型鋼勁性混凝土柱梁施工技術在超高層建筑中的應用

陳鐵

【摘 要】 本篇文章以某工程樓的柱梁為例，給出了型鋼勁性混凝土柱施工技術在超高層建筑中的實際應用，該工程的中心結構利用勁性混凝土，依據型鋼焊接、制作以及安裝問題制定相關的技術措施，通過采用二氧化碳氣體保護焊來實現底層的焊道以及中層的焊道的焊接，然后再利用埋弧焊罩面施工工藝，通過合理分段及對稱施焊等過程，嚴格控制構件焊接應力及焊接變形，保證了焊接的質量。

【關鍵詞】 型鋼勁性混凝土柱；超高層建筑；焊接；安裝

本文以某工程樓的柱梁為例，給出了型鋼勁性混凝土柱梁施工技術在超高層建筑中的實際應用，該工程共有3層地下室以及57個樓層，全部采用鋼柱支撐，其鋼梁通過厚板進行拼裝與焊接，屬于現場安裝工程。通過對厚板的拼裝與焊接工藝以及現場的安裝進行分析，一系列有關于型鋼勁性混凝土柱施工技術的具體措施，從而在一定程度上加快施工的速度，確保施工的質量。

一、型鋼勁性混凝土柱施工技術的關鍵點以及難點

（一）鋼柱的安裝

該工程施工現場的東北方向與一個高層的建筑物相鄰，其西側以及南側則分別與沿江路和人民路相鄰，由于施工現場非常狹小，并且沒有施工所用的環形道路，因此，該工程的施工非常困難。塔機安裝在施工現場的中心區域，此區域距離型鋼柱和型鋼梁可以起吊的區域有34m左右，按照塔機的實際起吊能力，該區域無法起吊一根重達8.2噸的型鋼柱。由于場地的條件以及塔機起吊量的雙重制約，該工程在安裝型鋼柱時遇到了比較大的難度。

（二）型鋼十字柱的制作

該工程所需要的型鋼十字柱的截面尺寸是1100毫米×1100毫米，其腹板厚δ為40毫米，翼緣板厚δ為50毫米。針對厚鋼板在焊接過程中有可能發生的變形，我們采取的控制措施是型鋼柱制作成功的關鍵，型鋼的截面如圖1所示：

一般情況下，型鋼柱的制作工序為：分節進行制作、車間進行加工以及現場進行安裝。在安裝型鋼柱的過程中，需要嚴重控制接頭處的焊接質量。

二、型鋼勁性混凝土柱的制作工藝

制作型鋼柱的主要材料為Q345B，型鋼柱的腹板厚δ為40毫米，翼緣板厚δ為50毫米，單位質量為1.2t/m。通過分節的方式制作型鋼柱，對于每節的長度的確定需要考慮到鋼筋接頭以及方便焊接等因素，通常情況下，每2層樓的高度處具有1節型鋼勁性混凝土柱接頭，其具體位置在樓面的1200毫米處。可以依據設計的圖紙先制作出1個型鋼勁性混凝土柱的拼裝模具，從而保證型鋼柱的拼裝質量滿足設計的規范以及要求。

三、型鋼勁性混凝土柱的焊接工藝

在對型鋼勁性混凝土柱進行焊接之前，先組織相關的技術人員分析、研究、確定焊接工藝的評定報告，并將該報告當做型鋼勁性混凝土柱施焊工作的依據。在實際的施工過程中，工程的質檢人員以及技術人員需要嚴格按照該文件中所提及的技術參數與技術措施進行操作，保證焊接的質量，防止焊接出現變形。

（一）利用二氧化碳氣體對焊接工藝進行保護：首先進行底層焊道，然后再中層焊道，最后實施埋弧焊罩面。

（二）二氧化碳氣體對焊接的工藝參數進行保護：此時需要確保焊接的電流處于250A到300A之間；焊絲為1.2毫米；焊接的電壓為30V到35V之間；焊接的速度為30cm/mim到45cm/mim之間。

（三）埋弧焊型焊接工藝的主要參數如下：焊接的電流為500A到600A之間；焊絲為4毫米；焊接的電壓為36V到38V之間；焊接的速度為400mm/mim至450mm/mim。

（四）防止焊接發生變形的措施：對于H型鋼來說，主要采取的是分段倒退焊以及對稱焊這兩種方式，在進行對稱焊時，需要確保焊接的電源、電弧的電壓、焊接的速度以及焊條的直徑都處于相等的狀態，從而使得焊接熱量均勻分布，進而實現降低變形的目的。其施焊的順序如圖2所示：

（五）確保現場型鋼柱拼接和梁柱節點連接的質量，其焊縫質量應滿足一級焊縫質量等級要求。對一般部位的焊縫，應進行外觀質量檢查，并應達到二級焊縫質量等級要求。

四、型鋼勁性混凝土柱梁的安裝工藝

（一）對±0.000m～-15m的鋼柱進行安裝時所采取的工藝

該工程-15m處的基坑邊壁距離塔機的中心大概有24米的距離，并且邊壁的土質較為松軟，道邊的地下一般埋有下水管道以及煤氣管道，鋼柱可以起吊的位置距離基坑大約有4米左右，距離塔機中心大約有28米左右。上述區域中的塔機無法進行正常的工作，通過分析，我們決定利用100噸的汽車吊先把鋼柱吊到基坑-15米的位置，然后再將其移位于21米的位置，最后再通過塔機把鋼柱吊到實際的安裝位置，對于其他的型鋼來說，都采用上述的方法實施安裝。

（二）型鋼勁性混凝土柱的連接

型鋼柱之間通過開坡口全熔透的焊接方式進行連接，翼緣板焊接與腹板焊接的接頭分別如圖3所示：

（三）型鋼勁性混凝土柱的安裝

對于耳板來說，其安裝方式如下：在下節的型鋼勁性混凝土柱的每個邊翼緣處焊2個耳板，1個千斤頂座，安裝方式如圖4：

（四）就位

利用型號為QTP5030的加強型的塔機對型鋼柱進行起吊，將型鋼勁性混凝土柱慢慢地插入下節型的鋼柱翼緣板的安裝耳板處，并在上、下2節型鋼勁性混凝土柱的拼接與焊縫的地方，放置電焊條芯，用來控制安裝和焊縫之間的縫隙。在5噸的千斤頂座里，通過使用千斤頂來調整型鋼勁性混凝土柱的垂直程度，如圖5所示：

嚴格檢查型鋼勁性混凝土柱的軸線所處的位置，通過使用經緯儀或者鉛錘來檢查型鋼勁性混凝土柱的垂直程度。如果檢查合格，則在翼緣的兩端進行定位焊縫操作。再次對軸線的位置以及垂直的程度進行檢查，采用翼緣焊來拼接焊縫，當四邊的翼緣焊縫均完成以后，可以松吊索。

（五）對型鋼勁性混凝土柱、梁進行焊接

在對型鋼勁性混凝土柱、梁施焊的過程中，需要利用2人或者4人進行對稱焊，這樣能夠有效地控制在鋼柱進行焊接過程中發生的變形現象。型鋼梁的型鋼骨架安裝后，要再次觀測和糾正因荷載增加、焊接收縮或者螺栓松緊不一而產生的垂直偏差。在梁柱節點部位，柱的箍筋或梁筋等要在型鋼梁腹板上已留好的孔中穿過，腹板上開孔的大小和位置不合適時，征得設計者同意后，再用電鉆補孔或用鉸刀擴孔，不得用氣割開孔。

（六）混凝土澆筑

型鋼混凝土結構的混凝土澆筑，遵守有關混凝土施工的規范和規程。在梁柱接頭處和梁型鋼翼緣下部等混凝土不易充分填充處，要仔細進行澆筑及搗實。型鋼混凝土結構外包的混凝土外殼，要滿足受力和耐火的雙重要求，澆筑時要保證其密實度和防止開裂。

五、結束語

在超高層建筑的施工過程中，型鋼勁性混凝土柱的施工技術對于整個工程來說具有重要的意義。具有以下幾個優點：型鋼混凝土中型鋼不受含鋼率的限制，型鋼混凝土構件的承載能力可以高于同樣外形的鋼筋混凝土構件的承載能力一倍，因而可以減少構件截面；型鋼在混凝土澆筑之前已形成鋼結構，具有較大的承載能力，能承受構件自重和施工荷載，加快施工進度；型鋼混凝土組合結構的延性比鋼筋混凝土結構明顯提高，具有良好的抗震性；型鋼混凝土組合結構較鋼結構在耐久性、耐火等方面均勝一籌；型鋼混凝土較鋼框架可節省鋼材50%或者更多。

參考文獻

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