型鋼鋼筋混凝土（SRC）空中連廊施工

□文 /廖超英

型鋼混凝土組合結構（SRC）是指混凝土內配置軋制型鋼或焊接型鋼和鋼筋的結構。由于在鋼筋混凝土中增加了型鋼，型鋼以其固有的強度和延性以及型鋼、鋼筋、混凝土三位一體地工作使型鋼混凝土結構具備了比傳統的鋼筋混凝土結構承載力大、剛度大、抗震性能好的優點，與鋼結構相比，具有防火性能好，結構局部和整體穩定性好，節約鋼材的優點，有針對性地推廣應用此類結構，對我國多、高層建筑的發展、優化和改善結構抗震性能都具有極其重要的意義。隨著天津作為國際大都市經濟的飛速發展，建筑行業也發展迅速，高樓大廈林立而起，城市建設也如火如荼的進行，大跨度結構已經廣泛出現于現在各類建筑工程、市政工程中，然而高空中大跨度型鋼混凝土結構（SRC）施工難度也凸現出來。

1 工程概況

天津市津南國家農業科技園區研發創意中心工程由2棟高層建筑（21、18層）組成，所有標準層層高均為3.6 m，地下室高4.8 m、裙房首層高4.0 m、主樓1～3層高4.8 m，框剪結構，基礎為混凝土鉆孔灌注樁、基礎底板為整體承臺。

兩座高層建筑在50.4～61.2 m處（14、15、16層）由空中連廊連接在一起，由于連廊跨度為18 300mm，屬于大跨度結構，從梁的截面高度和造價方面考慮，使用了型鋼鋼筋混凝土組合結構（SRC）。型鋼采用Q345-B，抗剪栓釘為M19/L100@200，各構件型號如下：SRCZ1（H200×200×20×20）、SRCXC1（H350×200×30×30）、SRCL1（H450×200×20×20）、SRCL2（H450×200×20×20）、SRCL3（H450×200×20×20）、SRCL4（H400×150×10×10）。

2 施工特點和難點

1）自重大、安裝部位高，吊裝、運輸困難。

2）安裝精度要求嚴格，焊接應力大，變形控制困難。

3）立體交叉施工，施工組織困難。

3 施工總體安排

先同時施工兩座塔樓主體結構，待11層結構混凝土澆筑完畢后，在原框架柱位置上安裝SRCZ1并澆筑12層的所有普通鋼筋混凝土框架柱及型鋼混凝土組合結構柱到本層框架梁下皮標高處，安裝臨時型鋼平臺支撐系統作為12層頂板（13層底板）梁板的支模體系的承重結構，然后在支模體系上安裝SRCL1、SRCL2、SRCL3、SRCL4等梁板，以上各層和一般框架結構一樣施工即可。

4 型鋼混凝土組合結構（SRC）施工

4.1 安裝前的準備

4.1.1 控制點的引用

將底層的基準控制點投放到11層樓面上，投放點要求相互閉合。投放點確定后，依據投放點定出軸線。水準標高控制利用在核心筒上已經驗收合格的水準點，外圍鋼柱亦采用相同的水準點，避免因采用不同的水準點而引起后續的鋼結構梁連接安裝時產生高程誤差。

4.1.2 軸線偏差控制

鋼柱安裝過程中嚴格控制軸線偏差和柱頂標高，使鋼結構在位置上處于理論值。鋼柱安裝前放出軸線位置，復合該處標高，校正偏差。

4.1.3 預拼裝質量檢查

在工廠進行預拼裝工作并重視預拼裝過程的質量控制，安裝單位對預拼裝的結果進行檢查。預拼裝檢查合格后，應標注構件中心線、控制基準線等標識，標明預拼裝間隙，做好預拼裝檢查記錄，以供現場安裝參考。

4.1.4 現場檢查

構件進場后，再次進行檢查，不滿足安裝要求的必須立即修整，避免今后在高空修改。

4.2 設置臨時鋼結構平臺支撐體系

第一層型鋼混凝土組合結構梁底標高為50.4 m，開始計劃搭設高支模體系，考慮到天津市沒有過搭設如此高的模板支撐體系，又考慮到地下室頂板的載荷受力問題，故經專家討論后否決了搭設高支模體系的方案，改為搭設型鋼平臺支撐體系。

4.3 鋼結構安裝

4.3.1 勁性柱施工流程

勁性柱施工流程見圖1。

圖1 施工流程

4.3.2 型鋼柱的深化設計

型鋼柱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。對于每根鋼柱，應逐個梁柱節點出翻樣圖，確定鋼筋連接套筒標高、穿筋孔洞數量、直徑與位置。

采用Tekl a St ruct ur e（鋼結構詳圖設計軟件）對每根型鋼柱進行建模，認真分析框架梁柱鋼筋與型鋼柱的位置關系，下料尺寸、穿孔鋼筋數量等，保證梁柱接頭部位鋼筋能順利找到自己位置，相互之間不發生沖突。在模型中優化設計方案，深化設計圖紙，并在建立的模型基礎上利用此軟件導出正式的CAD圖紙，指導施工。三維模擬圖形見圖2。

圖2 三維模擬圖形

4.3.3 設計與土建的銜接

1）鋼柱制作長度和標高、現場鋼柱安裝標高、梁筋標高等會產生一定允許偏差。當多種允許偏差疊加在一起時，會造成梁截面與鋼柱穿孔標高偏差，梁鋼筋無法穿過鋼柱預先留設的孔洞。施工中除加強控制外，另深化設計時應考慮縱向、橫向鋼筋穿孔標高應錯開，避免兩個方向鋼筋相碰。

2）節點設計時，盡量將梁鋼筋和墻鋼筋避開型鋼，無法避開時，采用腹板穿孔。當必須在腹板上預留貫穿孔時，型鋼腹板截面損失率宜小于腹板面積的25%。當鋼筋穿孔造成型鋼截面損失不能滿足承載力要求時，刻采取型鋼截面局部加厚的辦法補強。在型鋼上穿孔應兼顧減少型鋼截面損失與便于施工兩方面，常用鋼筋穿孔的孔徑見表1。

表1 常用鋼筋穿孔的孔徑 mm

4.3.4 型鋼柱制作與驗收

鋼柱用厚板拼焊，加工制作要求十分嚴格，應委托專業加工廠制作。構件驗收分出廠前檢驗和現場驗收兩步進行；對構件要重點檢查其型號、編號、長度、孔位和孔徑以及附設耳板的位置和尺寸，對構件外觀檢查其撓曲變形、焊縫外觀質量、焊縫坡口幾何尺寸等。

4.4 梁主筋綁扎

框架梁和連梁與鋼柱節點部位主筋的綁扎形式為：當縱筋的水平段錨固長度不足時，遇型鋼腹板時，應在腹板上預留孔洞，以使鋼筋穿過并滿足錨固要求，見圖3；當遇型鋼翼緣時，應采用在縱筋標高處焊鋼套筒的方式進行連接，見圖4。這是處理型鋼柱與梁、柱鋼筋關系的重點。

圖3 梁鋼筋遇型鋼腹板時綁扎做法

圖4 梁鋼筋遇型鋼翼緣時綁扎做法

連梁交叉暗撐或集中對角斜筋遇到型鋼柱時，將暗撐的主筋和斜筋在遇到型鋼柱腹板后，沿腹板打彎，總長度滿足錨固構造要求。

由于框架梁不能架起綁扎，為防止梁筋箍筋綁扎困難，支設模板先立底模，留下側模不支，綁扎鋼筋順序見圖5。

圖5 鋼筋綁扎順序

4.5 勁性柱模板施工

框架柱由于受柱內型鋼柱的影響，加上柱內鋼筋較為密集，無法采用常規的PVC塑料管內穿對拉螺桿的方法進行柱模板的加固。采用對拉螺栓分段制作，一次性使用，對拉螺栓端部90°打彎，彎頭長度≮50mm，與鋼柱腹板焊接牢固。勁性混凝土柱加固見圖5。模板選用15mm厚雙面覆膜多層板，次龍骨為100mm×100mm和100mm×50mm方木，間距200mm，主龍骨采用縱橫向48mm雙鋼管全高加固，間距400～600mm，對拉螺栓采用φ16mm圓鋼制作。

圖6 勁性柱加固立面

剪力墻內型鋼柱對墻體模板加固基本無甚影響，按常規做法加固。

4.6 勁性柱混凝土施工

由于勁性柱間鋼筋及鋼骨十分密集，里面空間很狹小，混凝土流動性被嚴重限制，型鋼制作時加勁肋中心預留r=200mm灌灰孔，澆筑混凝土時，施工的關鍵控制點是確保型鋼和鋼筋之間的混凝土的密實度。選擇合適的混凝土施工配合比，嚴格控制混凝土坍落度，在澆筑混凝土時，應加強鋼柱兩側對稱振搗，通過振動棒在有效半徑內的充分振搗，從而使型鋼空隙部分的混凝土擠密，確保鋼骨柱混凝土的澆筑質量。

5 施工體會

1）對高空、懸空空中型鋼混凝土（SRC）連廊的施工，模板支撐采用鋼結構平臺是經濟、適用和安全的。

2）勁性混凝土柱中型鋼柱與鋼筋的交叉點多，鋼柱與柱周主筋和箍筋；鋼柱與通過鋼柱的水平梁鋼筋關系較為復雜，處理難度相對較大。施工過程中，通過鋼結構安裝施工仿真技術的應用，能直觀的反映出鋼柱和鋼筋之間復雜的空間關系，可事先理順鋼筋的施工順序，解決可能存在的各種矛盾，明確有效的施工方法，使勁性柱的鋼筋施工得到簡化。

3）混凝土框架柱及混凝土剪力墻暗柱中加入型鋼柱，比常規鋼筋綁扎、模板支設等施工工藝增加很大的施工難度，施工中要求確保型鋼柱的施工精確度，否則，會造成諸如鋼柱偏位、梁筋墻筋無法通過等問題，導致返工，嚴重影響施工質量和進度。因此，施工中應重點控制型鋼軸線位置、垂直度、對接焊接質量、鋼筋綁扎質量、模板安裝質量和混凝土澆筑質量。

4）型鋼柱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。對于每根鋼柱，應逐個梁柱節點出翻樣圖，確定鋼筋連接套筒標高、穿筋孔洞數量、直徑與位置。型鋼柱的加工圖設計質量是保證勁性混凝土柱的順利施工關鍵第一步。