论文部分内容阅读
摘要：钢筋桁架楼承板作为一种新型的快速施工结构，适用于大面积大跨度钢结构楼板。深圳北站站房主体采用大跨度异型钢结构设计，站厅层板为钢管-混凝土柱与钢梁组合框架结构，在9m、15m层采用钢筋桁架楼承板，简化了施工工序，加快了施工进度，为后续施工创造了良好条件。
关键词：自承式楼板；楼板施工；钢筋桁架；栓钉焊接；“跳仓库”
中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）04-0085-04
1 概况
广深港客运专线深圳北站站房9m高架层，设计作为深圳北站广厅、候车厅、出站通廊、出站厅、售票厅、配属管理和设备用房的支承平台，设计板厚160mm和200mm，建筑面积67258m2，15m商业夹层，设计作为深圳北站出站通廊、售票厅、配属管理和设备用房的支承平台，设计板厚110mm、120mm和130mm，建筑面积15600m2；9m和15m层均配双层双向钢筋，混凝土强度等级为C30。
原设计采用满堂支架现浇板，后综合考虑施工进度、平面及垂直交叉作业、节约人工等，本着推广新技术、新工艺的思路，决定采用钢筋桁架楼承板（自承式楼板）。
自承式钢筋桁架模板是将钢筋加工成钢筋桁架，并与薄钢板轧制成的底模板结合成一体的组合模板，是工厂化生产的系列标准化产品。该产品在现场施工阶段，能够承受混凝土自重及施工荷载；浇捣成型后，钢筋桁架与混凝土形成钢筋桁架混凝土楼板。采用该产品现浇楼层板，可省去支模、拆模的工序与费用，适用于一般工业与民用建筑、一般构筑物操作平台、市政高架桥桥面等钢构，能大幅提高施工效率，降低施工成本。
2 施工工艺
测量放线→板材及配件清理→板材吊装至楼
层→散板位置调整（检验与修整）→楼承板与主梁焊接→楼承板安装（含模板边缘切割、封边、洞口制作）→栓钉焊接→钢筋制作与安装→安装验
收→“跳仓法”混凝土施工。
3 施工方法
3.1 测量放线及复核
测量放线前，需对所用的测量基点进行复核，使其符合各种平面尺寸关系后方可使用该基点。同时对钢构的平面尺寸和标高进行复核，无误后方可进入下道工序。
3.2 楼承板吊装
3.2.1 吊装前准备工作。为配合安装作业顺序，楼承板铺设前应具备以下条件：主体框架结构焊接完毕并已经超声波探伤检测合格；主体框架结构焊接完成后，柱垂直度偏差复测合格；铺设施工临时通道，保证施工方便及安全；准备好简易的操作工具，如吊装用软吊带及零部件、操作工人劳动保护用品等；对操作人员进行技术及安全交底，发给施工手册。
3.2.2 核查进场材料和堆放。检查钢筋桁架楼承板（自承式楼板）桁架高度、尺寸、型号是否与设计图纸相符，检查完成的钢筋桁架楼承板（自承式楼板）应按安装位置及安装顺序存放，并做编号明确标示。存放时应考虑楼板变形以及防水措施。
3.2.3 楼承板吊装。起吊时每捆楼承板应有两条钢丝绳，分别捆于两端四分之一长度处。起吊时应充分考虑施工顺序，后施工的楼板应先起吊，避免人工来回倒运（楼承板一般长为9m，最长为10m，每延米楼承板重量为15kg）。同时，为保护楼承板在吊运时不变形，应使用软吊索，每次使用前要严格检查吊索，使用次数达到20次后，吊索必须更换。
钢梁上临时堆放楼承板应考虑梁的承载能力，避免因集中荷载过大造成钢梁的变形。
3.3 楼承板安装
3.3.1 楼承板安装：先检查钢构安装尺寸，复核楼承板排板图；钢筋桁架楼承板就位后，应立即将其端部与钢梁电焊牢固；板与板之间的连接采用扣合方式，拉钩连接应紧密，确保在浇筑混凝土时不漏浆；楼承板以对接方式施工时，楼承板端部的基准线位于钢梁的翼板中心处；待铺设一定面积后，必须及时绑扎分布筋，以防钢筋桁架侧向失稳。
3.3.2 楼承板焊接固定：楼承板的固定焊接，应用J421（E4310）或J422（E4322）焊条，直径在Φ3.2以下；楼承板所经大小梁均须于每个波谷至少点焊一次；楼承板、收边板侧向搭接于钢梁之上的电焊间距不大于900mm，楼承板端口处点焊间距不大于350mm；挡板与梁的焊接长度为25mm，间距300mm。
3.3.3 边模安装。边模是阻止混凝土渗漏的关键部位，应在楼板四周及洞口位置安装并封堵好，边模封堵方法如图1所示：
3.4 栓钉焊接
本工程为了使钢梁与楼承板能有效地协同工作，设置了抗剪连接栓钉，使栓钉承受钢构件与混凝土之间的剪力，实现钢-混凝土结构的抗剪连接。
楼承板与钢梁面的连接，采用栓钉穿透楼承板与钢梁焊接融合在一起的方法，抗剪连接栓钉部分直接焊在钢梁顶面上，为非穿透焊；部分钢梁与栓钉中间夹有压型钢板，为穿透焊。栓钉焊接施工参照《栓钉焊接技术规程》（CECS226-2007）。
3.4.1 栓钉焊接基本要求：施焊电流1500A；施焊时间0.8s（普通焊）和1.1s（穿透焊），栓钉伸出瓷环长度5mm（普通焊）和7～9mm（穿透焊），栓钉提升2.5mm（普通焊）和3.0mm（穿透焊）；焊接用瓷环应保持干燥，表面受潮的瓷环，在使用前应置于120℃的烘箱中烘烤2h；采用独立电源，与栓钉直径匹配的栓钉焊机。
3.4.2 栓钉焊接施工前检验。在每日开工前若焊接设备及栓钉规格未改变，且焊接参数仍为特定值时，最先焊的两个栓钉应做试验，试验栓钉可直接焊在结构工件上，按实际焊接位置施焊，并做外观检查和弯曲试验。
（1）外观检验按表1进行：
（2）弯曲试验：用锤击等方法将栓钉打弯30°，如焊接部位无裂纹为合格。
3.4.3 栓焊施工中的检验：栓焊施工中，若焊接设备和已确认的焊接参数有变动，必须按规定的焊接参数要求进行检验；施工过程中对焊接部位应随时检查，焊缝有缺陷的应及时进行修补，焊缝缺损与修补要求见表2： 3.4.4 栓焊施工后的检验。首先对成型焊肉进行外观检查，外观检查合格后，应在主要构件上逐批进行1%抽样打弯15°检查，若栓钉根部无裂纹则认为通过弯曲检验。
3.5 钢筋制作安装及通道
3.5.1 楼承板钢筋制作安装同常规板筋制作安装没有太多区别；在一个区域的楼承板安装就位后及时安装上弦及下弦通长钢筋，将一个区域每单块的楼承板连成一体。
3.5.2 采用松木板直接铺设于安装好的自承板上弦杆上，宽度90cm，作为混凝土泵管放置、钢筋转运及人员行走通道，同时保证自承板不会因集中荷载而产生变形。
3.6 “跳仓法”混凝土施工
3.6.1 “跳仓法”分仓长度不超过50m，“跳仓法”分仓板块施工节奏为≥7d，采用地泵进行混凝土输送。泵管安放于已经铺设的走道板上，并做好固定。混凝土浇筑前，首先压水，再根据泵管长度压送砂浆，砂浆压通后再输送混凝土，以防堵管。混凝土浇筑过程中，通过弯头调整混凝土输送方向，待泵管两侧混凝土浇筑完成后，拆除该节管，进行下段浇筑。
3.6.2 “跳仓法”与后浇带施工比较：对于长、宽较大的建筑，设置后浇带不仅麻烦（留置时间长），还容易造成漏水，并对抗震不利；由于后浇带留的时间较长，许多建筑垃圾不可避免地落入带内，清理工作非常困难，若不清理干净必然影响工程质量；在后浇带浇灌混凝土前，后浇带两侧原混凝土面必须清理干净，以保证新老混凝土有可靠粘接，此工序施工麻烦；后浇带常采用掺有膨胀剂的混凝土，养护非常重要，需充分浇水饱和养护两周，否则接头易形成两条细裂缝，引起漏水隐患；根据“先放后抗”的原则，并由于现在胶凝材料（水泥）的活性不断提高，水化热温升迅速，1～2d达到峰值，以后迅速下降，经过5～7d接近环境温度的特点，在不少工程中取消了设置施工后浇带，采用“跳仓法”施工，释放早期温度收缩应力。“跳仓法”浇灌混凝土，跳仓间隔时间≥7d。“跳仓法”施工能有效地控制裂缝效果，施工方便、缩短工期、降低造价、质量可靠。
3.6.3 “跳仓法”施工要点：“跳仓法”施工根据板面积大致分为长和宽都不大于50m的区域，沿任一方向分条编号，板钢筋可根据施工安排先后有序绑扎，混凝土浇灌跳仓进行；板混凝土强度等级为C30，掺粉煤灰，减少水泥用量，减小水灰比，控制好坍落度，适当延长初凝时间；9m、15m层板分块之间采用普通施工缝处理方法，板施工缝每侧设“快易收口网”，防止混凝土流入另外一侧，板钢筋按正常的板钢筋绑扎方法施工，不做断开处理；浇灌混凝土采用“一个斜面、连续浇灌、一次到顶”的施工方法，混凝土斜面坡度为1：6；混凝土初凝前，表面用铁滚筒滚压，增强表面密实性，待混凝土收水后用木抹子搓平不少于3次，以消除混凝土表面层的早期塑性收缩裂缝；保温保湿养护极其重要，良好的养护对于减少混凝土收缩、控制内外温差、降低收缩应力十分重要，气候条件较好时可采用蓄水养护，夏天天气温度较高时，应在抹面压实后立即覆盖一层塑料薄膜，防止表面失水干裂；加强混凝土的测温工作和试块的留置，及时掌握混凝土内外温差变化和混凝土强度增长情况；9m、15m层板跳仓浇灌混凝土时，新旧混凝土连接面的清理十分重要，灌新混凝土前必须在连接面浇水泥浆，以确保连接面严实。
4 钢筋桁架楼承板（自承式楼板）施工优缺点
4.1 优点
4.1.1 相比传统的支架现浇，无需支架搭设，省去了地基处理、支架设计搭设等工序，省去钢管、枋木、模板等材料。可多层同时铺设及浇筑混凝土，加快施工进度。
4.1.2 施工速度快，现场钢筋绑扎工作量减少60%～70%，可进一步缩短工期。
4.1.3 钢筋间距均匀，保护层厚度有充分保证，混凝土质量易于保证。
4.1.4 结构设计上镀锌钢板无防腐要求，区别于传统的组合楼板，使用年限完全等同于现浇板，减少后期的维护投入。
4.1.5 防火性能好，结构耐火时间优于传统组合楼板，无需底面防火处理。
4.1.6 良好的受力模式，优于现浇板和压型钢板，楼板施工阶段最大无支撑跨度可做到5.2m。双向刚度好，易于双向设计。
4.1.7 经过对比，自承式楼板相比传统支架现浇成本要低。
4.2 缺点
深圳北站9m板，设下沉式消防箱以及有卫生间降板，在这些部位自承式楼板混凝土施工时，预留降板位置不施工，待混凝土凝固后，弹线凿除、切割钢筋，降板部位的梁板采用吊模或者搭设支架模板施工，将降板处的梁板钢筋和桁架钢筋搭接焊，后二次浇筑混凝土。在这些特殊部位需要二次施工，从结构安全、防水角度显然没有支架搭设一次浇筑成型效果好，而且费时、费工。为保证结构质量和防水质量，在后期降板位置提前搭设支架（或吊模），将降板位置和自承式楼板钢筋一次绑扎安装好后，一次浇筑混凝土。
5 结语
通过在深圳北站9m、15m层板实际施工中可以看出：钢筋桁架楼承板（自承式楼板）虽然在降板、预留洞口等方面存在不足，但它作为一种新型施工结构，具有施工周期短的特点，可以节省大量的人工、材料，能有效地保证楼板的施工质量，还是值得推广的。
参考文献
[1] 栓钉焊接技术规程（CECS266-2007）[S].
[2] 混凝土结构质量验收规范（GB50204-2002） [S].
作者简介：王之仁（1980-），男，广东深圳人，供职于深圳中铁二局工程有限公司，研究方向：施工技术管理。
（责任编辑：周 琼）
关键词：自承式楼板；楼板施工；钢筋桁架；栓钉焊接；“跳仓库”
中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）04-0085-04
1 概况
广深港客运专线深圳北站站房9m高架层，设计作为深圳北站广厅、候车厅、出站通廊、出站厅、售票厅、配属管理和设备用房的支承平台，设计板厚160mm和200mm，建筑面积67258m2，15m商业夹层，设计作为深圳北站出站通廊、售票厅、配属管理和设备用房的支承平台，设计板厚110mm、120mm和130mm，建筑面积15600m2；9m和15m层均配双层双向钢筋，混凝土强度等级为C30。
原设计采用满堂支架现浇板，后综合考虑施工进度、平面及垂直交叉作业、节约人工等，本着推广新技术、新工艺的思路，决定采用钢筋桁架楼承板（自承式楼板）。
自承式钢筋桁架模板是将钢筋加工成钢筋桁架，并与薄钢板轧制成的底模板结合成一体的组合模板，是工厂化生产的系列标准化产品。该产品在现场施工阶段，能够承受混凝土自重及施工荷载；浇捣成型后，钢筋桁架与混凝土形成钢筋桁架混凝土楼板。采用该产品现浇楼层板，可省去支模、拆模的工序与费用，适用于一般工业与民用建筑、一般构筑物操作平台、市政高架桥桥面等钢构，能大幅提高施工效率，降低施工成本。
2 施工工艺
测量放线→板材及配件清理→板材吊装至楼
层→散板位置调整（检验与修整）→楼承板与主梁焊接→楼承板安装（含模板边缘切割、封边、洞口制作）→栓钉焊接→钢筋制作与安装→安装验
收→“跳仓法”混凝土施工。
3 施工方法
3.1 测量放线及复核
测量放线前，需对所用的测量基点进行复核，使其符合各种平面尺寸关系后方可使用该基点。同时对钢构的平面尺寸和标高进行复核，无误后方可进入下道工序。
3.2 楼承板吊装
3.2.1 吊装前准备工作。为配合安装作业顺序，楼承板铺设前应具备以下条件：主体框架结构焊接完毕并已经超声波探伤检测合格；主体框架结构焊接完成后，柱垂直度偏差复测合格；铺设施工临时通道，保证施工方便及安全；准备好简易的操作工具，如吊装用软吊带及零部件、操作工人劳动保护用品等；对操作人员进行技术及安全交底，发给施工手册。
3.2.2 核查进场材料和堆放。检查钢筋桁架楼承板（自承式楼板）桁架高度、尺寸、型号是否与设计图纸相符，检查完成的钢筋桁架楼承板（自承式楼板）应按安装位置及安装顺序存放，并做编号明确标示。存放时应考虑楼板变形以及防水措施。
3.2.3 楼承板吊装。起吊时每捆楼承板应有两条钢丝绳，分别捆于两端四分之一长度处。起吊时应充分考虑施工顺序，后施工的楼板应先起吊，避免人工来回倒运（楼承板一般长为9m，最长为10m，每延米楼承板重量为15kg）。同时，为保护楼承板在吊运时不变形，应使用软吊索，每次使用前要严格检查吊索，使用次数达到20次后，吊索必须更换。
钢梁上临时堆放楼承板应考虑梁的承载能力，避免因集中荷载过大造成钢梁的变形。
3.3 楼承板安装
3.3.1 楼承板安装：先检查钢构安装尺寸，复核楼承板排板图；钢筋桁架楼承板就位后，应立即将其端部与钢梁电焊牢固；板与板之间的连接采用扣合方式，拉钩连接应紧密，确保在浇筑混凝土时不漏浆；楼承板以对接方式施工时，楼承板端部的基准线位于钢梁的翼板中心处；待铺设一定面积后，必须及时绑扎分布筋，以防钢筋桁架侧向失稳。
3.3.2 楼承板焊接固定：楼承板的固定焊接，应用J421（E4310）或J422（E4322）焊条，直径在Φ3.2以下；楼承板所经大小梁均须于每个波谷至少点焊一次；楼承板、收边板侧向搭接于钢梁之上的电焊间距不大于900mm，楼承板端口处点焊间距不大于350mm；挡板与梁的焊接长度为25mm，间距300mm。
3.3.3 边模安装。边模是阻止混凝土渗漏的关键部位，应在楼板四周及洞口位置安装并封堵好，边模封堵方法如图1所示：
3.4 栓钉焊接
本工程为了使钢梁与楼承板能有效地协同工作，设置了抗剪连接栓钉，使栓钉承受钢构件与混凝土之间的剪力，实现钢-混凝土结构的抗剪连接。
楼承板与钢梁面的连接，采用栓钉穿透楼承板与钢梁焊接融合在一起的方法，抗剪连接栓钉部分直接焊在钢梁顶面上，为非穿透焊；部分钢梁与栓钉中间夹有压型钢板，为穿透焊。栓钉焊接施工参照《栓钉焊接技术规程》（CECS226-2007）。
3.4.1 栓钉焊接基本要求：施焊电流1500A；施焊时间0.8s（普通焊）和1.1s（穿透焊），栓钉伸出瓷环长度5mm（普通焊）和7～9mm（穿透焊），栓钉提升2.5mm（普通焊）和3.0mm（穿透焊）；焊接用瓷环应保持干燥，表面受潮的瓷环，在使用前应置于120℃的烘箱中烘烤2h；采用独立电源，与栓钉直径匹配的栓钉焊机。
3.4.2 栓钉焊接施工前检验。在每日开工前若焊接设备及栓钉规格未改变，且焊接参数仍为特定值时，最先焊的两个栓钉应做试验，试验栓钉可直接焊在结构工件上，按实际焊接位置施焊，并做外观检查和弯曲试验。
（1）外观检验按表1进行：
（2）弯曲试验：用锤击等方法将栓钉打弯30°，如焊接部位无裂纹为合格。
3.4.3 栓焊施工中的检验：栓焊施工中，若焊接设备和已确认的焊接参数有变动，必须按规定的焊接参数要求进行检验；施工过程中对焊接部位应随时检查，焊缝有缺陷的应及时进行修补，焊缝缺损与修补要求见表2： 3.4.4 栓焊施工后的检验。首先对成型焊肉进行外观检查，外观检查合格后，应在主要构件上逐批进行1%抽样打弯15°检查，若栓钉根部无裂纹则认为通过弯曲检验。
3.5 钢筋制作安装及通道
3.5.1 楼承板钢筋制作安装同常规板筋制作安装没有太多区别；在一个区域的楼承板安装就位后及时安装上弦及下弦通长钢筋，将一个区域每单块的楼承板连成一体。
3.5.2 采用松木板直接铺设于安装好的自承板上弦杆上，宽度90cm，作为混凝土泵管放置、钢筋转运及人员行走通道，同时保证自承板不会因集中荷载而产生变形。
3.6 “跳仓法”混凝土施工
3.6.1 “跳仓法”分仓长度不超过50m，“跳仓法”分仓板块施工节奏为≥7d，采用地泵进行混凝土输送。泵管安放于已经铺设的走道板上，并做好固定。混凝土浇筑前，首先压水，再根据泵管长度压送砂浆，砂浆压通后再输送混凝土，以防堵管。混凝土浇筑过程中，通过弯头调整混凝土输送方向，待泵管两侧混凝土浇筑完成后，拆除该节管，进行下段浇筑。
3.6.2 “跳仓法”与后浇带施工比较：对于长、宽较大的建筑，设置后浇带不仅麻烦（留置时间长），还容易造成漏水，并对抗震不利；由于后浇带留的时间较长，许多建筑垃圾不可避免地落入带内，清理工作非常困难，若不清理干净必然影响工程质量；在后浇带浇灌混凝土前，后浇带两侧原混凝土面必须清理干净，以保证新老混凝土有可靠粘接，此工序施工麻烦；后浇带常采用掺有膨胀剂的混凝土，养护非常重要，需充分浇水饱和养护两周，否则接头易形成两条细裂缝，引起漏水隐患；根据“先放后抗”的原则，并由于现在胶凝材料（水泥）的活性不断提高，水化热温升迅速，1～2d达到峰值，以后迅速下降，经过5～7d接近环境温度的特点，在不少工程中取消了设置施工后浇带，采用“跳仓法”施工，释放早期温度收缩应力。“跳仓法”浇灌混凝土，跳仓间隔时间≥7d。“跳仓法”施工能有效地控制裂缝效果，施工方便、缩短工期、降低造价、质量可靠。
3.6.3 “跳仓法”施工要点：“跳仓法”施工根据板面积大致分为长和宽都不大于50m的区域，沿任一方向分条编号，板钢筋可根据施工安排先后有序绑扎，混凝土浇灌跳仓进行；板混凝土强度等级为C30，掺粉煤灰，减少水泥用量，减小水灰比，控制好坍落度，适当延长初凝时间；9m、15m层板分块之间采用普通施工缝处理方法，板施工缝每侧设“快易收口网”，防止混凝土流入另外一侧，板钢筋按正常的板钢筋绑扎方法施工，不做断开处理；浇灌混凝土采用“一个斜面、连续浇灌、一次到顶”的施工方法，混凝土斜面坡度为1：6；混凝土初凝前，表面用铁滚筒滚压，增强表面密实性，待混凝土收水后用木抹子搓平不少于3次，以消除混凝土表面层的早期塑性收缩裂缝；保温保湿养护极其重要，良好的养护对于减少混凝土收缩、控制内外温差、降低收缩应力十分重要，气候条件较好时可采用蓄水养护，夏天天气温度较高时，应在抹面压实后立即覆盖一层塑料薄膜，防止表面失水干裂；加强混凝土的测温工作和试块的留置，及时掌握混凝土内外温差变化和混凝土强度增长情况；9m、15m层板跳仓浇灌混凝土时，新旧混凝土连接面的清理十分重要，灌新混凝土前必须在连接面浇水泥浆，以确保连接面严实。
4 钢筋桁架楼承板（自承式楼板）施工优缺点
4.1 优点
4.1.1 相比传统的支架现浇，无需支架搭设，省去了地基处理、支架设计搭设等工序，省去钢管、枋木、模板等材料。可多层同时铺设及浇筑混凝土，加快施工进度。
4.1.2 施工速度快，现场钢筋绑扎工作量减少60%～70%，可进一步缩短工期。
4.1.3 钢筋间距均匀，保护层厚度有充分保证，混凝土质量易于保证。
4.1.4 结构设计上镀锌钢板无防腐要求，区别于传统的组合楼板，使用年限完全等同于现浇板，减少后期的维护投入。
4.1.5 防火性能好，结构耐火时间优于传统组合楼板，无需底面防火处理。
4.1.6 良好的受力模式，优于现浇板和压型钢板，楼板施工阶段最大无支撑跨度可做到5.2m。双向刚度好，易于双向设计。
4.1.7 经过对比，自承式楼板相比传统支架现浇成本要低。
4.2 缺点
深圳北站9m板，设下沉式消防箱以及有卫生间降板，在这些部位自承式楼板混凝土施工时，预留降板位置不施工，待混凝土凝固后，弹线凿除、切割钢筋，降板部位的梁板采用吊模或者搭设支架模板施工，将降板处的梁板钢筋和桁架钢筋搭接焊，后二次浇筑混凝土。在这些特殊部位需要二次施工，从结构安全、防水角度显然没有支架搭设一次浇筑成型效果好，而且费时、费工。为保证结构质量和防水质量，在后期降板位置提前搭设支架（或吊模），将降板位置和自承式楼板钢筋一次绑扎安装好后，一次浇筑混凝土。
5 结语
通过在深圳北站9m、15m层板实际施工中可以看出：钢筋桁架楼承板（自承式楼板）虽然在降板、预留洞口等方面存在不足，但它作为一种新型施工结构，具有施工周期短的特点，可以节省大量的人工、材料，能有效地保证楼板的施工质量，还是值得推广的。
参考文献
[1] 栓钉焊接技术规程（CECS266-2007）[S].
[2] 混凝土结构质量验收规范（GB50204-2002） [S].
作者简介：王之仁（1980-），男，广东深圳人，供职于深圳中铁二局工程有限公司，研究方向：施工技术管理。
（责任编辑：周 琼）