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摘要：在分析钢管混凝土环梁施工难点、重点的基础上介绍环梁节点施工过程中的施工方法和控制要点。同时在实施过程中运用了BIM技术模拟整个环梁的施工过程，最终达到了良好的施工效果。
关键词：钢管混凝土柱；大截面；环梁；节点；施工技术
1.钢管混凝土截面环梁节点结构
1.1环梁节点结构原理
钢管混凝土柱在延展性和抗压性方面有着很好的优势，也符合高抗震性的建筑标准要求，而且施工也极为便捷，作为建筑施工局部方案有着很好的优势，但从整体的角度看也有其弊端，而这个弊端就是钢管混凝土柱与屋顶混凝土梁截面的连接，钢管不能像钢筋那样直接弯曲交织实现建筑纵向设计和横向设计的有效连接，要通过环梁节点实现这一功能，相比于原有工艺讲，这个过程要相对复杂，设计和施工难度较高。
1.2环梁节点结构的现状
目前技术条件下，环梁节点结构是钢管混凝土结构建筑所必须采用的技术手段，但不管是从设计上还是实践上，都没有统一的强制性标准，采用钢管混凝土结构的建筑工程师们大多因地制宜根据自身建筑特点采取了不同的方法，目前主要的技术手段有两种:一种是在钢筋混凝土结构内的钢管上焊接圆钢，用以抵抗横梁的压力;另一种是利用钢筋也就是牛腿节点实现混凝土柱的钢管与横梁的有效连接。这两种技术各有利弊，圆钢焊接的技术相对具有施工简便、承压性能更好的特点，更好的利用了力学传递原理，将顶部压力传递分散至钢管混凝土柱上，从而实现结构的连接和稳定，缺点是建筑的纵横结构连接较为薄弱，在抗强风方面相对较弱;而牛腿节点的方法相对比较传统，施工工艺虽然复杂但也极为成熟，能够实现有效的纵横连接，但缺点是顶部压力的传导机制较差，从整体上来说，使得建筑的抗压性和强度偏弱，不能将钢管混凝土结构的优势充分发挥。
2.环梁节点设计与受力分析
2.1环梁设计
该工程钢结构外框架设有外框钢管混凝土柱，柱径1400mm。为确保结构稳定性，在地下室钢管混凝土柱与混凝土梁板连接处绕钢管柱设置圆形钢筋混凝土环梁。在环梁与钢管的接触面设有80mm长M16栓钉，且环梁部位紧贴钢管外表面焊25螺纹钢抗剪环，栓钉与抗剪环作为传递梁端剪力的主要途径。混凝土环梁宽350mm，高为与之相连的最大框架梁梁高h2+100mm(环梁最大高度达2130mm)。环梁顶标高同楼层板标高，与框架梁的上表面平，箍筋沿环梁径向放射布置，混凝土强度等级为C40。
2.2环梁节点受力分析
梁端剪力传递到钢管混凝土柱主要通过3个途径:①通过环梁混凝土与抗剪环之间的局部承压作用力，将剪力由环梁传递到抗剪环上，并通过抗剪环与钢管间的焊缝将剪力传递到钢管柱上，由于抗剪环钢筋直径一般不大，剪力引起的对钢管壁的局部弯矩很小；②环梁混凝土与钢管之间的黏结作用；③框架梁的梁端弯矩分解为环梁上部和下部的一对拉力和压力，拉力由环梁上部环筋与楼板共同承担，压力由环梁下部的混凝土承担并传递至柱上。相比传统上下环板节点，受力更为合理。
3.环梁施工工艺流程
环梁绑扎施工模拟→环梁钢筋加工制作→定位弹线→环梁、框架梁的架体及梁底模支设→环筋套入钢管柱→穿箍筋→环梁面筋绑扎→环梁底筋绑扎→穿腰筋并绑扎→环梁拉钩绑扎→框架梁钢筋绑扎→支框架梁、环梁侧模→浇筑混凝土→养护。
3.1环梁绑扎施工模拟
根据重难点分析，预测环梁钢筋绑扎将是制约工程施工进度的直接因素。对此，环梁施工前，BIM小组对环梁进行建模，确定环梁每根钢筋绑扎的先后顺序，利用三维可视化模型模拟环梁施工的整个过程，指导施工。同时确定环梁钢筋绑扎作业工人。利用与实际比例大小相同的钢管柱试验件在样板交底区进行现场模拟绑扎。以小组为单位(3人1组)分批次、反复培训模拟绑扎。
3.2环梁钢筋施工
环形钢筋加工利用BIM软件对环梁钢筋进行分离并逐个定位，按图集和图纸要求摆放每一根钢筋，将钢筋直径等影响因素消除后，精确计算钢筋下料长度，并进行1∶1现场放样。环梁环形主筋由内向外共分为4个尺寸，直径分别为1540，1700，1860，2020mm。用GWH32型钢筋弯弧机调整曲率半径制作环形钢筋，有效地控制环筋的弧度。将所有制作好的环形主筋全部套入钢管柱，再将所有箍筋套入环筋。将上下相邻2根环筋接头相互错开并固定环筋，单面焊接环筋接头，焊接长度为10d。环筋接头焊接完成后，经验收合格，再调整环筋间距并绑扎固定。
3.3环梁模板施工
环梁底模面板采用15mm厚多层板放样制作成环状，背楞采用70mm×50mm方木满铺;为保证混凝土成型效果，侧模面板采用工厂定制的20mm厚定型圆弧木模，并带有企口，背楞采用70mm×50mm方木，后背弧形钢管加固，对拉螺杆一侧直接焊接至钢管柱侧壁栓钉上进行加固。该工程环梁截面较大，模板支撑高度＞6m，属超过一定规模的危险性较大分部分项工程范围。施工前需编制模板支撑体系专项施工方案。
3.4环梁混凝土施工
环梁钢筋、模板验收合格后开始浇筑混凝土。混凝土到达现场后进行坍落度试验。环梁混凝土与板同时浇筑，优先采用小直径振捣棒进行振捣。按每400mm进行分层浇筑，振捣棒插入深度要到位，插点均匀，每次移动位置50cm;确保混凝土振捣密实，不触碰模板、钢筋、栓钉等，振捣时间应适宜，以混凝土不再下沉、不出现气泡、开始泛浆为准。混凝土施工要确保一次浇筑完成，环梁内不允许留置施工缝。浇筑完成后应及时保湿保温养护。
4.结语
采用抗剪环的钢管混凝土环梁节点施工技术施工简便，环梁钢筋绑扎和混凝土浇筑质量易保证。采用BIM技术模拟环梁的整个施工过程，工序控制合理。组织工人提前进行环梁现场模拟绑扎，节约了施工时间，提升施工效率，为钢管柱向上及时安装提供了有利条件。
参考文献
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