谢文强 侯海林 张得鹏

中建八局轨道交通建设有限公司 江苏 南京 210000

近年来，随着城市发展，地下空间工程建设快速发展，地铁线路越来越多，每条地铁线路都包含一座车辆检修基地。而车辆检修基地为满足上盖物业楼房的开发，通常采用劲性钢筋混凝土结构增加承重能力，较普通的钢筋混凝土结构，在增加承重能力的同时也带来了节点复杂、钢结构与钢筋碰撞、预应力筋与钢筋冲突等情况。因钢结构施工一次成型的要求高，加工后不可在现场进行切割更改，故需在施工前进行各节点深化设计，对复杂节点进行建模分析，避免钢结构现场加工及返厂。本文旨在运用深化软件Tekla及BIM建模进行梁板复杂节点放样，通过调整深化设计图纸，解决复杂节点问题，降低现场施工难度。

1 工程概况

雄安新区至北京大兴国际机场快线项目运用库位于场地东侧，长462m，宽209m，总建筑面积61498.57m2。

运用库墙柱结构概况：楼座下墙柱为劲性钢筋混凝土结构，劲性实腹钢柱+劲性实腹钢板墙+钢筋，标准尺寸为9m×5.1m，墙体厚度1.5m及1m，高度10m，钢板墙厚度主要由10mm、20mm、25mm三种。钢柱主要有十字柱、H型柱、H+T型柱三种截面，腹板厚度25/35/50mm，翼缘厚度35/50/80mm。

图1 雄安新区至北京大兴国际机场快线项目运用库

梁板结构概况：板厚度为2 5 0 m m，梁宽主要为900/1200mm，高度主要为1500/1800mm，包含预应力，预应力筋采用1x7直径15.2mm高强低松弛钢绞线，预应力构件固定端采用挤压锚具，张拉端采用夹片锚，板中无粘结预应力筋采用自然曲线铺设。

运用库主体结构施工复杂，钢筋密度大、与钢结构交叉节点多、梁板包含预应力，本文对梁板复杂节点进行深化设计。

2 复杂节点施工难度分析

运用库采用劲性钢筋混凝土结构，梁板钢结构、钢筋、预应力筋的交叉节点数量多，较传统房建施工安装难度大。

2.1 钢结构复杂

钢结构体量大、节点复杂，型钢柱存在H 型柱、十字型柱、以及“H+T”的异形柱，钢板墙截面尺寸有10mm、16mm、20mm、25mm、30mm、35mm，钢材尺寸多样。

2.2 钢筋密集，与钢结构交叉节点多

梁板主要钢筋型号为25mm、32mm、12mm，钢筋直径大、数量多，钢筋与钢结构碰撞节点多，形成多个复杂节点。

2.3 预应力筋与钢筋、钢结构存在交叉节点

梁板内均设有预应力筋束，由于本工程钢筋排布密集、存在钢结构，导致预应力筋与钢筋、钢结构交叉节点处施工难度大。

3 钢结构深化设计在劲性钢筋混凝土结构施工过程中的应用

3.1 钢结构构件组成深化技术

3.1.1 存在问题

本工程钢筋混凝土梁与型钢柱处深化设计较为复杂，型钢柱与钢筋混凝土梁节点处钢筋密集，梁上下铁与钢结构交叉节点多，梁上下铁应与钢结构牢固连接。在对钢筋的节点进行深化设计时，首先应保证型钢柱强度，并综合考虑钢筋与钢构件的空间交叉矛盾。套筒焊接过程中容易产生变形且现场钢筋布设无法100%与模型放样一致，在样板施工中，现场可操作性差，无法满足现场快速简捷的施工要求。

3.1.2 解决方法

该节点深化设计在理解原设计意图的基础上，对型钢柱纵筋及梁纵筋进行实际放样，根据钢筋的规格、根数、间距，确定钢筋的位置，经过深化设计，现场多次试验，在不影响钢结构受力的情况下，综合考虑采用双排搭筋板以满足现场施工需要，搭筋板的材质同型钢柱，宽度同型钢柱的翼缘宽度，长度根据规范并结合设计要求，满足梁纵筋上下排钢筋的焊接长度[1]。本工程钢结构深化遵循，钢构件加工图深化、钢筋布置图深化→向原设计报审→钢构件加工、制作、检验、运输→钢构件现场吊装、焊接、检测→钢筋混凝土分项工程施工的程序。

图2 型钢柱搭筋板与梁钢筋搭接深化示意图

3.2 板钢筋及预应力筋穿钢板墙位置预留孔洞深化设计

3.2.1 存在问题

运用库一层梁板施工时预留二层钢板墙，板筋和板预应力筋需要穿过钢板墙，传统做法为在钢板墙上现场开孔穿筋，但开孔数量较多且密集，且板设有附加钢筋，使开孔间距更小，对钢结构影响较大。

3.2.2 解决方法

本工程在该节点处，在钢结构加工前对钢结构进行深化设计，在板筋和预应力筋位置预留孔洞，根据板筋的间距、标高确定开孔位置，根据预应力筋的间距、数量确定开孔的位置和开孔大小，最大程度减小对钢结构的影响。深化设计完成后厂家根据开孔的定位图对钢板墙加工，运送到现场进行钢板墙安装，钢板墙安装时注意控制安装的位置和标高偏差要在规范允许的范围内，避免影响节点位置板筋和预应力筋穿孔。

图3 板钢筋、预应力筋束穿钢板墙深化示意图

3.3 梁预应力筋与柱筋交叉节点深化设计

3.3.1 存在问题

型钢柱腹板为梁预应力筋束预留有孔洞，但由于型钢柱周围柱筋直径大、数量多，钢筋排布密集，因此会与预应力筋束位置冲突，且型钢柱混凝土浇筑后钢筋间距难以调整，造成预应力筋布设时，预应力筋束无法穿过型钢柱钢筋。

3.3.2 解决方法

型钢柱钢筋施工前通过三维深化软件进行辅助设计，根据钢筋的直径、数量以及预应力筋束的位置、尺寸将节点部分的柱筋和预应力筋束建立模型，直观发现冲突位置，根据模型和计算对柱筋排列进行调整，充分利用空间进行合理排布，保证在图纸和模型阶段节点可以实现。施工阶段严格控制节点处的柱筋位置，保证后续预应力施工顺利进行[2]。

图4 预应力筋束与柱筋交叉深化示意图

3.4 柱筋穿型钢梁位置预留孔洞深化设计

3.4.1 存在问题

本工程回型墙顶部为型钢暗梁，暗梁两端柱筋需要穿过型钢梁，由于型钢梁翼缘板较厚，现场制孔无法保证开孔精度和质量，且对钢结构影响较大。

3.4.2 解决方法

柱筋与型钢梁交叉节点处，对型钢梁进行深化设计，在柱筋穿过位置的翼缘板上预留孔洞，根据柱筋的间距确定开孔位置，根据柱筋的直径确定型钢梁翼缘板上开孔的大小，深化及加工阶段注意同一根柱筋在上下两个翼缘板上的两个开孔要垂直，避免施工阶段柱筋无法穿过。型钢梁安装时注意控制安装的位置和垂直度偏差要在规范允许的范围内，避免影响节点位置柱筋穿孔[3]。

图5 柱筋穿型钢梁深化示意图

4 结语

本工程在深化设计阶段，以相关规范和原设计施工图节点做法为依据，认真研究梁板钢结构、钢筋、预应力筋的交叉节点做法，运用Tekla、BIM等建模软件的可视化优点，通过优化模型的方式在施工前对交叉节点进行深化设计，解决复杂节点的安装及碰撞问题，确保施工顺利进行，减小施工难度，提高作业效率，同时也积累了劲性钢筋混凝土结构节点深化设计的经验，为劲性钢筋混凝土结构节点施工技术的应用提供了依据，可供相关工程参考。