趙志強(qiáng)，梁土金，劉 軍，汪宇雄，張松巖

(中國建筑第二工程局有限公司，北京 100160)

1 工程概況

HPR華龍一號(hào)核電站BFX廠房(燃料廠房)水池底標(biāo)高4.500m，樓面標(biāo)高39.400m，樓面頂部與水池底的高差過大。廠房長30.6m，寬19.6m，采用鋼結(jié)構(gòu)作為主要受力構(gòu)件，主梁跨度為19.2m，樓板為壓型鋼板復(fù)合樓板，混凝土樓面厚1 000mm。

為保證水池施工進(jìn)度且不影響廠房整體進(jìn)度，水池房間區(qū)域需采用無支撐體系進(jìn)行屋面施工。為此，對核電站大跨度高承載混合結(jié)構(gòu)屋面施工技術(shù)進(jìn)行研究。屋面采用鋼結(jié)構(gòu)免拆模支撐體系，主要由14根H800×400/600×20×30/40主梁、15根HN300×150×6.5×9次梁、四周的支撐角鋼、DW76-305-915壓型鋼板等構(gòu)件組成。鋼梁施工完成后其上部鋪設(shè)壓型鋼板，采用φ19×150焊釘將壓型鋼板固定在鋼梁翼緣板上，作為樓板剪力件，然后進(jìn)行鋼筋、混凝土施工。

2 設(shè)計(jì)、施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 桁模支架體系選型

進(jìn)行桁模支架體系選型時(shí)，變形小、剛度大、質(zhì)量小、受力簡單、施工便捷是考慮的重點(diǎn)。采用組合式鋼混結(jié)構(gòu)后，由于壓型鋼板為波浪形，樓板底部不平，對板底預(yù)埋件有一定影響。因此，為滿足施工需求，將預(yù)埋件布置在鋼梁上，若主鋼梁無法滿足，需在局部增加小鋼梁。

經(jīng)驗(yàn)算，采用鋼結(jié)構(gòu)桁架+免拆模(H800×400/600×20×30/40主梁、HN300×150×6.5×9次梁、四周的支撐角鋼、DW76-305-915壓型鋼板)作為樓板支撐體系，可滿足設(shè)計(jì)及施工要求。

2.2 技術(shù)特點(diǎn)

核電站大跨度樓板免拆模支撐體系位于樓板下表面，采用H型鋼、壓型鋼板作為受力構(gòu)件，通過H型鋼、四周的支撐角鋼、壓型鋼板、H型鋼連接地腳螺栓，形成整體受力體系。

免拆模體系鋼構(gòu)件均在車間預(yù)制完成，現(xiàn)場采用螺栓連接、焊接連接形成整體。

采用免拆模支撐體系克服房間樓板無法采用常規(guī)腳手架支撐施工難題，可縮短支撐搭拆時(shí)間。

屋面結(jié)構(gòu)為抗飛機(jī)撞擊區(qū)，樓板鋼筋與墻體鋼筋需連接成整體，部分拉筋與首層鋼筋同時(shí)綁扎。

2.3 工藝流程

施工工藝流程為：預(yù)埋件、地腳螺栓安裝→預(yù)埋件、地腳螺栓復(fù)測→支撐構(gòu)件安裝→鋼梁安裝→壓型鋼板安裝、栓釘焊接→鋼筋綁扎→混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)。

2.3.1預(yù)埋件、地腳螺栓安裝及復(fù)測

1)墻側(cè)面預(yù)埋件安裝時(shí)，為保證預(yù)埋件與模板緊靠，在預(yù)埋件鋼板后加設(shè)頂撐，頂撐由頂桿鋼筋、帶圓柱形細(xì)石混凝土預(yù)制墊塊及墊塊鋼筋組成。

2)鋼筋綁扎完成后安裝梁頂預(yù)埋件，措施鋼筋位于錨筋外側(cè)。為便于移動(dòng)調(diào)整，在兩側(cè)用緊線器懸掛預(yù)埋件調(diào)整就位。在混凝土澆筑過程中，施工人員不得踩踏預(yù)埋件，并動(dòng)態(tài)觀測預(yù)埋件標(biāo)高是否發(fā)生變化，當(dāng)有偏差時(shí)及時(shí)糾偏。

3)利用全站儀復(fù)核地腳螺栓坐標(biāo)，并測放主梁定位軸線、標(biāo)高控制線。

2.3.2支撐構(gòu)件安裝

安裝支撐角鋼時(shí)在四周操作平臺(tái)上進(jìn)行，在墻體掛架上搭設(shè)操作架，支撐角鋼與預(yù)埋件采用焊接方式連接。根據(jù)標(biāo)高控制線計(jì)算壓型鋼板底面標(biāo)高及次梁底面標(biāo)高，然后安裝支撐角鋼。

支撐角鋼安裝并焊接完成后，需進(jìn)行油漆修補(bǔ)，方可進(jìn)行下步工序。

進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，作業(yè)區(qū)環(huán)境溫度≥-10℃，相對濕度≤90%。當(dāng)采用手工電弧焊或自保護(hù)藥芯焊絲電弧焊時(shí)，焊接作業(yè)區(qū)最大風(fēng)速≤8m/s；當(dāng)采用氣體保護(hù)電弧焊時(shí)，焊接作業(yè)區(qū)最大風(fēng)速≤2m/s。當(dāng)超出上述范圍，應(yīng)采取有效措施，以保障焊接電弧區(qū)域不受影響。

焊接前，應(yīng)使用鋼絲刷、砂輪等工具消除待焊處表面的氧化皮、鐵銹、油污、水等雜物。待焊接的表面和兩側(cè)應(yīng)均勻、光潔，且應(yīng)無毛刺、裂紋和其他對焊縫質(zhì)量有影響的缺陷。

對于焊成凹形的角焊縫，焊縫金屬與母材間應(yīng)平滑過渡；對于加工成凹形的角焊縫，不得在其表面留下切痕。

要求焊縫外形均勻、成型較好，焊道與焊道、焊道與基本金屬間平滑過渡，焊渣和飛濺物清除干凈。

2.3.3鋼梁安裝

1)主梁安裝

主梁按自西向東的順序吊裝，為保證主梁就位后安裝人員安全順利拆除吊帶及后續(xù)工作安全進(jìn)行，吊裝前在主梁上翼緣設(shè)置安全防護(hù)繩，底座采用自制卡具固定在主梁上翼緣，并按要求對安全防護(hù)繩進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。檢查吊索具連接無誤后，在主梁兩端各設(shè)置1條長度≥10m的纜風(fēng)繩，用于調(diào)整方向。主梁起吊離地約200mm時(shí)，檢查吊點(diǎn)、吊索具連接情況及主梁水平度，確保吊機(jī)穩(wěn)定、制動(dòng)器可靠后正式起吊。確認(rèn)構(gòu)件編號(hào)和安裝方向，確定主梁連接件或螺栓孔位置，進(jìn)而確定主梁安裝方向。

主梁接近安裝位置時(shí)，落鉤應(yīng)緩慢勻速，在主梁兩端各配備2名鉚工，調(diào)整主梁就位位置，待主梁就位固定后方可摘鉤。

2)次梁安裝

安裝與墻連接的次梁前，需安裝一側(cè)連接角鋼并焊接完成，次梁就位時(shí)同步安裝另一側(cè)角鋼。

單根次梁最長1.99m，重72kg，吊裝前需設(shè)置安全繩，并在2根主梁之間搭設(shè)操作掛架，便于次梁節(jié)點(diǎn)螺栓安裝及次梁摘鉤。

按照從一端向另一端的順序吊裝次梁，塔式起重機(jī)承載力需滿足吊裝要求，選用2根質(zhì)量≥1t的吊帶綁扎在距次梁兩端約1/5處，并用3t卸扣扣緊，另一端與吊鉤連接。吊索位置的次梁四角需做好護(hù)角措施，護(hù)角采用輪胎或半弧鋼管制作，并做好防掉落措施。

次梁安裝過程中，操作人員坐在主梁上并系好安全帶進(jìn)行次梁就位。待次梁兩端連接螺栓安裝數(shù)量≥2個(gè)時(shí)，方可摘鉤。連接處應(yīng)保持干燥、清潔，不應(yīng)有毛邊、毛刺、焊接飛濺物、焊疤、氧化鐵皮、污垢等。

普通螺栓可采用普通扳手緊固，螺栓緊固應(yīng)使被連接件接觸面、螺栓頭和螺母與構(gòu)件表面密貼。普通螺栓緊固應(yīng)從中間開始，對稱向兩邊進(jìn)行，大型接頭宜進(jìn)行復(fù)擰。

普通螺栓緊固后外露絲扣應(yīng)≥2扣，緊固質(zhì)量檢驗(yàn)可采用錘敲檢驗(yàn)。

2.3.4壓型鋼板安裝、栓釘焊接

主、次梁及支撐角鋼安裝完成且檢查各項(xiàng)安裝尺寸符合圖紙、規(guī)范要求后，方可進(jìn)行壓型鋼板安裝。

根據(jù)壓型鋼板位置排版圖及錨固釘布置圖進(jìn)行定位放線，并去除錨固位置的油漆。

按壓型鋼板布置圖，將壓型鋼板鋪設(shè)在相應(yīng)位置進(jìn)行微調(diào)，壓型鋼板搭接位置須設(shè)置在主梁上。壓型鋼板之間的側(cè)向連接利用自帶內(nèi)外肋進(jìn)行緊扣固定。當(dāng)壓型鋼板之間沿長度方向采用搭接時(shí)，搭接長度≥50mm，并滿足設(shè)計(jì)要求。

壓型鋼板鋪設(shè)完成后，使用錨固釘焊接穿透壓型鋼板，并固定在鋼梁翼緣上。

當(dāng)錨固釘焊接位置在壓型鋼板搭接位置時(shí)，應(yīng)在壓型鋼板上開錨固釘孔，然后進(jìn)行錨固釘焊接。

壓型鋼板安裝應(yīng)平整、順直，板面不得有施工殘留物和污物。

2.3.5鋼筋綁扎

鋼筋綁扎前，應(yīng)根據(jù)下料單核對鋼筋規(guī)格、尺寸、形狀、數(shù)量等。

準(zhǔn)備鋼筋綁扎工具，主要包括鋼筋鉤或自動(dòng)綁扎機(jī)、撬棍、扳子、綁扎架、鋼絲刷、石筆等。準(zhǔn)備控制保護(hù)層厚度的砂漿塊、鋼筋支架等。

屋面板鋼筋綁扎前在已驗(yàn)收合格的壓型鋼板上畫出鋼筋位置，然后將主筋和分布筋擺在壓型鋼板上，主筋在下，分布筋在上，調(diào)整間距后依次綁扎。同時(shí)，按樓層分區(qū)分段進(jìn)行綁扎施工。

以邊軸1根鋼筋為基準(zhǔn)，對樓層鋼筋網(wǎng)間距進(jìn)行放樣，根據(jù)圖紙要求逐層綁扎成型。

鋼筋綁扎時(shí)，箍筋與主筋垂直，箍筋轉(zhuǎn)角處與主筋交點(diǎn)均綁扎，主筋與箍筋非轉(zhuǎn)角部分的交點(diǎn)按梅花狀交錯(cuò)綁扎，鋼筋綁扎完成后，及時(shí)安裝保護(hù)層墊塊。

樓面板縱、橫筋與墻板連接處鋼筋應(yīng)合理安排擺放順序，縱向(長度方向)鋼筋在下，橫向(寬度方向)鋼筋在上，樓面板下層鋼筋布置在墻鋼筋內(nèi)側(cè)。因樓面分層澆筑，下層混凝土澆筑并養(yǎng)護(hù)完成后綁扎上層鋼筋。上層鋼筋與墻板縱向鋼筋交錯(cuò)布置。

因屋面為抗飛機(jī)撞擊區(qū)域，屋面板上部水平鋼筋與下部墻體鋼筋使用抗飛機(jī)撞擊機(jī)械套筒連接，為保證鋼筋安裝質(zhì)量，墻體鋼筋綁扎完成后，使用措施鋼筋將墻體鋼筋彎折部分連為整體，防止混凝土澆筑時(shí)造成鋼筋偏位。

抗飛機(jī)撞擊區(qū)域拉筋如圖1所示，其中編號(hào)10鋼筋與編號(hào)9鋼筋搭接，因混凝土首層澆筑高度為300mm，編號(hào)9鋼筋位于首層混凝土中，故編號(hào)9鋼筋施工時(shí)樓板鋼筋一次綁扎成型，綁扎完成后方可進(jìn)行首層混凝土澆筑，應(yīng)特別注意編號(hào)9鋼筋應(yīng)與底鋼筋同時(shí)綁扎。編號(hào)10鋼筋在首層混凝土澆筑完成后進(jìn)行綁扎，由于編號(hào)9鋼筋綁扎后，上層鋼筋尚未綁扎，且編號(hào)9鋼筋上端無固定措施，為做好鋼筋定位保護(hù)，在編號(hào)9鋼筋綁扎結(jié)束后、混凝土澆筑前，須在鋼筋上部沿縱、橫向綁扎通長鋼筋，混凝土澆筑后拆除。

在2層鋼筋間設(shè)置鋼筋支撐，保證受力主筋位置，并控制2層鋼筋間距≤1m。底層鋼筋及下部局部加筋綁扎完成后擺放固定鋼筋支撐，測量人員跟蹤控制鋼筋支撐標(biāo)高，保證頂層鋼筋保護(hù)層厚度。

墻板筋與板筋相交部位鋼筋穿插較稠密，需保證此處主筋之間凈距>30mm，使混凝土順利澆筑。鋼筋綁扎成型后搭設(shè)人行走道，防止直接在鋼筋上面行走，避免鋼筋塌陷。

2.3.6混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑過程中，為防止現(xiàn)場施工人員走動(dòng)造成樓板板面鋼筋與定位筋變形與偏位，進(jìn)而避免發(fā)生質(zhì)量問題，需在樓板上增設(shè)“幾”字形φ20鋼筋，其設(shè)置間距為1 500mm×1 500mm，并在上部鋪設(shè)跳板作為臨時(shí)通道，采用扎絲進(jìn)行跳板加固，以便混凝土澆筑與成品保護(hù)。

混凝土澆筑前，應(yīng)清除壓型鋼板表面雜物。高溫時(shí)應(yīng)對壓型鋼板進(jìn)行灑水降溫，不得留有積水。采用插入式振搗棒分層振搗混凝土，振搗上層混凝土?xí)r，振搗棒插入下層混凝土的深度需≥50mm。相鄰振搗點(diǎn)間距不超過振搗棒作業(yè)半徑的1.4倍。

首層樓板混凝土澆筑完成后，采用鑿毛的方式對水平施工縫及豎向施工縫進(jìn)行處理。將混凝土表面浮漿鑿除，形成粗糙的表面，并用高壓水流或壓縮空氣清理表面。

當(dāng)混凝土澆筑至預(yù)定標(biāo)高，在混凝土初凝前和終凝前，分別對混凝土裸露表面進(jìn)行抹面處理，避免混凝土表面產(chǎn)生風(fēng)干收縮裂縫。灑水并覆蓋塑料膜進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，可使用土工布和聚乙烯塑料薄膜。保溫、保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥7d。

3 結(jié)語

大跨度高承載混合結(jié)構(gòu)屋面采用鋼結(jié)構(gòu)免拆模支撐體系，主要由主梁、次梁、四周的支撐角鋼、壓型鋼板等構(gòu)件組成。免拆模支撐體系已在核電站燃料廠房水池屋面、柴油發(fā)電機(jī)廠房設(shè)備間樓板施工中廣泛應(yīng)用，解決模板支撐體系安拆安全風(fēng)險(xiǎn)高、施工周期長等問題，且可為相關(guān)結(jié)構(gòu)施工提供有利作業(yè)條件，縮短廠房整體施工時(shí)間。與混凝土模板相比，免拆模支撐體系可減小吊裝機(jī)械起重量，有效降低吊裝成本，并為上下交叉作業(yè)提供有利保障。與支撐架模板相比，免拆模支撐體系可優(yōu)化施工流程，降低支撐架安拆安全風(fēng)險(xiǎn)。