厘米±2厘米。

2.混凝土的浇筑采用不少于两台泵车，分别由剪力墙内芯筒部位向外分带、分层浇筑。最后两路合在一起，避免垂直面施工冷缝产生的可能。混凝土浇筑时，必须先浇筑剪力墙内芯筒一侧混凝土，根据圆弧射线方向部位，悬挑部位的混凝土量不得超过框架柱内侧混凝土的浇筑量。

3.混凝土浇筑采用斜面自然分层振捣密实。混凝土的振捣∶根据混凝土泵送时自然形成的一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前、后布置三～四道振捣器。第一道布置在混凝土的卸料点，主要解决上部混凝土的捣实；由于底皮钢筋间距较密，第二道布置在混凝土的坡脚处，确保下部混凝土的密实；第三、第四道布置上述二道振捣器的中间确保混凝土与下层混凝土的结合密实；对于暗梁部位钢筋密集处，振捣器间距适当加密。随着混凝土浇筑工作的向前推进，振动器也相应跟上，不得漏振、也不得过振，以确保整个高度混凝土的振捣质量，保证混凝土密实、匀质。

4.混凝土的表面处理；浮浆与泌水及时采用真空吸浆机吸除；混凝土初凝前，铲除混凝土表面过厚水泥砂浆替以同配比混凝土，采用木蟹拍压抹压密实，并采用钢丝刷清除钢筋上的污染物，并及时布置剪力销；混凝土终凝前再次用木蟹打毛，闭合收缩裂缝。对叠合板界面应及时做好凸凹毛糙处理；第二次浇筑转换板混凝土表面，采用机械抹光机辅助人工铁板抹压平整、光滑。

5.混凝土的养护∶根据气候条件确定合适的保湿、保温的养护方法。每次混凝土浇筑后的养护时间不少于14天。

九、预应力工程

充分考虑挠度控制、上部结构荷载对预应力筋的影响、预应力设计布置与张拉对转换板结构承载力的影响，应进行深化设计校验，并与设计参考值对比。一般预应力分三次张拉，转换层结构混凝土达到设计强度的100%后，张拉1/3的σ_con；其余二次张拉根据施工设计策划待结构施工至一定层次分别进行。

十、监测技术与分析

通过施工过程的应力、应变与挠度监测，动态掌握支撑体系受力状况，并与分析计算值相比较，及时反馈指导施工。主要的监测内容与方法如下∶

1.一个典型支撑桁架单元安装完成，应进行加载试验，以确认桁架加荷后，其受力状况与变形是否与施工设计分析相符。加荷采用分级均匀加荷，每增加2千牛/米荷载，记录桁架杆件的应变值及桁架关键部位的挠度变形值；加荷至施工设计荷载的80%后，停止加荷；然后分级均匀卸荷，记录相应的应变值与挠度值。

2.施工过程中对典型支撑体系单元进行挠度与应力应变检测，以检验桁架及钢管扣件支撑系统受力状态是否符合施工设计要求，以指导施工。检测记录方法∶混凝土浇筑时每15分钟采样一次，其余时间每天采样数据一次。