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1 工程概况
济源富士花园二期项目位于济源市黄河大道与商山大道交叉口西北角，总建筑面积4.09万m2，共6栋住宅楼，15号楼地上17层，37号～40号楼地上11层，42号楼地上26层。15号、37号～40号楼为“隐式框架–支撑”结构，42号楼为“隐式框架–核心筒”结构。项目预制混凝土构件共1 166个，其中，预制楼梯208个、预制飘窗118个、预制空调板840个。15号楼2层及以上、37号~40号楼3层及以上采用预制楼梯，42号楼均为现浇楼梯。15号楼1层及以上、42号楼2层及以上采用预制飘窗，37号~40号楼无预制飘窗。15号楼1层及以上、37号~40号楼1层及以上、42号楼2层及以上均采用预制空调板。
2 技术重点、难点
（1）预制楼梯与钢梯梁采取工厂制作、现场安装，均为刚性构件。由于两种构件制作、安装过程中的精度偏差，不可避免地会在预制楼梯支座与钢梯梁之间产生无法消除的缝隙，导致预制楼梯支座处与钢梯梁无法紧密贴合，存在质量隐患。
（2）预制飘窗与楼层钢边梁为偏心连接，导致预制飘窗吊装就位后重心外倾，调平困难；此外，预制飘窗与楼层钢边梁之间的梁窝需二次浇筑进行填充，施工烦琐、安全风险较大。
（3）预制空调板为悬挑结构，常规作法是采用扣件式钢管进行支撑，施工烦琐，且当预制空调板锚固段的现浇楼板混凝土强度达到100 %方可拆除支撑架，主体施工过程中楼栋外立面整体形象较差；此外，装配式钢结构住宅无外架，预制空调板的支撑架搭设为楼层临边作业，易发生高空坠落和物体打击事故。
3 节点设计与施工技术
3.1 预制楼梯与钢结构连接技术
预制楼梯高端支承为固定铰端支座，低端支承为滑动铰端支座，因此，预制楼梯与钢结构连接节点分为预制楼梯固定铰端支座节点和预制楼梯滑动铰端支座节点2种类型。预制楼梯支座处与钢梯梁之间设计时设置15 mm的间隙，通过后灌浆技术实现预制楼梯支座处与钢梯梁紧密贴合。预制楼梯固定铰端支座节点设计（图1）：销键采用M20规格的C级螺栓，螺栓竖向焊接在钢梯梁顶部；楼梯与钢梯梁之间间隙周围采用水泥砂浆封堵，销键孔中下部及楼梯与钢梯梁之间间隙采用C40级CGM灌浆料填充密实，销键孔上部采用水泥砂浆封堵。
图1 预制楼梯固定铰端支座节点示意
预制楼梯滑动铰端支座节点设计（图2）：销键采用M20规格的C级螺栓，螺栓竖向焊接在钢梯梁顶部；楼梯与钢梯梁的间隙周围采用水泥砂浆封堵，间隙采用C40级CGM灌浆料填充密实，销键的垫片及螺母安装后将销键孔上部采用水泥砂浆封堵；钢梁顶面需涂抹防腐油漆，确保地震时预制楼梯可在滑动铰端支座位置顺利滑动。
图2 预制楼梯滑动铰端支座节点示意
钢柱、钢梁、钢梯梁安装形成稳定的框架体系后，在钢梯梁顶面进行预制楼梯销键定位放线，根据定位将销键竖向焊接固定在钢梯梁顶面。在钢梯梁顶面抹灰饼找平至预制楼梯支座底标高，养护到一定强度后将预制楼梯吊装就位，确保销键处于预制楼梯销键孔的正中央。预制楼梯支座底部缝隙外围采用水泥砂浆进行封堵，然后先对预制楼梯固定铰端支座与钢梯梁之间间隙、销键孔中下部填充CGM灌浆料，再对预制楼梯滑动铰端支座与钢梯梁之间间隙填充CGM灌浆料，随后安装预制楼梯滑动铰端支座销键的垫片及螺母，最后对预制楼梯固定铰端支座和滑动铰端支座的销键孔上部采用水泥砂浆封堵。
3.2 预制飘窗与钢结构连接技术
为实现预制飘窗处梁窝混凝土和组合楼板混凝土同步浇筑及预制飘窗精准定位，在节点处做了如下3个特殊设计，如图3所示。
图3 预制飘窗连接节点示意
（1）在预制飘窗与钢边梁之间设计留有50 mm的水平空隙，使得预制飘窗处梁窝与组合楼板之间的空间贯通，在组合楼板混凝土浇筑时可同时对梁窝进行混凝土浇筑；
（2）在钢边梁上设置加劲肋直接作为梁窝的侧模；
（3）在钢边梁腹板上对应预制飘窗梁窝处工厂开设2个直径为32 mm的圆孔，用于穿设水平定位螺栓以对预制飘窗进行提前定位和调平。
钢筋桁架楼承板铺设及楼板钢筋绑扎后，根据预制飘窗上销键孔在钢边梁上的定位焊接高强螺栓，在高强螺栓上安装调节螺母和垫铁，通过调整螺母确保垫铁顶面与钢梁上表面之间垂直距离为楼板厚度。
在钢梁腹板上圆孔的室内一侧焊接螺母，安装水平定位螺栓，然后拧螺栓确保螺栓端部在预制飘窗安装时可以刚好抵住飘窗侧面。采用塔式起重机将预制飘窗从地面堆场吊至安装位置附近，缓慢调整将销键孔对准焊接在钢梁上的高强螺栓后下落就位。安装预制飘窗斜拉钢丝绳，同时微调斜拉钢丝绳上的花篮螺栓和预制飘窗侧面的水平定位螺栓，将预制飘窗调平，并确保钢梁上的高强螺栓对中销键孔，然后在销键孔灌入改性环氧树脂，再安装垫铁和螺母。安装预制飘窗梁窝处的侧模和底模，并用聚氨酯泡沫填缝剂填缝密封以防漏浆，然后对楼板及预制飘窗梁窝混凝土整体浇筑，待养护到一定强度后拆除斜拉钢丝绳（图4）。
图4 预制飘窗安装示意
3.3 预制空调板与钢结构连接技术
空调板工厂预制时，在其与组合楼板接触一端预埋2个连接件。
钢筋桁架楼承板铺设及楼板钢筋绑扎后，在钢边梁上定位放线确定预制空调板的具体位置。采用塔式起重机将预制空调板从地面堆场吊至安装位置附近，然后对准钢边梁上位置标记点缓慢调整就位。
预制空调板采用2根分别带有花篮螺栓的钢丝绳通过定制夹具斜拉至顶部钢梁下翼缘板室内一侧，然后微调斜拉钢丝绳上的花篮螺栓，将预制空调板调平。随即进行预埋连接件与钢边梁焊接，再将预制空调板甩筋与楼板钢筋逐一点焊，保证预制空调板在楼板混凝土浇筑过程中的稳定性（图5）。最后浇筑楼板混凝土，待混凝土强度达到设计强度的100 %即可拆除斜拉钢丝绳周转使用，钢丝绳拆除后将吊环切除。
图5 预制空调板安装示意
4 结论
通过创新预制混凝土构件与装配式钢结构住宅的节点设计及施工工艺，提高了装配式钢结构住宅的工业化、标准化，并取得了良好的社会效益和经济效益。具体结论如下。
（1）通过在预制楼梯支座下方预留间隙，待预制楼梯安装就位后，再实施后灌浆，解决了预制楼梯与钢梯梁两种刚性构件连接节点间隙的问题，提高了施工质量。
（2）通过采取“双向调节+可调斜拉装置”技术，实现了预制飘窗快速调平和销键对中，提高了工效和施工质量。
（3）通过预制飘窗侧面与楼板设计上预留间隙，实现飘窗处梁窝与组合楼板的混凝土同步浇筑，施工过程安全、高效，并确保了施工质量。
（4）通过采用预埋连接件限位固定及可调斜拉装置，避免了空调板安装需要采用钢管支撑的问题，提升了楼栋外立面标准化施工形象，同时降低了临边作业风险。
摘自《建筑技术》2024年9月，李宁宁，王春旭，程薇康
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