一种盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构及施工方法与流程

1.本发明涉及建筑结构连接领域，特别涉及一种盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构及施工方法。


背景技术：

2.钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱的可靠连接是盖挖逆作车站难点之一，特别是框架梁与钢管混凝土柱的连接还受建筑布置、施工空间局促的限制，设计较为困难。采用永临结合技术的盖挖逆作车站，钢管混凝土柱在承担竖向荷载的同时还起到传递和分配水平钢筋混凝土梁传来的弯矩、剪力的作用。钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱连接节点应满足以下要求：1)节点传力途径简捷、明确，使计算分析与节点的实际受力情况一致；2)保证节点连接有足够的强度，使结构不致因连接较弱而引起破坏；3)节点连接应具有良好的延性，满足抗震设计要求；4)尽量简化节点构造，以便于加工及安装时就位和调整。
3.目前，盖挖逆作永临结合钢管混凝土柱与框架梁的连接主要有三种：1)机械连接、即钢管外焊接加强环，梁钢筋末端首先焊接5d(d为钢筋直径)短钢筋，然后再焊在加强环上，同时在梁底部焊接外牛腿，并设局部抗剪栓钉提高节点抗剪能力。2)型钢加强牛腿做法，即钢管外焊接加强牛腿，梁钢筋焊接在牛腿上。3)钢筋混凝土环梁做法，这种节点在钢管外浇筑钢筋混凝土环梁用于传递弯矩，在环梁中部或底部钢管外表面贴焊环形钢筋用于传递剪力。这三种方法较为常用，但存在钢筋焊接工艺复杂，传力不够明确，尺寸较大的缺点。
4.钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱连接节点做法的局限有：1)对于机械连接方式，由于地铁车站荷载较大，框架梁钢筋上皮纵向钢筋一半需设置第二层。第一排钢筋可以用手工埋弧焊直接焊接在加强环板上表面，而第二排钢筋则只能仰焊在加强环板下表面，施工较为困难。且梁下牛腿在遇到大空间开洞时需局部削弱，影响节点抗剪能力。此外需要焊接大量的短钢筋，工作量较大。2)型钢加强牛腿的做法规避了机械连接中大量的短钢筋焊接工作，但无法避免梁纵向第二排钢筋的俯焊困难。3)钢筋混凝土环梁做法没有任何穿心构件穿入钢管内，基本上无现场焊接，有利于梁与柱的任意角度的连接，但这种节点直接向钢管柱传递弯矩的能力较弱，节点与钢管柱之间无法实现拉力的传递。这种节点做法适合柱周边没有设备大孔洞，对建筑布置影响不大的区域。对于车站中板楼扶梯开洞位置，这种方法并不适用。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构及施工方法，本盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构中上翼缘板的端部局部下沉以形成局部下沉上翼缘板，将梁上皮第二排纵向钢筋焊接在局部下沉上翼缘板上，解决梁上皮第二排纵向钢筋现场焊接问题，不至于局部钢筋过密，方便现场焊接和混凝土浇筑，保证了框架梁内力的有效传递。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构，包括钢管柱、框架梁和型钢；所述钢管柱竖向设置，所述框架梁横向设置，所述框架梁围绕所述钢管柱；在所述钢管柱与所述框架梁的节点连接处通过设置所述型钢实现连接。
8.进一步地，在上述的盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构中，所述框架梁内设置有梁上皮第一排纵向钢筋、梁上皮第二排纵向钢筋和梁下皮纵向钢筋，所述梁上皮第一排纵向钢筋和所述梁上皮第二排纵向钢筋均设置在所述框架梁的上部，且所述梁上皮第二排纵向钢筋设置在所述梁上皮第一排纵向钢筋的下方，所述梁下皮纵向钢筋设置在所述框架梁的下部；所述型钢的一端与所述钢管柱固定连接，所述型钢包括上翼缘、腹板和下翼缘，所述腹板固定设置在所述上翼缘和所述下翼缘之间，所述上翼缘的一端、所述腹板的一端和所述下翼缘的一端均与所述钢管柱固定连接，所述上翼缘的另一端局部下沉以形成局部下沉上翼缘；所述梁上皮第二排纵向钢筋与所述局部下沉上翼缘固定连接，所述梁上皮第一排纵向钢筋与所述上翼缘固定连接，所述梁下皮纵向钢筋与所述下翼缘固定连接；优选地，所述型钢由短型钢和长型钢固定连接而成，所述短型钢的一端与所述钢管柱固定连接；远离所述短型钢的所述长型钢的上翼缘的端部局部下沉以形成局部下沉上翼缘；优选地，所述钢管柱的直径范围为800mm
‑
1000mm，所述上翼缘的另一端局部下沉200mm
‑
300mm以形成所述局部下沉上翼缘。
9.进一步地，在上述的盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构中，还包括环型牛腿，所述环型牛腿包括上层环形钢板、多个肋板和下层环形钢板；所述上层环形钢板和所述下层环形钢板平行设置，所述肋板固定设置在所述上层环形钢板和所述下层环形钢板之间，且所述肋板分别与所述上层环形钢板和所述下层环形钢板垂直设置；所述上层环形钢板、所述下层环形钢板和所述肋板的内侧均固定设置在所述钢管柱的外壁上，且所述上层环形钢板与所述框架梁的下表面固定连接。
10.进一步地，在上述的盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构中，还包括多个环形加强板，所述环形加强板固定设置在所述钢管柱的内壁上。
11.进一步地，在上述的盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构中，所述环形加强板的宽度范围为50mm
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120mm，所述环形加强板的厚度范围为10mm
‑
50mm；沿所述钢管柱的轴线方向，相邻两个所述环形加强板之间的距离的范围为200mm
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600mm；优选地，在所述钢管柱的内壁上每隔400mm固定设置一个宽度为100mm、厚度为30mm的所述环形加强板。
12.进一步地，在上述的盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构中，所述腹板的上部设置有多个排气孔。
13.进一步地，在上述的盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构中，所述排气孔的直径范围为50mm
‑
80mm，多个所述排气孔排成一排且多个所述排气孔位于同一高度上，所述排气孔的上边缘与所述上翼缘之间的垂直距离的范围为30mm
‑
100mm，相邻两个所述排气孔之间的距离的范围为100mm
‑
300mm；优选地，所述排气孔的直径为70mm，相邻两个所述排气孔之间的距离为200mm，所述排气孔的上边缘与所述上翼缘之间的垂直距离为70mm。
14.进一步地，在上述的盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构中，所述型钢为双腹板宽翼缘型钢、h型钢或工字钢；优选地，所述双腹板宽翼缘型钢的翼缘宽度的范围为500mm
‑
700mm。
15.进一步地，在上述的盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构中，所述梁下皮纵向钢筋包
括梁下皮第一排纵向钢筋和梁下皮第二排纵向钢筋，所述梁下皮第一排纵向钢筋位于所述梁下皮第二排纵向钢筋的上方；所述下翼缘的另一端局部上浮以形成局部上浮下翼缘，所述梁下皮第一排纵向钢筋与所述局部上浮下翼缘固定连接，所述梁下皮第二排纵向钢筋与所述下翼缘固定连接。
16.本发明另一方面提出了一种盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构的施工方法，包括以下步骤：步骤s1，钢管柱和型钢的加工：在钢管柱的内壁上焊接环形加强板，并将短型钢焊接在钢管柱的外壁上；将长型钢的上翼缘端部局部下沉处理以形成局部下沉上翼缘，并在腹板的上部加工多个排气孔；步骤s2，钢管柱与柱下桩基础吊装施工：将钢管柱和柱下桩基础钢筋笼一同放入钻孔中；对型钢进行现场复核，随后向柱下桩基础钢筋笼和钢管柱中灌注混凝土进行浇筑，且在钢管柱内的混凝土中添加微膨胀剂，浇筑完毕后，将钻孔采用中粗砂灌实；步骤s3，逆作法顶板和顶板下基坑施工：钢管柱和柱下桩基础钢筋笼中的混凝土达到设计强度后进行绑扎顶板钢筋和浇筑顶板混凝土，顶板混凝土达到设计强度后，开挖顶板下基坑的土体；步骤s4，框架梁和型钢焊接及钢筋绑扎施工：基坑开挖至框架梁处时，将长型钢上远离局部下沉上翼缘的一端与短型钢进行现场焊接，并在钢管柱外侧且框架梁的下表面焊接环型牛腿；再将梁上皮通长纵向钢筋和梁下皮通长纵向钢筋分别从钢管柱的两侧贯通穿过钢管柱与框架梁的节点连接处，并将梁上皮第一排纵向钢筋焊接在上翼缘的上表面，将梁上皮第一排相错纵向钢筋与梁上皮第一排纵向钢筋错开500mm
‑
800mm且焊接在上翼缘的上表面；随后将梁上皮第二排纵向钢筋焊接在局部下沉上翼缘的上表面，将梁下皮纵向钢筋焊接在下翼缘的上表面；将楼面板中的楼面板钢筋锚入框架梁中，楼面板横向设置，且楼面板与框架梁垂直布置，楼面板与框架梁的连接处位于框架梁中的上部，楼面板围绕钢管柱，钢管柱穿框架梁，楼面板与框架梁同期浇筑；优选地，将楼面板钢筋通过箍筋锚接在梁外侧腰筋和梁内侧腰筋之间，随后进行钢筋绑扎施工和浇筑框架梁混凝土。
17.分析可知，本发明公开一种盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构及施工方法的实施例实现了如下技术效果：
18.1)本盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构中的型钢由短型钢和长型钢组成，短型钢与钢管柱出厂时已焊接完毕，当基坑开挖至钢管柱与框架梁节点连接处时，将长型钢与短型钢进行现场焊接，现场焊要求单面坡口一级焊缝，这样解决了钢管柱牛腿吊装问题，同时可以保证节点连接的整体性。
19.2)上翼缘的端部局部下沉以形成局部下沉上翼缘，这样解决了框架梁的上表面两排纵向钢筋与型钢连接的问题，方便现场焊接和混凝土浇筑，保证了框架梁内力的有效传递。
20.3)通过在钢管柱的外壁及框架梁的下表面焊接环型牛腿，可以有效保证钢管外弯矩和外剪力的传递。
21.4)通过在钢管柱的内壁上焊接环形加强板可以有效保证钢管内剪力的传递。
22.5)在腹板上部设置排气孔，排气孔用于混凝土振捣时混凝土浆液充填两侧腹板之间的空间，同时排出空气，有利于混凝土振捣的密实性。
23.6)本发明中的钢管柱和框架梁节点连接处传力明确，施工简单，便于大规模推广。
附图说明
24.构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
25.图1为本发明一实施例的结构示意图；
26.图2为本发明一实施例的横剖面图；
27.图3为本发明一实施例的俯视图；
28.图4为本发明一实施例另一视角的俯视图；
29.图5为本发明一实施例中型钢的截面图；
30.图6为本发明一实施例中型钢另一视角的截面图；
31.图7为本发明一实施例中环型牛腿的结构示意图。
32.附图标记说明：
[0033]1‑
钢管柱，10
‑
梁内侧腰筋，11
‑
箍筋，12
‑
梁下皮通长纵向钢筋，13
‑
楼面板，2
‑
框架梁，21
‑
梁上皮第一排纵向钢筋，22
‑
梁上皮第二排纵向钢筋，23
‑
梁下皮纵向钢筋，3
‑
型钢，31
‑
上翼缘，32
‑
腹板，33
‑
下翼缘，34
‑
局部下沉上翼缘，35
‑
排气孔，36
‑
短型钢，37
‑
长型钢，4
‑
环型牛腿，41
‑
上层环形钢板，42
‑
肋板，5
‑
环形加强板，6
‑
梁上皮通长纵向钢筋，7
‑
楼面板钢筋，8
‑
梁上皮第一排相错纵向钢筋，9
‑
梁外侧腰筋。
具体实施方式
[0034]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
[0035]
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0036]
所附附图中示出了本发明的一个或多个示例。详细描述使用了数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似标记的已经用于指代本发明的相似或类似的部分。如本文所用的那样，用语“第一”、“第二”、“第三”以及“第四”等可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，且不旨在表示单独构件的位置或重要性。
[0037]
如图1至图7所示，根据本发明的实施例，提供了一种盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构，包括钢管柱1、框架梁2和型钢3；钢管柱1竖向设置，框架梁2横向设置，框架梁2围绕钢管柱1；在钢管柱1与框架梁2的节点连接处通过设置型钢3实现连接。
[0038]
在上述实施例中，钢管柱1竖向设置，框架梁2横向设置，钢管柱1的轴线与框架梁2的中面垂直，框架梁2围绕钢管柱1，且钢管柱1穿过框架梁2，钢管柱1与框架梁2节点连接处
通过焊接型钢3来实现框架梁2和钢管柱1的连接。本发明通过型钢3来将钢管柱1与框架梁2固定连接，可以使钢管柱1和框架梁2连接节点处传力明确，施工简单，便于大规模推广。
[0039]
优选地，如图1至图7所示，在本发明一个实施例中，框架梁2内设置有梁上皮第一排纵向钢筋21、梁上皮第二排纵向钢筋22和梁下皮纵向钢筋23，梁上皮第一排纵向钢筋21和梁上皮第二排纵向钢筋22均设置在框架梁2的上部，且梁上皮第二排纵向钢筋22设置在梁上皮第一排纵向钢筋21的下方，梁下皮纵向钢筋23设置在框架梁2的下部；型钢3的一端与钢管柱1固定连接，型钢3包括上翼缘31、腹板32和下翼缘33，腹板32固定设置在上翼缘31和下翼缘33之间，上翼缘31的一端、腹板32的一端和下翼缘33的一端均与钢管柱1固定连接，上翼缘31的另一端局部下沉以形成局部下沉上翼缘34；梁上皮第二排纵向钢筋22与局部下沉上翼缘34固定连接，梁上皮第一排纵向钢筋21与上翼缘31固定连接，梁下皮纵向钢筋23与下翼缘33固定连接；优选地，型钢3由短型钢36和长型钢37固定连接而成，短型钢36的一端与钢管柱1固定连接；远离短型钢36的长型钢37的上翼缘的端部局部下沉以形成局部下沉上翼缘34。
[0040]
在上述实施例中，受制于钢管柱1吊装钢护筒尺寸的限制，型钢3由短型钢36和长型钢37两部分组成，短型钢36与钢管柱1出厂时已焊接完毕，当基坑开挖至钢管柱1与框架梁2节点连接处时，将长型钢37与短型钢36进行现场焊接，由于钢管柱1与框架梁2均为永久结构构件，现场焊要求单面坡口一级焊缝，这样解决了钢管柱1牛腿吊装的问题，同时可以保证节点连接的整体性。型钢3包括上翼缘31、腹板32和下翼缘33，腹板32固定设置在上翼缘31和下翼缘33之间。框架梁2内设置有梁上皮第一排纵向钢筋21、梁上皮第二排纵向钢筋22和梁下皮纵向钢筋23，梁上皮第一排纵向钢筋21和梁上皮第二排纵向钢筋22均设置在框架梁2的上部，且梁上皮第二排纵向钢筋22设置在梁上皮第一排纵向钢筋21的下方，梁下皮纵向钢筋23设置在框架梁2的下部，即框架梁2的上表面纵向钢筋为两排，分别为梁上皮第一排纵向钢筋21和梁上皮第二排纵向钢筋22，纵向钢筋外侧可直接从钢管柱1两侧穿过，对于无法穿过的纵向钢筋，若全部一同焊接在上翼缘31上会影响混凝土浇筑效果，同时纵向钢筋过密，焊接质量难以保证，还影响翼缘板型钢强度。本发明中远离短型钢36的长型钢37的上翼缘的端部局部下沉以形成局部下沉上翼缘34，将梁上皮第二排纵向钢筋22焊接在局部下沉上翼缘34上，这可以解决梁上皮第二排纵向钢筋22现场焊接的问题，不至于局部钢筋过密。同时，梁上皮第一排纵向钢筋21焊接在上翼缘31上，梁下皮纵向钢筋23焊接在下翼缘33上。梁上皮第一排纵向钢筋21、梁上皮第二排纵向钢筋22和梁下皮纵向钢筋23焊接均采用现场双面焊，焊接长度不小于5d(d为钢筋直径)。为了避免焊接在上翼缘31的梁上皮第一排纵向钢筋21局部集中焊接对翼缘强度造成影响，因此分两批焊接在上翼缘31上，两次焊接之间的距离不小于500mm。在本发明提供了一种盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构中，型钢3由短型钢36和长型钢37两部分组成，本结构的型钢3解决了钢管柱1牛腿吊装问题，同时可以保证节点连接的整体性。将远离短型钢36的长型钢37的上翼缘的端部局部下沉以形成局部下沉上翼缘34，这样解决了框架梁2的上表面两排纵向钢筋与型钢3连接的问题，方便现场焊接和混凝土浇筑，保证了框架梁2内力的有效传递。
[0041]
其中，型钢3包括上翼缘31、腹板32和下翼缘33，腹板32固定设置在上翼缘31和下翼缘33之间，且腹板32分别与上翼缘31和下翼缘33垂直。型钢3的结构可选择很多，例如，型钢3可以采用双腹板宽翼缘型钢，对于尺寸较小，剪力不大的构件也可以采用h型钢或工字
钢等。优选地，如图2所示，在本发明一个实施例中，型钢3采用双腹板宽翼缘型钢，这里宽翼缘的翼缘宽度的范围为500mm
‑
700mm，且需要满足现行《钢结构设计标准》等规范要求，该尺寸的翼缘宽度满足结构的强度要求，能够使钢管柱1与框架梁2的连接更加稳固，例如，翼缘宽度可以为500mm、550mm、600mm、650mm或700mm。优选地，在本实施例中，双腹板宽翼缘型钢的翼缘宽度为600mm。另外，上述实施例中，上翼缘31的另一端局部下沉以形成局部下沉上翼缘34，解决了框架梁2的上表面两排纵向钢筋梁上排钢筋与型钢3连接的问题，同样也适用于框架梁2的下表面纵向钢筋为两排时、即梁下皮纵向钢筋23包括梁下皮第一排纵向钢筋和梁下皮第二排纵向钢筋，梁下皮第一排纵向钢筋位于梁下皮第二排纵向钢筋的上方，可将下翼缘33的另一端局部上浮以形成局部上浮下翼缘，梁下皮第一排纵向钢筋与局部上浮下翼缘固定连接，梁下皮第二排纵向钢筋与下翼缘33固定连接，这同样也解决梁下皮两排纵向钢筋现场焊接的问题，不至于局部钢筋过密，方便现场焊接和混凝土浇筑，保证了框架梁2内力的有效传递。
[0042]
另外，钢管柱1的直径尺寸范围为800mm
‑
1000mm，例如，钢管柱1的直径可以为800mm、850mm、900mm、950mm或1000mm，优选地，在本实施例中，钢管柱1的直径采用800mm。通常上翼缘31的另一端局部下沉200mm
‑
300mm以形成局部下沉上翼缘34，该下沉的尺寸范围能够满足梁上皮第二排纵向钢筋22的安装及焊接要求，可以使梁上皮第二排纵向钢筋22更加稳定的焊接在局部下沉上翼缘34上，例如，上翼缘31的另一端可以局部下沉200mm、220mm、240mm、260mm、280mm或300mm。优选地，在本实施例中，上翼缘31的另一端局部下沉200mm以形成局部下沉上翼缘。
[0043]
优选地，如图1、图2和图7所示，在本发明一个实施例中，还包括环型牛腿4，环型牛腿4包括上层环形钢板41、多个肋板42和下层环形钢板；上层环形钢板41和下层环形钢板43平行设置，肋板42固定设置在上层环形钢板41和下层环形钢板之间，且肋板42分别与上层环形钢板41和下层环形钢板43垂直设置；上层环形钢板41、下层环形钢板和肋板42的内侧均固定设置在钢管柱1的外壁上，且上层环形钢板41与框架梁2的下表面固定连接。上层环形钢板41和下层环形钢板43均为环形钢板，上层环形钢板41的外径大于下层环形钢板43的外径，多个肋板42均匀的垂直固定分布在上层环形钢板41和下层环形钢板43之间，钢管柱1位于环形钢板内圆中。通过在钢管柱1的外壁及框架梁2的下表面焊接环型牛腿4，可以有效保证钢管外弯矩和管外剪力的传递。
[0044]
优选地，如图1所示，在本发明一个实施例中，还包括多个环形加强板5，环形加强板5固定设置在钢管柱1的内壁上。环形加强板5属于内加强环，通过在钢管柱1的内壁上焊接环形加强板5可以有效保证钢管柱1内剪力的传递。其中，沿钢管柱1的轴线方向，相邻两个环形加强板5之间的距离的范围为200mm
‑
600mm，该尺寸的距离范围能够有效提高节点的抗剪能力，例如，相邻两个环形加强板5之间的距离可以为200mm、300mm、400mm、500mm或600mm。优选地，在本发明一个实施例中，相邻两个环形加强板5之间的距离为400mm，以提高节点的抗剪能力。环形加强板5的宽度不应过宽，过宽会影响钢管柱1内混凝土浇筑，这里环形加强板5的宽度范围为50mm
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120mm，该宽度范围的环形加强板5能更好的传递梁端弯矩，提高节点抗剪和抗扭能力。例如，环形加强板5的宽度可以为50mm、70mm、90mm、100mm或120mm。环形加强板5的厚度应不小于型钢翼缘厚度一半，这里环形加强板5的厚度范围为10mm
‑
50mm，该厚度尺寸范围能更好的传递梁端弯矩，提高节点抗剪能力，例如，环形加强板
5的厚度可以为10mm、20mm、30mm、40mm或50mm。优选地，在本发明一个实施例中，沿钢管柱1的轴线方向，在钢管柱1的内壁上每隔400mm固定设置一个宽度为100mm、厚度为30mm的环形加强板5。
[0045]
优选地，如图1所示，在本发明一个实施例中，腹板32上设置有多个排气孔35。排气孔35为圆形排气孔，在腹板32上部设置排气孔35，排气孔35用于混凝土振捣时混凝土浆液充填两侧腹板之间的空间，同时排出空气，有利于混凝土振捣的密实性。其中，排气孔35的直径范围为50mm
‑
80mm，该直径尺寸范围能更好的排出腹板之间的空气，有利于混凝土振捣的密实性，例如，排气孔35的直径可以为50mm、60mm、70mm或80mm，优选地，在本发明一个实施例中，排气孔35的直径为70mm，且多个排气孔35排成一排且多个排气孔35位于同一高度上。排气孔35的上边缘与上翼缘31之间的垂直距离的范围为30mm
‑
100mm，排气孔35的上边缘与上翼缘31之间的垂直距离过小会影响翼缘局部强度，距离过大会导致振捣上层混凝土时气泡不易排出，例如，排气孔35与上翼缘31之间的垂直距离可以为30mm、50mm、70mm、90mm或100mm。相邻两个排气孔35之间的距离的范围为100mm
‑
300mm，相邻两个排气孔35之间的距离过小会降低腹板局部强度，距离过大时排气孔35起不到效果，例如，相邻两个排气孔35之间的距离可以为100mm、150mm、200mm、250mm或300mm。优选地，在本发明一个实施例中，排气孔35的直径为70mm，相邻两个排气孔35之间的距离为200mm，排气孔35的上边缘与上翼缘31之间的垂直距离为70mm。
[0046]
如图1至图7所示，根据本发明的实施例，提供了一种盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构的施工方法，具体施工步骤如下：
[0047]
步骤s1，钢管柱1和型钢3的加工。本实施例中选用直径为800mm的钢管柱1，其中，钢管柱1的对接焊缝要求采用自动焊或者半自动焊，焊缝的质量等级为一级。在对应框架梁2的位置处，沿钢管柱1的轴线方向，在钢管柱1的内壁上每隔400mm固定设置一个宽度为100mm、厚度为30mm的环形加强板5。受制于桩柱一体吊装钢护筒尺寸的限制，在钢管柱1的外壁上焊接长度最大为200mm的短型钢36，这里需要在钢管柱1的外壁上且对称的两侧分别焊接一个短型钢36、即钢管柱1上焊接有两个短型钢36，两个短型钢36之间的夹角为180度，其中，短型钢36的截面图如图5所示。将长型钢37的上翼缘31端部局部下沉以形成局部下沉上翼缘34，长型钢37截面如图6所示，优选地，在本实施例中，上翼缘31的端部局部下沉200mm，并在腹板32的上部加工一定数量的排气孔35，且多个排气孔35排成一排。
[0048]
步骤s2，钢管柱1与柱下桩基础吊装施工。钢管柱1加工完毕后使用hpe液压插入机，将钢管柱1和柱下桩基础钢筋笼一同放入已施工完毕的钻孔中。型钢3应按照图纸中的方向在现场进行复核，防止错位。随后向柱下桩基础钢筋笼和钢管柱1中灌注混凝土进行浇筑，对于钢管柱1内的混凝土，应添加适量微膨胀剂，避免混凝土后期收缩导致与钢管壁脱开，影响整体性。浇筑完毕后，由于钻孔尺寸较大，为保证钢管混凝土柱的垂直度，将钻孔采用中粗砂灌实。
[0049]
步骤s3，逆作法顶板和顶板下基坑施工。钢管柱1和柱下桩基础钢筋笼中的混凝土达到设计强度后进行顶板浅基坑施工，进行绑扎顶板钢筋、浇筑顶板混凝土，顶板混凝土达到设计强度后，开挖顶板下基坑的土体；
[0050]
步骤s4，框架梁2和型钢3焊接及钢筋绑扎施工。基坑开挖至框架梁2的对应标高处时，将长型钢37上远离局部下沉上翼缘34的一端与钢管柱1上对应处的短型钢36现场对接
坡口焊，焊缝等级为一级，并进行无损探伤，并在钢管柱1外侧且框架梁2的下表面焊接环型牛腿4。焊接完毕后，由于框架梁2一般比钢管柱1宽150mm，将梁上皮两侧钢筋、即如图3和图4中所示的梁上皮通长纵向钢筋6从钢管柱1两侧贯通穿过钢管柱1与框架梁2的节点连接处，同样，梁下皮通长纵向钢筋12从钢管柱1两侧贯通穿过钢管柱1与框架梁2的节点连接处。再将如图3中所示的梁上皮第一排纵向钢筋21伸至钢管柱1外100mm左右，并双面焊接在上翼缘31的上表面，焊缝长度不小于5d(d为钢筋直径)。为避免焊接局部过热，降低钢板强度，如图3中所示的梁上皮第一排相错纵向钢筋8要求与梁上皮第一排纵向钢筋21错开500mm
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800mm，且双面焊接在上翼缘31的上表面，焊缝长度不小于5d(d为钢筋直径)，这里梁上皮第一排相错纵向钢筋8要求与梁上皮第一排纵向钢筋21错开的距离越大越好，但受型钢尺寸的限制，该错开的距离一般不超过800mm，优选地，在本发明一个实施例中，梁上皮第一排相错纵向钢筋8与梁上皮第一排纵向钢筋21错开800mm。随后将梁上皮第二排纵向钢筋22双面焊接在局部下沉上翼缘34的上表面，焊缝长度不小于5d(d为钢筋直径)。将梁下皮纵向钢筋23参照梁上皮第一排纵向钢筋21的做法焊接在下翼缘33的上表面并进行绑扎。其中，楼面板13中的楼面板钢筋7锚入框架梁2中，楼面板13横向设置，且楼面板13与框架梁2垂直布置，楼面板13与框架梁2的连接处位于框架梁2中的上部，楼面板13围绕钢管柱1，钢管柱1穿框架梁2，楼面板13与框架梁2同期浇筑。为保证如图2中所示的楼面板钢筋7能够完全锚固在节点处，在梁外侧腰筋9的内侧增设一排梁内侧腰筋10作为补强钢筋，并设置小箍筋11，将楼面板钢筋7锚入此处来完成钢筋绑扎，最后浇筑框架梁混凝土以完成盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构的施工。
[0051]
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明提供了一种盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构中，型钢3由短型钢36和长型钢37两部分组成，短型钢36与钢管柱1出厂时已焊接完毕，当基坑开挖至钢管柱1与框架梁2的节点连接处时，将长型钢37与短型钢36进行现场焊接，现场焊要求单面坡口一级焊缝，这样解决了钢管柱1牛腿吊装问题，同时可以保证节点连接的整体性。上翼缘31的端部局部下沉以形成局部下沉上翼缘34，这样解决了框架梁2的上表面两排纵向钢筋与型钢3连接的问题，方便现场焊接和混凝土浇筑，保证了框架梁2内力的有效传递。同时，本发明中的钢管柱1和框架梁2连接节点处传力明确，施工简单，便于大规模推广。
[0052]
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构，其特征在于，包括钢管柱、框架梁和型钢；所述钢管柱竖向设置，所述框架梁横向设置，所述框架梁围绕所述钢管柱；在所述钢管柱与所述框架梁的节点连接处通过设置所述型钢实现连接。2.根据权利要求1所述的盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构，其特征在于，所述框架梁内设置有梁上皮第一排纵向钢筋、梁上皮第二排纵向钢筋和梁下皮纵向钢筋，所述梁上皮第一排纵向钢筋和所述梁上皮第二排纵向钢筋均设置在所述框架梁的上部，且所述梁上皮第二排纵向钢筋设置在所述梁上皮第一排纵向钢筋的下方，所述梁下皮纵向钢筋设置在所述框架梁的下部；所述型钢的一端与所述钢管柱固定连接，所述型钢包括上翼缘、腹板和下翼缘，所述腹板固定设置在所述上翼缘和所述下翼缘之间，所述上翼缘的一端、所述腹板的一端和所述下翼缘的一端均与所述钢管柱固定连接，所述上翼缘的另一端局部下沉以形成局部下沉上翼缘；所述梁上皮第二排纵向钢筋与所述局部下沉上翼缘固定连接，所述梁上皮第一排纵向钢筋与所述上翼缘固定连接，所述梁下皮纵向钢筋与所述下翼缘固定连接；优选地，所述型钢由短型钢和长型钢固定连接而成，所述短型钢的一端与所述钢管柱固定连接；远离所述短型钢的所述长型钢的上翼缘的端部局部下沉以形成局部下沉上翼缘；优选地，所述钢管柱的直径范围为800mm
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1000mm，所述上翼缘的另一端局部下沉200mm
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300mm以形成所述局部下沉上翼缘。3.根据权利要求1所述的盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构，其特征在于，还包括环型牛腿，所述环型牛腿包括上层环形钢板、多个肋板和下层环形钢板；所述上层环形钢板和所述下层环形钢板平行设置，所述肋板固定设置在所述上层环形钢板和所述下层环形钢板之间，且所述肋板分别与所述上层环形钢板和所述下层环形钢板垂直设置；所述上层环形钢板、所述下层环形钢板和所述肋板的内侧均固定设置在所述钢管柱的外壁上，且所述上层环形钢板与所述框架梁的下表面固定连接。4.根据权利要求1所述的盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构，其特征在于，还包括多个环形加强板，所述环形加强板固定设置在所述钢管柱的内壁上。5.根据权利要求4所述的盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构，其特征在于，所述环形加强板的宽度范围为50mm
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120mm，所述环形加强板的厚度范围为10mm
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50mm；沿所述钢管柱的轴线方向，相邻两个所述环形加强板之间的距离的范围为200mm
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600mm；优选地，在所述钢管柱的内壁上每隔400mm固定设置一个宽度为100mm、厚度为30mm的所述环形加强板。6.根据权利要求2所述的盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构，其特征在于，所述腹板的上部设置有多个排气孔。7.根据权利要求6所述的盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构，其特征在于，所述排气孔的直径范围为50mm
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80mm，多个所述排气孔排成一排且多个所述排气孔位于同一高度上，所述排气孔的上边缘与所述上翼缘之间的垂直距离的范围为30mm
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100mm，相邻两个所述排气孔
之间的距离的范围为100mm
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300mm；优选地，所述排气孔的直径为70mm，相邻两个所述排气孔之间的距离为200mm，所述排气孔的上边缘与所述上翼缘之间的垂直距离为70mm。8.根据权利要求1所述的盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构，其特征在于，所述型钢为双腹板宽翼缘型钢、h型钢或工字钢；优选地，所述双腹板宽翼缘型钢的翼缘宽度的范围为500mm
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700mm。9.根据权利要求2所述的盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构，其特征在于，所述梁下皮纵向钢筋包括梁下皮第一排纵向钢筋和梁下皮第二排纵向钢筋，所述梁下皮第一排纵向钢筋位于所述梁下皮第二排纵向钢筋的上方；所述下翼缘的另一端局部上浮以形成局部上浮下翼缘，所述梁下皮第一排纵向钢筋与所述局部上浮下翼缘固定连接，所述梁下皮第二排纵向钢筋与所述下翼缘固定连接。10.一种盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1，钢管柱和型钢的加工：在钢管柱的内壁上焊接环形加强板，并将短型钢焊接在钢管柱的外壁上；将长型钢的上翼缘端部局部下沉处理以形成局部下沉上翼缘，并在腹板的上部加工多个排气孔；步骤s2，钢管柱与柱下桩基础吊装施工：将钢管柱和柱下桩基础钢筋笼一同放入钻孔中；对型钢进行现场复核，随后向柱下桩基础钢筋笼和钢管柱中灌注混凝土进行浇筑，且在钢管柱内的混凝土中添加微膨胀剂，浇筑完毕后，将钻孔采用中粗砂灌实；步骤s3，逆作法顶板和顶板下基坑施工：钢管柱和柱下桩基础钢筋笼中的混凝土达到设计强度后进行绑扎顶板钢筋和浇筑顶板混凝土，顶板混凝土达到设计强度后，开挖顶板下基坑的土体；步骤s4，框架梁和型钢焊接及钢筋绑扎施工：基坑开挖至框架梁处时，将长型钢上远离局部下沉上翼缘的一端与短型钢进行现场焊接，并在钢管柱外侧且框架梁的下表面焊接环型牛腿；再将梁上皮通长纵向钢筋和梁下皮通长纵向钢筋分别从钢管柱的两侧贯通穿过钢管柱与框架梁的节点连接处，并将梁上皮第一排纵向钢筋焊接在上翼缘的上表面，将梁上皮第一排相错纵向钢筋与梁上皮第一排纵向钢筋错开500mm
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800mm且焊接在上翼缘的上表面；随后将梁上皮第二排纵向钢筋焊接在局部下沉上翼缘的上表面，将梁下皮纵向钢筋焊接在下翼缘的上表面；将楼面板中的楼面板钢筋锚入框架梁中，楼面板横向设置，且楼面板与框架梁垂直布置，楼面板与框架梁的连接处位于框架梁中的上部，楼面板围绕钢管柱，钢管柱穿框架梁，楼面板与框架梁同期浇筑；优选地，将楼面板钢筋通过箍筋锚接在梁外侧腰筋和梁内侧腰筋之间，随后进行钢筋绑扎施工和浇筑框架梁混凝土。
技术总结
本发明提供一种盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构及施工方法，包括钢管柱、框架梁和型钢；所述钢管柱竖向设置，所述框架梁横向设置，所述框架梁围绕所述钢管柱；在所述钢管柱与所述框架梁的节点连接处通过设置所述型钢实现连接。本盖挖逆作地铁车站梁柱节点结构中上翼缘板的端部局部下沉以形成局部下沉上翼缘板，将梁上皮第二排纵向钢筋焊接在局部下沉上翼缘板上，解决梁上皮第二排纵向钢筋现场焊接问题，不至于局部钢筋过密，方便现场焊接和混凝土浇筑，保证了框架梁内力的有效传递。保证了框架梁内力的有效传递。保证了框架梁内力的有效传递。


技术研发人员：蔡磊川 田清彪 赵晶 王丹平 杨德春 资利军 王益 王睿 王雷 胡日成
受保护的技术使用者：广州地铁设计研究院股份有限公司
技术研发日：2021.03.18
技术公布日：2021/6/29