投稿多梁交错复杂节点预应力波纹管定位技术研究.doc

磁浮虹桥站多梁交错复杂节点
预应力波纹管定位技术研究

王陈远 邹腾辉
（中国建筑科学研究院上海分院 上海 200023） （上海第二建筑有限公司 上海 200080）

摘 要：预应力波纹管在多梁交错复杂节点的准确定位对工程质量有着重大影响，需采取合理的技术、施工保证措施来实现。
关键词：预应力 波纹管 复杂节点 定位

Research on positioning of pre-stressed bellows in complex nodes on multi-beam of
Hongqiao Magnetic Aerotrain Station

Wang Chenyuan
（Shanghai Branch ,China Academy of Building Research ,Shanghai 200023）
Zou Tenghui
（Shanghai NO.2 Construction Limited Company ,Shanghai 200080）

Abstract：The accurate positioning of pre-stressed bellows in complex nodes on multi-beam have significant impact on quality of the project, so be required to take reasonable technical and construction assurance measures to achieve.

Keywords：pre-stressed; bellows; complex node; position

1 工程概况
上海虹桥综合交通枢纽工程磁浮虹桥站部分位于交通枢纽工程中部，是虹桥综合交通枢纽的重要组成部分。主体尺寸为172m×180m，结构通长不设缝，。结构总体对称布置。磁浮虹桥站结构地下一层，地上9层，下部为钢筋混凝土框架结构，上部为钢结构框架，抗震等级为一级。预应力主要分布于底部－0.700m、12.050m及24.150m标高层，预应力混凝土大跨度框架主、次梁均采用后张有粘结预应力形式。
本工程总结构平面尺寸较大，有粘结预应力梁尺寸大、截面变化复杂、配筋多且局部双向配置，框架柱内钢筋数量多且多处为劲性柱结构。梁柱普通钢筋、劲性结构构件、预应力波纹管道均在梁柱节点处交错，造成多梁交错节点复杂，波纹管定位比较困难。

2 技术准备
本工程中预应力梁跨度较大，预应力筋的矢高、上下位置及水平位置必须准确控制。本工程标高多数预应力束局部为双向布置，纵、横向预应力梁预应力曲线相交；必须按照图纸要求及现场施工实际情况正确处理矢高的上下关系。
预应力波纹管的空间定位分为水平定位和垂直定位。为保证准确按图施工，对于变截面多梁交错复杂节点预应力波纹管准确定位施工，施工单位在施工前进行详细的深化设计并经现场放样，确定详细施工方案。
2.1 垂直定位
垂直定位也称矢高定位，指预应力波纹管在梁的侧立面的高度定位。
施工前必须按照图纸设计说明和矢高控制点画出每一编号梁的曲线图形，在图纸上放样，图上每隔1m间距标出预应力波纹管孔道中心距梁底模的高度。
2.2 水平定位
水平定位指预应力波纹管在梁中穿过箍筋，在柱中穿过纵筋的位置。通常根据预应力梁内布置的束数情况，在梁箍筋绑扎时，预计穿设波纹管的箍筋肢距不小于100mm，以便穿设预应力波纹管；在柱纵筋施工时，预计穿设波纹管的纵筋间距不小于波纹管的外径。同时，预应力波纹管距梁侧距离不得小于40mm，两束预应力波纹管之间的净间距不得小于1.5倍管道外径。水平定位在施工前要结合梁柱截面、配筋数量进行详图设计并经现场放样确定。
本工程的多梁交错复杂节点的预应力波纹管水平定位尤为困难，主要有以下几个方面：
（1） 节点相交梁柱截面大普通钢筋数量多，直径大，本身已经多层排列；
（2） 局部双向预应力波纹管在节点处需双向预留孔道间距；
（3） 预应力波纹管在节点处搭接，管道数量在此处增加一倍；
（4） 局部节点梁柱为劲性结构，部分需在劲性结构上预留孔加工；
（5） 在柱截面变化处，由于上下柱截面纵筋位置不能完全对应，造成局部纵筋数量增多。
针对以上情况，对预应力波纹管穿过的每一节点均进行深化设计，考虑各工种施工要求，对预应力波纹管、梁柱普通钢筋、劲性构件进行排列，满足各自的构造要求，画出平面图或三维效果图，指导施工。
2.2.1 普通混凝土多梁交错节点

图1 预应力筋与梁柱钢筋排列示意图
2.2.2劲性柱多梁交错节点
针对本工程柱节点钢筋较密且有较多的劲性柱，为保证预应力筋孔道的穿设，施工前先对柱的纵筋进行排列，预留出预应力筋孔道。对于劲性柱可分别采取绕行方式施工。根据不同形状钢构件采取不同措施，见下图2所列。

图2 劲性柱节点柱纵筋避让
本工程和预应力节点相关的劲性柱主要有三种，下图所示，工字形、方形和圆形，应尽量减少对钢构件的损伤，在柱内波纹管全部绕行，如下图3所示。

图3 不同形状劲性柱预应力孔道绕行方式
2.2.3劲性梁柱（消能支撑）多梁交错节点
结构12.050m及24.150m标高层间多处设置了无粘结消能支撑，其节点梁柱中均放置了型钢构件，为保证安装质量，其节点处劲性梁中预应力孔道的位置应施工前定位好，在劲性梁上预留直径为120圆孔穿设波纹管，如下图4所示。

图4 无粘结消能支撑处节点详图

图5 无粘结消能支撑处三维效果图
2.2.4波纹管搭接处多梁交错节点
预应力搭接节点处两侧预应力孔道均由柱侧绕出，此处梁面纵筋与柱纵筋相交较密集，施工时应注意柱纵筋的绑扎位置。柱纵筋绑扎时应预先留出波纹管的穿设位置，对于波纹管柱纵筋应预留出足够的净间距，施工前需进行柱纵筋排列详细深化。
3 施工控制
3.1 一般原则
由于梁柱节点处钢筋较密，为保证预应力筋的矢高，普通钢筋绑扎时位置必须准确到位，预应力施工时应先穿设预应力波纹管及钢绞线，然后再绑扎柱箍筋。预应力筋矢高与普通钢筋相冲突时，应以服从预应力筋为原则。预应力筋与普通钢筋位置关系如图5所示：

图6 梁柱节点预应力筋与普通钢筋位置关系图

3.2 垂直定位施工
按照曲线矢高布置图精心组织施工。
确定孔道高度，电焊支架钢筋：施工时，首先可以在绑扎完成的箍筋上（垫块完成后），确定孔道跨中高度和反弯点高度。必须注意，设计图中的预应力钢筋曲线是以孔道中心为标注。因此在确定支架钢筋的高度时应以波纹管底部外径为基线，本工程中采用的波纹管规格分别为65mm（适用于7孔）、75mm（适用于9孔）、85mm（适用于12孔）四种规格，因此扣除波纹管底部外径应为31.5mm、39mm、44mm和49mm。支架钢筋采用Φ12mm以上钢筋，长度与梁箍筋宽度相同，水平间距一般不大于1000mm。
本工程预应力筋为曲线预应力筋，波纹管采用塑料波纹管，波纹管要符合曲筋的弯曲弧度要求，定位有一定难度。因此，在非预应力筋绑扎成型后，根据预应力束的直线和曲线形状，准确计算出各预应力孔道每1米的标高和水平投影位置，按预应力曲线矢高在控制点处箍筋上划线，焊接U形定位支架，将波纹管固定在支架上，以保证预应力孔道位置与设计相符。
按设计要求，有粘结预应力筋矢高一般在支座处最高点为150mm，跨中处最低点为120mm。根据一般非预应力钢筋配筋情况，普通钢筋绑扎顺序时，充分考虑对预应力筋矢高的影响。
预应力筋束形控制点的竖向位置允许偏差应符合下表1的规定：
表1 束形控制点的竖向位置允许偏差
截面高度(mm)
h≤300
300＜h≤1500
h＞1500
允许偏差(mm)

3.3 水平定位施工
按照节点深化图精心组织施工，按照以下要求进行施工控制：
（1） 框架柱顶弯锚钢筋尽量顺梁方向往外弯，从而腾出梁柱核心区其他钢筋和和预应力波纹管的作业空间；
（2） 需开洞的劲性构件在预制厂按照放样图纸进行加工；
（3） 预应力施工单位在框架梁绑扎前，定出波纹管位置，用短钢筋焊在两根柱主筋上，让出波纹管穿行空隙，钢筋施工人员在穿梁主筋时尽量不的碰坏焊接限位的短钢筋；
（4） 钢筋下料时应考虑柱中纵筋要让出锚垫板或孔道的间距 。
（5） 根据设计要求，当预应力筋与普通钢筋或其它管线位置有冲突时，应当首先保证预应力筋位置的准确。
（6） 预应力梁内腰筋之间S形拉接筋待波纹管铺设后再放置绑扎。
（7） 预应力孔道的外径最大为100mm，对于柱内竖向钢筋和箍筋交叉处钢筋较密（尤其是架空道路及作业区一每块单元中间的柱子纵筋），应按照深化设计，先穿设预应力波纹管及钢绞线，并放置预应力固定端或张拉端锚垫板，然后再绑扎固定柱箍筋。

4 工程效果
经各施工单位密切配合，严格、精心按照施工方案和深化图纸施工，预应力波纹管定位准确，验收合格率100%，保证了工程质量。