桥梁结构与主体结构连接节点的施工技术

桥梁结构与主体结构连接节点的施工技术

杨迎春蔡旭平邹佳镓

中国二十冶集团有限公司

摘要：预埋件是在结构中留设由钢板和钢筋组成的构件，用以结构构件节点连接固定的作用。光谷科技会展中心项目配套用房在施工中就灵活利用预埋件，通过在预埋件上焊接钢板与钢筋，达到桥梁与基础、桥梁与剪力墙和桥梁与结构梁板多种不同结构间的连接的目的，解决了施工难题，同时满足了结构的安全性和防水性能，收到了较好的效果，可为今后类似工程的节点的处理提供一定的参考。

关键词：预埋件；节点连接；安全性；防水

1前言

大型场馆造型的复杂化、使用功能的多元化促进了建筑结构形式的改变与更新，近年来，多种结构组合形式的建筑工程层出不穷。然而，不同结构组合形式的建筑受各专业施工工艺及技术的限制，较难达到同时施工、同步配合的效果。本文以光谷科技会展中心项目配套用房的地下室结构和货运坡道桥结构的同步施工为例，介绍几种不同结构间节点连接的方式，以满足结构的安全性和防水要求。通过该研究，可为今后类似工程的节点的处理提供一定的参考。

2工程概况

光谷科技会展中心项目为武汉市重点工程项目，位于光谷中心城核心地块。项目由3个单体工程组成，即会展中心、配套用房和货运坡道桥（以下简称货运坡道）。会展中心由地下1层、地上3个大层和3个夹层组成，主要结构形式为钢结构+防屈曲约束支撑+非组合楼板，其中，在二大层北侧有一个185m×15m的卸货平台；配套用房为框架剪力墙结构，由地下2层和地上15层的酒店组成；货运坡道为连接配套用房地下室顶板与会展中心二层卸货平台的纽带。货运坡道全长248m，共15个墩柱，编号自西向东依次为1~15号，15个墩柱均不同程度的与配套用房的地下室底板、顶板、梁、柱以及外墙等结构交织。

图2：货运坡道立面布置图

坡道桥箱梁以下由灌注桩、墩台和墩柱3部分组成，墩台尺寸为5.7m×2.5m×2m（H），墩台顶板标高统一为29.5m（绝对高程，下同），配套用房地下室底板底标高为29.7m，板厚0.6m，剪力墙基础底标高最低的为27.8m，最高为29.1m，根据对应标高值和布置图得知7~11#墩台位于地下室底板以下，1~6#和12~15#墩台与剪力墙基础相碰。会展中心地下室底板底标高为33.2m，会展中心及配套用房两底板接茬处板厚为0.5m，外墙高度为4.5m，墙厚400mm，墩柱为造型特别的花瓶墩，1#、3#、6#墩柱与地下室外墙相碰。地下室-2F顶板为无梁板，顶板为梁板结构，4~11#墩柱与地下室-2F顶板和地下室顶板的结构板相碰，除此之外4#、6#、8#、10#、11#墩柱还与地下室顶板梁相碰。

3施工的难点

3.1桥梁灌注桩、墩台及墩柱与地下室底板、外墙及顶板相互贯通，相交处由于沉降值不同，节点处理不好，易形成裂缝，节点处的结构防水较难满足要求。

3.2因造型需要，桥墩花瓶墩采用定制钢模，而配套用房结构采用胶合板支模，要满足钢筋的正常通过，势必在钢模上开洞，造成钢模无法正常循环使用，也给钢模的拆除造成极大的困难。

3.3由于两个专业相互制约，要保证结构的完整性和造型，协调难度大。

4主要的施工方法

4.1地下室外墙基础与墩台碰撞处节点施工方法

坡道桥墩台底标高27.5m，高2m，外墙基础底标高27.8m，厚1.5m。按照先墩台、再外墙基础的施工顺序进行施工。

使用风镐破除桩头至设计标高，采用挖机和人工配合清底，并组织验槽，浇筑200mm厚混凝土垫层并达到一定强度之后开始钢筋绑扎。因墩台外形尺寸规则且一致，现场使用木模板进行封膜固定。与外墙基础接茬部位预埋-3mm×400mm×L止水钢板（L为墩台与基础接茬的长度），预埋高度位于外墙基础的中部，止水钢板四周使用钢丝网密封，并使用钢筋余料与墩台钢筋牢固。

根据外墙基础的配筋要求，在已固定完成的模板外侧弹线，标出钢筋位置，使用机械钻孔，预埋钢筋。由于本工程钢筋的连接方式为机械连接，预埋的钢筋头必须套丝完成并使用专用保护套进行封盖。预埋钢筋必须满足同一截面接头数目不得超过50%，两接头面应错开35d且不少于500mm，满足设计要求，且预埋钢筋的长度尽量短并处于同一平面，以便于拆模。

墩台混凝土强度达到1N/mm2后即可进行模板的拆除，并将止水钢板处的浮灰清除，将钢丝网和松散的混凝土全部凿掉，露出混凝土石子，应注意保护止水钢板，切勿凿穿。地下室底板垫层浇筑达到一定强度之后，铺设防水卷材，防水卷材在墩台相交阴角处应设置附加层，并上翻不小于100mm，上翻处使用不锈钢压条进行固定，最后浇筑基础混凝土。

图4外墙与墩柱施工大样

预制埋件采用20mm厚钢板和C20钢筋制作（同地下室外墙主筋）。钢板宽600mm（外墙厚400mm），长度可视现场情况切割，一般采用600mm或400mm，钢筋长600mm，弯锚长150mm，弯锚角度为90°。钢筋的分布方式为纵向@200，横向@300，钢板上下端均预留100mm以方便对接，钢筋与钢板的连接形式为穿孔塞焊。需另外加工两块钢板，用于连接预埋件与地下室外墙主筋，钢板厚20mm，宽200mm，长度可根据现场切割，预埋件制作大样见图5。

图5预埋件制作大样图

施工前应对货运坡道和土建两个专业进行充分的沟通和交底，确保货运坡道的墩柱钢筋在加工和安装时，在与外墙相交处的钢筋缩进100mm，以便于预埋埋件。预埋件在墩柱钢筋全部安装完成之后再进行施工，预埋件应紧贴墩柱钢筋，点焊，钢板应保持相互平整。封模前注意检查钢板的平整度和钢板之间的间隙。

墩柱拆模后及时凿出预埋件，露出钢板面以及钢板之间的间隙，焊接，焊缝高度16mm。立板加工时双面坡口，双面焊，焊缝高度16mm，清除焊渣。最后进行外墙主筋与立板的搭接焊接，双面焊，焊缝高度16mm，焊缝长度200mm。由于立板已充当止水钢板作用，所以不需额外增加止水钢板。外墙与墩柱连接节点见图6

地下室外墙拆模后，凿除接茬处混凝土的浮灰和松散的石子，并洒水湿润，使用同强度的混凝土修补，抹平。

图7地下室框架梁与墩柱施工大样

图9地下室框架梁与墩柱连接节点

5质量控制要点

5.1定位准确

地下室外墙、地下室框架梁以及板与墩柱连接位置须准确，是复查的重点。墩柱钢筋安装完成之后，使用经纬仪将地下室外墙尺寸定位在钢筋上，埋件初步定位完成之后，再使用经纬仪复查，调节预埋件达到要求后再进行焊接固定。地下室框架梁与板的定位使用水准仪与经纬仪相结合，主要复查梁水平定位和标高，确保施工完成的墙顺直，梁、板平整，无翘边。

5.2焊接质量

焊接的质量涉及到结构使用的安全性，是检查的重点。预埋件和节点连接的钢板全部委托给有资质的专业的钢结构厂进行制作，确保钢板的切割，坡口和钢筋的塞焊质量符合要求。连接钢板与埋件主要采用现场手工焊，焊工须持双证作业，焊缝需连续且无焊瘤、夹渣，焊缝饱满，平直，符合二级焊缝的外观要求。焊接完成后，使用焊缝检验尺测量，确保焊缝高度达到要求。

5.3混凝土浇筑质量

预埋件以及连接节点处的混凝土密实度关系到结构是否渗水和使用的安全性，墩柱和结构混凝土施工时应设置专人旁站，振动棒应重点振捣，如因钢筋过密，振动棒无法正常插入振捣时，应在节点周围多振捣1~2min。确保连接处气泡全部排出。

6结束语

桥梁与主体结构连接节点采用预埋式处理方式首次在光谷科技会展中心使用，并在配套用房地下室结构与货运坡道工程中成功应用，该方法充分结合桥梁和主体结构两者的特点，保证了两种结构的完整性，在结构连接、承载能力和防水功能上都取得了较好的效果。该方法有效解决了其中某专业受模板定制、相关专业相互配合较难等问题，有效节约了工期，对以后类似节点的处理具有一定的参考价值。