双层隔震梁结构关键施工技术

1 工程概况

北京市城市规划设计研究院新建业务综合楼项目总建筑面积为62000m ² ，其中地上建筑面积35136m ² ，地下建筑面积26864m ² 。本工程地下分第一隔震层和第二隔震层。其中第一隔震层主要在核心筒结构下延层，隔震支座最大直径为1100mm，橡胶隔震支座LRB(有铅芯)有61个，LNR(无铅芯)有88个，隔震劲性结构支墩截面长宽高为1800mm×1800mm，劲结构钢筋规格较大，密集施工难度大。

2 施工重难点

（1）双层隔震梁安装时，下部隔震支墩标高及预埋螺栓精度是隔震结构质量控制的重点。

（2）本工程隔震支座分别设置在核心筒结构下延层、地下2层，对不同高度进行隔震支座的安装施工难度大，尤其是在隔震支座上层支墩内设置了劲性钢骨，钢骨四周钢筋末端弯锚施工难度大。

（3）梁柱核心区钢筋直径大且密集，隔震预埋螺栓安装及施工难度大。

（4）本工程在东北侧设置有12个滑板支座，滑板支座上部为劲性钢骨柱，由于滑板支座本身活动性较大，受钢骨自重的影响，上部框架梁及结构施工精度及质量控制难度较大。

3 主要施工技术及解决措施

双层隔震梁结构主要施工工艺流程：深化设计→下支墩及下层隔震梁隔震连接→下层隔震梁及支墩混凝土浇筑及养护→多种隔震支座安装与连接→上支墩及上层隔震梁板施工→上层混凝土隔震结构浇筑及 养护。

3.1 双层隔震梁结构节点深化

根据图纸及规范要求，提前利用BIM技术及深化软件进行隔震支墩内锚筋、核心区框架梁钢筋的排布与深化，重点对钢骨柱与隔震支座连接节点进行深化，保障了工程隔震能力及要求。为保障施工质量及进度，提前优化节点施工作法，确保抗震支座顺利 安装。

根据受力要求，在隔震支座上部支座板上预留出螺栓孔，确保隔震支墩与隔震支座连接；将框架梁交叉区域预埋锚筋优化至隔震支墩4个角部，并增加锚筋数量，以达到抗震受力要求。钢骨柱按照隔震支座预留孔位置深化连接孔直径、相关套筒及锚栓，以达到安装、调整、连接的作用。为提高劲性结构支墩强度，在钢骨柱底板上部设计直螺纹套筒连接点，以备支墩内框架梁及锚筋连接（图1）。

   

（a）

   

（b）

图1 隔震支墩钢筋深化排布示意

（a）第1层；（b）第2层

3.2 下支墩及下层隔震梁主要控制措施

（1）下支墩根据深化和钢筋排布图纸先安装框架梁钢筋，在梁交叉核心区钢筋安装时，采用同预埋螺栓等直径的钢筋进行钢筋孔洞的定位和预留，确保后序锚筋正常预埋。

（2）严格控制下部支墩及下层隔震梁安装标高，在双层隔梁之间施工时可预留2~3mm安装余量，以便于对后期隔震支座的安装标高进行调整。

（3）根据隔震支墩及下部隔震梁的配筋，提前优化锚筋安装位置，可以根据设计验算调整钢筋直径，增加锚固钢筋数量进行等强度代换，将锚固钢筋从隔震支墩4个角部进行安装，避免梁柱核心区钢筋密集带来的施工难题。

3.3 上部隔震支座安装与连接

（1）当在上层隔震梁及支墩内设置钢骨柱时，应先安装钢骨柱，再进行支墩内钢筋锚固连接，尤其是当钢骨柱内竖向钢筋作收头连接时，考虑钢筋一次弯锚后无法进行钢骨的安装，在满足规范的要求下，创新性地通过增加直螺纹转换连接实现隔震梁的抗震锚固要求（图2）。

   

图2 支墩内锚固钢筋的转换连接作法示意

（2）通过增加直螺纹套筒转换连接和钢筋排布，并通过旋转下部高强螺栓的角度调整弯锚钢筋的角度，以满足钢筋最终的锚固要求。通过调整角度 及扭矩力，满足规范要求后再进行焊接固定连接，隔震支墩内钢骨柱顶部钢筋的锚固连接如图3所示。

   

图3 隔震支墩内钢骨柱顶部钢筋的锚固连接示意

3.4 弹性橡胶滑板支座安装质量控制措施

弹性橡胶滑板支座连接，对于结构边缘垂直受力较小但滑动水平距离较大处，采用弹性橡胶滑板支座连接双层隔震框架梁，弹性橡胶滑板支座下部滑移量较大，主要通过预埋螺栓及连接件与下支墩锚固，弹性滑板支座上部法兰盘通过高强螺栓与上层隔震结构内钢骨结构及支墩内直螺纹套筒进行锚固（图4）。

   

图4 弹性滑板钢骨连接支座立面示意

（1）弹性滑板支座安装时，先进行滑板支座的临时固定，临时固定时先将高强螺栓进行临时安装，不拧紧，待钢骨柱安装后再进行螺栓连接，避免因滑板支座高度交底无法正常操作。

（2）对于弹性滑板支座上部钢骨柱安装时，必须先采用角钢或型钢结构将上部钢骨进行临时固定，校正并形成稳定体系后，再进行上层隔震结构钢筋的安装，避免隔震结构偏位。

（3）上层隔震梁钢筋安装完成后、混凝土浇筑前，再次进行尺寸复核，合格后方可浇筑混凝土。

3.5 上层隔震结构混凝土浇筑及养护

上层框架结构浇筑前，再次复核框架结构的相对位置，为确保梁柱核心区浇筑质量，创新性地采用空气橡胶气囊进行梁柱接头混凝土的分茬与隔离，在核心区外部采用自密实或高流态混凝土浇筑及振捣密实。待混凝土初凝前将气囊内气体放出及拆除，再进行楼板及梁混凝土大面积浇筑（图5）。

   

图5 隔震结构浇筑区域示意

混凝土浇筑完成及初凝前，采用人工二次抹压收光，减少混凝土裂缝的发生，冬期施工时及时采用塑料布保温棉毡进行保温保湿养护，不得少于14d，养护期间及混凝土强度未达到5MPa时严禁上人。

4 主要质量与安全控制要点

4.1 质量控制要点

（1）本工程严格控制隔震支座安装尺寸偏差，见表1。

表1 隔震支座安装允许偏差

   

（2）隔震支座安装施工过程中对测量记录工作要做到专人专岗。

（3）在柱混凝土浇筑过程中，要避免振捣棒与预埋板直接接触，防止振捣对预埋板的扰动导致偏移。

（4）直螺纹套筒与钢筋、高强螺栓的扭矩值检查见表2。

表2 直螺纹接头及高强螺栓安装最小拧紧扭矩值

   

（5）直螺纹与钢柱底板的焊接质量控制。焊接前调整好直螺纹套筒及钢筋角度、标高，复查扭矩力。

焊接直螺纹套筒前先进行电焊固定，分层焊接，避免直螺纹套筒垂直度发生改变。

焊缝高度及宽度满足设计及规范要求，表面不得出现气孔、夹杂、裂缝等质量缺陷。

4.2 安全控制要点

（1）电焊作业必须配备足够的灭火器及灭火器材。施工场所保持道路通畅，在危险部位必须设置明显标志，操作人员必须持证上岗，熟悉机械性能和操作规程，施工机械必须设置防护装置，每台机械必须一机一闸，并设漏电保护开关。

（2）在现场施工必须有操作架，特别是施工外围，必须在操作架上铺跳板，绑好防护栏杆及踢脚板。临边施工特别要做好安全防护，搭好操作架，施工时系好安全带。严禁上下同时交叉作业，严防高空坠落。

（3）传递物料、工具，严禁抛掷，以防坠落伤人。

（4）隔震材料。选择平整坚实的场地进行存放，不得放在有坡度的地面，且最多不得超过4层。

5 结束语

本工程通过BIM技术与深化软件相结合的方式进行建筑结构建筑、钢结构与钢筋的深化与排布优化，采用高强螺栓与直螺纹栓焊接连接，确保了隔震支座的连接强度。优化隔震支座内钢骨隔震支座及钢筋的连接工艺，满足了隔震结构的受力要求。针对滑板支座安装活动量较大的难题，采用先上后下的安装固定措施，保证了滑板支座的安装质量。对于施工条件狭窄处，创新性地采用直螺纹套筒转换连接代替钢筋帮条焊接，使隔震支墩施工方便、快捷、经济，提高了施工精度，安装效率高，施工效果好，得到了建设单位、监理单位的一致认可。双层隔震梁结构关键施工技术成熟，安全可靠，可供类似项目借鉴，具有较好的推广前景。