型鋼砼與鋼筋砼混合框架結構施工探討

鄧剛 方榮偉 馬文科

1.新世紀建設集團有限公司

2.金華市建設工程質量監督站，浙江 金華 321001

型鋼砼與鋼筋砼混合框架結構施工探討

鄧剛1方榮偉1馬文科2

1.新世紀建設集團有限公司

2.金華市建設工程質量監督站，浙江 金華 321001

對30m高度范圍內主體結構，采用先安裝鋼框架，再逐層分段向上施工外包鋼筋混凝土的新方法施工，從工藝流程上避免了鋼結構和鋼筋混凝土結構施工專業的交叉矛盾。本文通過工程實例對該施工方法進行探討。

型鋼混凝土;鋼框架

前言

型鋼混凝土結構綜合利用了鋼材和混凝土材料的特性，具有截面尺寸小、構件跨度大、抗震性能好的特點。鋼筋混凝土結構則是目前最為常見的形式。這種混合框架結構既能體現鋼筋混凝土結構的經濟性，又能滿足局部大空間轉換和抗震性能要求，應用前景廣闊。

對于該類結構，常規的做法是分層分段向上施工。通過對于該類結構的技術特點和質量控制措施的研究，對30m高度范圍內主體結構采用先安裝鋼框架，再逐層分段向上施工外包鋼筋混凝土的方法，從工藝流程上避免了鋼結構和鋼筋混凝土結構施工專業的交叉矛盾，減少了協調，加快了進度。

1 工程實例

蘇州市唯亭鎮某工程的總建筑面積約54531m2。地上12層，地下1層，建筑總高度:62.10m。

本工程主樓采用了型鋼混凝土和鋼筋混凝土混合框架結構。南部型鋼混凝土框架由勁性H型鋼柱和勁性H型鋼梁組成，梁柱鋼材材質為Q345B.,組合柱中主要型鋼H800×400×18×35,組合梁中主要型鋼H1250×400×20×45.

連接形式:鋼柱與基礎連接為M36地腳螺栓連接；鋼柱與鋼梁連接為剛接;鋼梁與鋼梁的連接也為剛接。總噸位約63.7t。鋼框架的立面結構形狀如下圖所示:

圖1

2 工藝原理

本工程采用鋼框架先行的方法。即，先將混合框架中型鋼混凝土構件中的鋼框架先行安裝完成，此時周邊其他結構尚未施工，吊裝方法、吊機選型都會比較經濟，其他專業對吊裝影響也會減小，施工更為方便。待鋼框架形成后，再行投入鋼筋混凝土施工。這樣更有利于各專業施工安排的合理性，從而加快進度，保證質量。

3 施工流程及主要工序的操作要點

3.1 施工流程

圖2 型鋼砼與鋼筋砼混合結構施工工藝流程

3.2 鋼結構深化設計

鋼結構的深化設計既要體現結構設計意圖，又要為制作和吊裝提供依據。實際施工中，應對每根鋼構件，逐個梁柱節點出翻樣圖，確定鋼筋連接板標高、穿筋孔洞數量、直徑與位置，經相關各方確認后方能下料制作。

3.2.1 鋼柱分段

根據總體施工順序，在不大于30m高度的鋼框架范圍內考慮鋼柱分段。由于30m高度范圍內的鋼框架先行安裝完成，故鋼柱不必每層分段。在運輸長度、吊裝能力滿足的情況下，分段高度可以加大。

3.2.2 水平鋼筋穿孔的位置問題

鋼筋砼梁與鋼柱連接節點中，鋼筋在鋼柱段的過渡是保證結構符合設計模型的重要問題。考慮到梁筋延伸至梁柱節點處可能遇到鋼柱腹板、翼緣等不同部位，宜采用鋼柱穿孔通梁筋、梁筋與鋼柱連接板焊接和梁筋錨入柱內等相結合的方式，既滿足了結構設計中連續梁的計算模式，又考慮到了現場施工難度和焊接的質量。

3.2.3 鋼柱安裝

1)柱腳鋼柱安裝

安裝前必須復測預埋錨栓的軸線位置、標高，經復檢合格后進行首段型鋼柱安裝。柱子安裝時，注意調整柱的垂直度，固定好柱腳螺栓。主要安裝流程包括:基礎放線、吊裝、校正、固定等。

2)型鋼柱的焊接

焊接順序:腹板與翼板立縫→翼板→腹板。

每根柱由2 名焊工采用對稱同步等速焊接，焊接前，必須首先對焊縫周圍鋼板預熱至100℃～150℃。冬雨季施工時，應采用擋風防雨措施。上下柱平縫必須一次焊完，以免在焊縫處出現裂縫。

3.2.4 型鋼梁吊裝

鋼梁安裝順序

1）同平面鋼構件吊裝，采用由里向外、對稱吊裝的方法進行。

2）立面上鋼構件吊裝，采用由下至上，順序安裝的方法進行。

3）構件吊裝分區進行,吊裝順序為柱、主梁、斜撐、次梁。

為提高鋼梁吊裝速度，建議由制作廠制作鋼梁時預留吊裝孔，作為吊點。對于較大跨度、較大噸位的鋼梁吊裝可采用焊接吊耳的方法進行吊裝，吊耳待鋼梁安裝就位完成后割除。

3.3 模板、鋼筋施工

型鋼混凝土構件的模板、鋼筋施工與常規土建施工方法基本相同，僅需根據鋼構件情況進行適當調整。一般鋼筋砼結構施工中木工支模時可以將梁板模板一次制作完成，梁筋綁扎可以采用支架吊起，待主筋、箍筋綁扎基本完成后再行放下入模。這種作業流程在型鋼柱砼結構中會產生問題。由于梁筋穿鋼柱，柱間長度一般在8m左右，梁筋無法吊起。此外，由于型鋼柱結構中梁配筋一般較密，梁入模綁扎勢必使得箍筋、扎絲等作業非常困難。因此，施工中宜要求梁側模、板模平面按梅花形跳格安裝，給每根梁留出一側用于綁扎，待綁扎完成后封閉該側模板。

3.4 混凝土施工

3.4.1 型鋼砼梁柱部位配筋較密，其內焊接型鋼柱、焊接型鋼梁截面尺寸較大，故砼振搗是重點。振搗前須全面檢查操作面，預先考慮振搗棒插入位置；坍落度要求在180m左右，保證混凝土的流動性（也可考慮采用自密實混凝土）；振搗時注意對稱多點振搗，同時也要避免過振。對于梁底砼的振搗質量，除常規技術措施及加強管理外，可考慮增加設置附著式振搗器。

3.4.2 澆搗后采用帶模澆水保溫保濕養護。

4 質量控制

保證措施

強化獎罰力度，使工程質量與經濟密切掛鉤。

嚴格控制好原材料、半成品的質量關:①全部材料由專職材料員采購，材料員驗收并有質安部把關，確認質量合格和現貨質量。②對外加工的構件或半成品，進場時應簽收驗貨，詳細核對其品種、數量、規格、質量要求。

把好施工質量關。深入開展“三工序管理”，上道工序未經檢查驗收不準進入下道工序。

5 安全措施

吊桿組裝時，中心偏差不應大于總支承長度的1/500，在5m長度內中心偏差和局部塑性變形不應大于20mm。吊桿的連接螺栓必須緊固可靠，吊桿的頭部及連接板不應有變形、脫焊、腐蝕、裂紋等現象。吊桿底部應用鋼絲繩緊固可靠，不能移動。

參加吊裝的人員必須熟知起吊方案及各項技術要求，明確自己的崗位責任制。

指揮者應把吊裝的指揮信號向作業人員交底，必須做到信號明確，人人熟悉。指揮者應站在全體人員都能看到的位置上，同時指揮者也能清楚地看到吊裝全過程。如果作業者看不到指揮時，指揮者應通過助手傳遞指揮信號。

6 效益分析

本工法與常規施工方法相比，產生的效益主要來源于兩方面:

施工順序和安排優化后，機械設備的選型可以更加經濟合理。如在局部區域鋼構件吊裝，由于周邊其他結構的影響，塔吊由常規60tm增配為7027、7030大噸位塔吊，使得塔機進退場費和使用費增加。或者采用土法吊裝使得工期增加。

施工順序和安排優化后，多專業工種集中作業產生的窩工、怠工現象及相互矛盾情況減少，有利于降低施工成本，提高施工效率。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.020