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上海白龙港污水处理厂结构设计与施工成果

2023-11-21 理论教育 版权反馈
【摘要】：同时，目前的预制装配式框架结构设计难度较大，预制构件加工相对复杂，现场施工管理较为困难。由于地下污水厂装配式结构刚起步，选用B2区域进行扩大试点应用范围。图5－9B2区域剖面示意5.2.2.2预制梁设计对于预制装配式框架结构，柱梁节点核心区的连接方式选择非常关键，不同的连接方式对于施工质量及框架结构整体力学性能影响较大。

5.2.2.1　预制构件布置

本工程单层装配面积达60 000m2，工程体量大，水平及垂直运输材料难度大。同时，目前的预制装配式框架结构设计难度较大，预制构件加工相对复杂，现场施工管理较为困难。这些情况很容易造成节点核心区钢筋无法连接或相互碰撞现象，进而影响工程安全、进度及质量。因此，本工程综合考虑施工各方面因素后，采用装配式结构的区域如图5－7所示。

图5－7　装配式区域平面布置

在大面积的平面范围内（反应池区域、二沉池区域）采用装配整体式结构。外壁部分采用现浇，梁、柱采用现浇，如图5－8所示。箱体顶板采用预制100mm板和150mm 整体浇筑层（以下简称整浇层）的叠合板形式。由于地下污水厂装配式结构刚起步，选用B2区域进行扩大试点应用范围。

图5－8　反应池区域和二沉池区域剖面示意

在B2施工分区采用“中层板预制+柱预制+箱体梁板预制”的形式，剖面示意如图5－9所示。中层板采用“预制100mm 板+100mm 整浇层”的叠合板形式；预制柱采用套筒灌浆的连接形式；箱体顶板采用“预制100mm 板+150mm整浇层”的叠合板形式；箱体顶板梁采用节点预制，连接段现浇的方案。

图5－9　B2区域剖面示意

5.2.2.2　预制梁设计

对于预制装配式框架结构，柱梁节点核心区的连接方式选择非常关键，不同的连接方式对于施工质量及框架结构整体力学性能影响较大。框架梁柱装配形式按照预制部位分为两种。

第一种是梁柱构件在构件厂预制，现场拼装后，柱梁节点在现场浇筑，如图5－10所示。

图5－10　梁柱节点现浇

第二种是柱梁节点在构件厂中预制，现场拼装完成后，节点间连接段在现场浇筑，如图5－11所示。

图5－11　梁柱节点预制

本工程为地下箱体结构，箱体上方覆土厚度2m，荷载较大，梁柱节点核心区内钢筋众多，采用第一种方案易造成核心区钢筋相互碰撞，施工困难，故梁柱装配形式宜采用第二种。

由于箱体梁布置采用井字梁布置形式，因此在梁柱节点、主次梁节点、次梁节点处分别设置预制梁柱节点、预制主次梁节点和预制次梁节点。各种节点布置方式如图5－12所示。各节点安装到位后，将各节点间连接段现浇，形成整体受力体系。通过调整现浇连接段长度，减少预制梁节点规格数量，更易实现构件标准化。

图5－12　预制梁节点布置示意

LZ：梁柱节点；ZC：主次梁节点；CL：次梁节点(www.chuimin.cn)

梁柱节点采用预制工艺，梁从柱侧面伸出1.0～1.5 倍梁高范围为预制范围，钢筋预留规范要求的钢筋长度。预制柱内纵筋穿过预制梁柱节点预留的螺纹对穿孔后，注浆封闭。柱纵筋直径均为25mm，选用螺纹孔直径为40mm。通过预埋在预制柱里直径50 mm 的灌浆孔进行灌浆并形成整体。如图5－13所示。

依据框架梁受力图，在梁柱节点内两个方向的框架梁均只将底部两层钢筋伸入柱内并贯通设置，其余钢筋在梁柱节点端截断。梁端钢筋接驳器均采用纵向间距80mm 梅花形布置。

图5－13　梁柱节点设计

主次梁节点、次梁节点从主次梁（次梁）相交处伸出一定长度梁段采用预制，端部钢筋设置钢筋接驳器，采用纵向间距80mm 梅花形布置。详图如图5－14所示。

预制梁节点的连接采用钢筋搭接现浇混凝土方式，如图5－15所示。梁柱节点连接截面宜尽量接近柱边，可以适当减少梁端底部预留钢筋数量；同时现浇段基本位于距梁端1／3处，由此减小弯矩及需要连接的钢筋数量。

图5－14　主次梁节点设计

图5－15　框架梁与梁现浇段（单位：mm）

5.2.2.3　预制柱设计

在B2区柱采用预制构件，包括400mm×800mm 和400mm×850mm 两种截面类型。预制柱高度4 260mm，上、下部分别预留20mm 和40mm 与预制节点灌浆连接。预制柱内纵筋穿过预制梁柱节点预留的螺纹对穿孔后注浆封闭，并在柱顶现浇层内用螺栓锚头锚固。柱纵筋直径均为φ25mm，选用直径为40mm 的螺纹孔。预制柱设计如图5－16所示。

图5－16　预制柱设计（单位：mm）

5.2.2.4　预制楼板设计

箱体顶板预制区域梁布置均为井字梁布置，预制板最大尺寸约为4.0m×3.3m，自重3.4t。B2区域中层板预制区域典型梁格布置为一字梁，叠合楼板块长边和短边跨度分别为6.0m 和3.4m。使用两道585mm 宽的拼接缝将其拆分为三块预制板块，典型板块尺寸为3.4m×1.5m，如图5－17所示。除个别构件外，中层板预制板块自重为1.0～1.4t。

叠合楼板包括中层板和箱体顶板两种类型，其设计参数如表5－1所列。

图5－17　B1层预制板现场

表5－1　叠合板设计参数

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