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摘要：随着国家经济的发展，会展类建筑在祖国大江南北不断出现，而各类大型会展展馆被设计得愈发新颖别致，各种异形、高大等构件层出穷，其结构独特，造型美观，施工难度极大。西安国际会展中心二期展览中心项目登录厅十字柱为32m高变截面独立混凝土十字柱，通过使用全站仪双向测量定位技术、“安德固”插接自锁式钢管操作脚手架、施工分段深化、BIM模型优化钢筋排布等其他各项施工技术，有效地解决了超高异型变截面独立混凝土柱的施工问题。

关键词：超高;异型;变截面;插接自锁式;BIM;十字柱

1、概述

西安国际会展中心二期展览中心项目位于西安市浐灞生态区，总建筑面积194951㎡，地下1层，地上2层，建筑高度37.65m，结构形式为框架+钢桁架结构。本工程登陆厅区域布置12根变截面独立“十字”型混凝土柱，地上高度32m，截面尺寸为渐变尺寸，从3600×3600变为1600×1600。

2、施工方法

2.1  测量定位

测量定位采用全站仪双站测量定位技术，根据三维模型在十字柱不同分段变截面处选取出各控制点及十字柱角点的相应坐标，在钢筋绑扎施工前放样出十字柱的各角点及控制点位置，设置两个全站仪从两个角度对坐标进行放样复测;在模板安装完毕后使用自贴士反射片贴置于模板外侧根据控制点复测模板位置，及时校核。

2.2  架体搭设

采用安德固自锁式操作脚手架，根据计算模型优化架体排布，十字柱周围立杆间距为1.5m、1m（以1.5m为主），其他部位架体立杆间距为2m、2.5m、3m（以3m为主），横杆的步距为2.0m，斜拉杆采用两步两跨首尾相接人字形布置，在靠近结构边缘处一跨架体满铺板做操作面，并设置不低于1.0m的护栏，操作层满铺钢踏板，钢踏板两端C型卡扣与横卡紧。如下图所示。

架体搭设位于地下室顶板上，搭设时立杆底部安装底座。满堂操作架范围内地下室顶板支撑架在整个满堂架施工过程中不得拆除。立杆、横杆直径为48.3mm，壁厚为2.7mm，材质为Q345B，斜拉杆直径为38mm，材质为Q235。立杆底部安装起步件。立杆的垂直偏差不应大于架高的1/300且≤100mm。

纵向水平横杆和横向水平杆与立杆采用楔形件连接，并打紧楔形件，使纵横向水平横杆与立杆连接牢固。横杆步距为2m。

斜拉杆与立杆同样采用楔形件连接在立杆上，并且在外排架上采用首尾相接两步两跨人字形设置，使架体形成稳定的三角形结构。操作层、连通通道、楼梯休息平台满铺钢踏板，钢踏板两端C型卡扣与横卡紧，铺板范围内满铺三层脚手板，施工时向上翻板。

架体监测采用远程监测技术，对整个架体进行沉降及变形监测。整个系统主要包括如下几个部分：监测平台，监测传感器，监测组网设备，以及组网链路设备组成。

2.3  钢筋安装及验收

运用revit软件将十字柱钢筋建立三维模型，优化钢筋排布，同时在柱顶位置建立出钢结构预埋抗剪键的位置模型，找出钢筋与钢结构抗剪键的冲突位置，进行碰撞检查，优化出最合理的钢筋排布，同时对钢筋绑扎及抗剪键施工的过程进行模拟，明确操作流程。

根据柱箍筋的形式与数量往立筋上套箍筋，并注意箍筋开口处沿柱四角通转布置。按图纸要求间距，计算好每根柱箍筋数量，先将箍筋套在下层伸出的钢筋上，然后立柱子钢筋，进行直螺纹连接。

分档箍筋间距：在柱的对角钢筋上用粉笔自混凝土面50mm起画箍筋间距，当分档排到直螺纹套筒上时，采用上下加密方法避开箍筋设置在套筒上。按已划好的箍筋位置线，将已套好的箍筋往上移动，由上往下绑扎，采用缠扣绑扎。

十字柱封顶时钢筋收头按照BIM优化的排布模型进行施工，钢筋施工与钢构抗剪键埋件施工密切配合，按照操作流程进行钢筋绑扎与抗剪键埋设。

2.4  模板安装及验收

使用ANSYS软件对十字柱进行受力分析，优化出最佳分段高度，同时使用PKPM软件对每段变截面模板进行分析，计算出模板加固时的主龙骨、次龙骨及对拉螺栓的间距，采取相应的加固措施。

根据计算分析及图纸要求十字柱划分7层进行施工最为合理：第一层浇筑至标高7m处（分段高度7m），第二层浇筑至标高13m处（分段高度6m），第三层浇筑至标高19.22m处（分段高度6.22m），第四层浇筑至标高25m处（分段高度5.78m），第五层浇筑至标高30m处（分段高度5m，考虑钢结构抗剪键施工），第六层浇筑至柱顶标高32m处（分段高度2m）。

根据软件计算出模板加固时的主龙骨、次龙骨及对拉螺栓的间距，出具模板配模图。模板选用木模板，采用15mm厚镜面板，次龙骨选为40mm*40mm×3mm方钢管/木方，主龙骨采用双钢管加固。

1）十字柱模板加固间距及方式参照加固体系表。十字柱加固的主龙骨外再使用双钢管作为垂直背楞进行双加，间距与对拉螺杆水平间距相同。

2）十字柱短边方向对拉螺杆使用PVC，长边方向直接埋入主体结构内，后期切除后柱面进行防锈处理（刷防锈漆）。

3）在地下室顶板设置A22预埋环，使用钢丝绳对十字柱进行对拉加固，四边均设置;十字柱四周架体全部设置剪刀撑，将架体与已成型柱进行拉结，柱侧模板进行对顶支撑，确保模板不发生位移。

2.5  混凝土施工

采用自密实混凝土，严格控制配合比，每段混凝土浇筑必须分层浇筑，每次浇筑高度不超过500mm，16根柱子同时浇筑进行多次分层施工，每根柱子浇筑混凝土速度不超过2.5m/h即（每根每小时不超过10方），浇筑过程中做好监测及模板垂直度复测。所有施工缝在进行下道工序之前都应采用人工剔凿的方式进行处理，在进行下道工序之前，施工缝位置要凿毛并清理干净，确保接缝位置混凝土密实、线口顺直平整，以使接茬部位混凝土接缝严密、顺直、美观。

混凝土浇筑完毕拆模后对十字柱进行覆膜养护，同时洒水保持湿润，养护不少于14天，同时对混凝土柱进行测温，温差超过20℃必须进行洒水养护。

2.6  模板拆除

当柱混凝土强度达到1.2N/mm²时，先拆除一块模板，保证拆模时不缺棱掉角方可进行全部模板的拆除。模板的拆除顺序是：先拆两块模板的连接件螺栓，再拆螺栓，使模板与柱面逐渐脱离。

2.7  分段重复施工至柱顶

根据上述施工步骤分段重复施工至柱顶。

3、结束语

32m高变截面独立混凝土十字柱在施工过程中，通过充分策划、计算分析及优化，架体选型，合理分段拼装，精确放样测量，以及BIM技术的应用，成功解决了异型、变截面、超高独立柱等建造难题，节约了施工工期并有效降低了施工成本，同时施工质量优良，完美实现了预期效果，也为同类型超高异形独立柱施工工程提供了宝贵施工经验。

参考文献

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[2] 刘胜林  石海伟  严美.  高大异型混凝土柱综合施工技术 [J]. 建筑工程技术与设计，2017，（28）

[3] 陈天伟  程建军  张具林.  大截面异形型钢混凝土柱施工技术 [J]. 施工技术，2012，41（17）

[4] 时炜  周明  韩超  万磊.  “安德固”脚手架体系在法门寺合十舍利塔工程中的应用[C]. 自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集（2）.重庆：中国科协，2009年