中铁十四局集团建筑工程有限公司 山东济南 250014
摘要：高空大跨钢结构连廊支座的安装技术，有效的将主体混凝土结构与连廊钢结构进行连接，从支座锚栓孔的预留，牛腿混凝土浇筑到支座定位、安装、以及灌浆料灌注、支座加固等施工过程进行创新性研究。支座定位的高精确度控制，简易而有效地的支座安装技术，高强度灌浆料现场施工技术为其要点。
关键词：大跨度钢结构连廊；金属球型支座；安装；精度控制
0引言
随着钢结构公共及住宅建筑在国内外的迅速发展，钢结构住宅经常出现在我们的日常生活中，随即也出现了大量的混凝土框剪结构与钢结构结合的建筑形式，相应带动了公共建筑钢结构支座的发展与研究。支座作为上部结构与承力基台的传力结构，即将本工程的上部钢结构连廊荷载传于下部主体混凝土牛腿面，起到传力及连接的作用。桥梁的支座施工技术在国内已发展较为成熟，而公共建筑支座的施工技术尚处于发展初期，本研究旨在探索出公共建筑主框剪结构与钢结构连廊连接即钢结构支座安装的高质量，易控制的方法。
1工程概况
济南港盛大厦钢结构连廊共两榀，东西各一榀，将南北楼相连，每榀共四层+一层飘架层，连廊总高度19.04m，跨度31.8m，每榀宽度18.4m，每榀重量370t跨度钢结构连廊单榀钢重量为370吨，每榀钢结构底部有六个支撑点即通过六个支座进行连接，支座采用ZTQZ系列球型支座（固定球形支座，单向球形支座，双向球形支座），支座安放在主楼十六层牛腿柱上，每个支座略有不同，以满足承重及位移的要求。
2 ZTQZ系列金属球型支座特点及优势
2.1 特点
ZTQZ球型支座主要由上下钢垫板、上支座板、四氟滑板、不锈钢滑板和下座板等组成。球型支座的水平位移是由上（支座）滑板与中座板上的平面四氟板之间的滑动来实现的，平面聚四氟乙烯板和球面聚四氟乙烯板是支座的滑动部件。另外，通过在上座板上设置导向板（槽）或导向环来约束支座的单向或多向位移，可以制成单向活动球型支座、双向活动球型支座和固定球型支座，本工程中此三种类型均采用。支座的上、下支座板通过装在座板上的 4 个装运螺栓连接在一起。球冠衬板是球形支座的核心 , 其平面位置开有镶嵌聚四氟乙烯板的凹槽 , 用以固定平面聚四氟乙烯板 , 支座的转角通过球冠衬板与球面聚四氟乙烯板之间的滑动来实现。下支座凹板由钢板或铸件支座组成 , 其作用是固定球面聚四氟乙烯板 , 并将支座反力分散传递到主楼牛腿面上。
2.2 优势
本钢结构支座设计初期采用GPZ(KZ)抗震盆式橡胶支座，由于盆式橡胶支座存在橡胶老化，到达使用年限后需更换支座的问题，而金属球形支座不存在此类问题，且具有以下优势：（1）球型支座通过球面传力，不出现力的缩颈现象，作用在混凝土上的反力比较均匀。
（2）球型支座通过球面四氟乙烯板的滑动来实现支座的转动过程，转动力矩小，而且转动力矩只与支座球面半径及四氟乙烯滑板的摩擦系数有关，与支座转角大小无关。因此特别适用于转角的要求，设计转角可达0.06rad。
（3）支座几乎是全钢结构，不存在橡胶老化对支座转动性能的影响。
（4）能满足钢结构梁体轴向缩短的要求。
（5）固定支座不需要在上支座板与平面四氟板之间设置第二滑动面。另外，ZTQZ系列球型支座还具有重量更轻、高度更低、加工制造更方便、造价底。
3主楼混凝土牛腿柱施工
3.1 支座锚栓孔及抗剪键的预留
预留孔必须按图纸要求施工，预留孔深度和直径必须大于支座套筒或底柱的预埋长度和直径，直径和深度均大于60mm。预留口形式见图1。
图2 预留抗剪键孔洞实拍图
3.2 主楼牛腿混凝土浇筑质量及牛腿面标高控制
南、北主楼牛腿面标高为69.86m的牛腿将承担370吨的钢结构连廊钢量，另加760吨钢结构混凝土板重量，南、北主楼各三个牛腿，每个牛腿将承担接近190吨的重量，所以牛腿混凝土浇筑必须把好质量，本牛腿采用C30混凝土。由于支座安装精度要求较高，因此牛腿面标高必须控制准确，混凝土浇筑前需准确放线，混凝土浇筑时现场管理人员全过程旁站，商品砼塌落度控制在150~210之间，浇筑时加强振捣，浇筑完成后浇水养护不得七天。
4 支座的安装
4.1 支座安装前核对
产品相关信息核对，包装上承载力、型号与产品标牌是否相符。支座出厂时，已由生产厂家将支座调平，并拧紧连接螺栓，为防止运输安装过程中发生转动和倾覆，支座到达现场后应检查临时连接是否完好，标尺指针是否完好。支座安装前，施工单位不得拆卸、转动连接螺栓。
4.2 预留孔的清理及牛腿面的剔凿
清理预留孔，清理前检查校核墩台顶锚固螺栓孔的位置、大小及深度，合格后彻底清理。灌注部位的灰尘、杂物、油污等应清除干净，以保证灌浆料与基材面可靠黏结。
凿毛牛腿上表面，露出粗骨料并呈坚固不规则表面（铲凿的时候，应注意铲凿面不要出现极端的凹凸不平，凹凸之差在20mm之内），见图3。
图4 支座定位
4.3 牛腿面支座位置定位
牛腿面支座设计位置处划出中心线（支座顺桥中心线必须与主梁中心线重合或平行 ），并在中心线上量取出支座尺寸确定其四边位置。此支座位置中心线要求精度较高，采用全站仪施工线等多种放线方法，且多次分多人进行复核，以保证以后支座安装精确，见图4、图5、
图5 支座定位
4.4 支座就位
用塔吊将支座吊至支座底面距指定位置3cm处，用钢垫片进行高度及平整度调节，通过水平尺进行校正。
在所有支座安放完成后进行在支座上表面划出中心线，进行支座位置复核，并满足以下质量要求：
(1) 支座中心线与牛腿面十字线的纵向错动量 <15 mm;
(2) 支座中心线与牛腿面十字线的横向错动量 <10 mm;
(3) 支座板每块板边缘高差 <1 mm;
(4) 同一端两支座横向中心线间的相对错位 <5 mm;
(5) 螺栓垂直于梁底板 ;
(6) 6个支座顶面相对高差 2 mm;
支座复核主要由项目部人员进行，采用全站仪坐标法复核，复核后不满足质量要求的进行调节，之后再进行复核，依此循环直至满足要求为止。
4.5牛腿面支座钢模板支设
本工程采用3mm厚钢板作为支座重力灌浆模板，采用膨胀螺丝将模板直接紧固在牛腿上，并在牛腿四角即模板相交处进行焊接以免漏浆，另外，模板需高出支座底面5cm。见图6。
图7 灌浆前浇水湿润
4.6 支座重力灌浆
支座就位后进行浇注时采用C70高强度灌浆料，严格按照配合比要求进行施工，搅拌均匀，不允许存在灰球，浇筑前将牛腿面及预留孔洞进行浇水湿润（见图7），浇注时灌浆料从支座底部中心向四周流动，以防止支座下部浇注不实或脱空。由于灌浆料最终凝固时会有沉降，浇筑面要高于支座底板面2cm，以免支座底面与混凝土面不完全接触，而导致局部受力。灌浆料浇筑完成后，进行7天浇水养护。
4.7 支座加固
在钢结构连廊提升完成后，对支座与其上方端柱进行加固，见图8。
图11 支座加固
5 支座的维护及检查
5.1 支座维护的基本原则
(1)依据有关标准，建议对支座实施定期性检查。
(2) 检查之前，将支座周围泥土、尘埃等清除。
5.2 支座的定期性检查
(1) 支座地脚螺栓有无剪断；
(2) 支座相对位移是否均匀，逐个记录支座位移量；
(3) 清除支座附近的杂物及灰尘；
(4) 用棉丝仔细擦净不锈钢表面的灰尘 ；
(5) 松动地角螺母，清洗上油以免螺母锈死然后紧固；
(6) 校核并定点检查支座高度变化 ；
(7) 支座钢件进行油漆防锈处理（不锈钢滑动面除外）。
6 结束语
通过本工程对支座安装不断地探索、改进施工措施，港盛大厦东、西两侧钢结构连廊的共计十二个支座顺利完成安装，经测量，支座安装的横向、纵向及竖向误差均满足设计要求。此次支座施工在质量、工期、经济等方面都做出了突破，尤其在安装精度的控制上，采取多种简易方法协同控制，从而使得安装误差大大减小，为公共建筑主框剪结构与钢结构连廊连接即钢结构支座的安装提供了高质量且易控制的施工方法，具有很好的借鉴作用。
参考文献：
[1]李英攀.《我国钢结构住宅建筑及其产业化研究》.武汉：武汉理工大学，2003
[2]GB/T 17955-2009 桥梁球形支座
论文作者:王芬芬
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/10/9
标签：支座论文; 钢结构论文; 中心线论文; 混凝土论文; 乙烯论文; 球面论文; 球形论文; 《防护工程》2019年第6期论文;