某工程型鋼混凝土轉(zhuǎn)換梁研究探討

劉廣路

【摘要】大跨度型鋼混凝土高位轉(zhuǎn)換梁的施工是建筑施工中的難點(diǎn)，其建造過程涉及力學(xué)、材料學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工程管理學(xué)等多門學(xué)科，是一項(xiàng)極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程。本文介紹了跨度型鋼混凝土高位轉(zhuǎn)換梁的施工工藝流程，并發(fā)現(xiàn)該技術(shù)切實(shí)可行，可以加快施工進(jìn)度，節(jié)約施工成本，提高施工質(zhì)量，減少環(huán)境污染，是一種綠色施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】型鋼混凝土；高層建筑； 轉(zhuǎn)換梁；綠色施工；施工技術(shù)

某工程的型鋼混凝土轉(zhuǎn)換梁施工在目前國內(nèi)的高層建筑中在高位進(jìn)行轉(zhuǎn)換的、跨度較大、梁截面高度較高的型鋼混凝土（SRC）轉(zhuǎn)換梁的安裝施工，施工難度很大。本文以該工程SRC 轉(zhuǎn)換梁的施工為例，對(duì)轉(zhuǎn)換梁箍筋和縱筋的定位與安裝、型鋼節(jié)段的吊裝、校正和焊接、梁柱節(jié)點(diǎn)高壓灌漿等施工技術(shù)進(jìn)行探討。

1、工程概況

該工程總建筑面積約 30 萬m2，包括1棟22層?xùn)|塔樓，1棟22層西塔樓，2層裙樓和2層地下室，建筑總高度為 97.75m，其中采光頂最高點(diǎn)為100.05m。東塔樓11層樓面的 3條跨度為29.4m的型鋼混凝土轉(zhuǎn)換梁截面尺寸達(dá)1150mm×3050mm，梁面標(biāo)高為 48.7m，平面布置如圖1所示。轉(zhuǎn)換層樓板厚度為200mm，混凝土等級(jí)為 C40。型鋼混凝土梁的型鋼箱尺寸為 600mm×2500mm×60mm×60mm，鋼筋類型有： 面筋和底筋采用32，腰筋采用18，箍筋采用25。型鋼混凝土梁的型鋼箱共有11節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)尺寸為600mm×2500mm×2300mm。

圖 1 型鋼混凝土梁的平面布置

2、施工工藝流程

鑒于型鋼混凝土轉(zhuǎn)換梁的施工難點(diǎn)，查閱了國內(nèi)外關(guān)于型鋼混凝土轉(zhuǎn)換梁施工方法的文獻(xiàn)，制定了型鋼混凝土轉(zhuǎn)換梁的施工工藝，編制了相應(yīng)的施工方案，完成1∶1型鋼混凝土梁節(jié)點(diǎn)的鋼筋模型以及1∶1箍筋模型制作，之后又進(jìn)行了型鋼混凝土轉(zhuǎn)換梁的混凝土配合比設(shè)計(jì)與研究，確定最終的混凝土配合比。

轉(zhuǎn)換梁的施工工藝流程為： 搭設(shè)鋼管高支模和操作平臺(tái)→安裝梁底模板→預(yù)焊牛腿鋼筋→安裝箱形梁馬凳底座→安裝梁內(nèi)、外箍筋第1段（下段）→安裝底筋→安裝馬凳支頂鋼管→箱形梁吊裝→箱形梁校正、焊接→與箱形梁相交次梁鋼筋預(yù)留→澆筑箱形梁混凝土→焊箱形梁蓋板→安裝內(nèi)、外箍筋第2段（上段）及面筋、腰筋→焊接對(duì)拉模板→安裝梁側(cè)模板→安裝型鋼梁上轉(zhuǎn)換鋼柱縱筋→預(yù)留灌漿孔→轉(zhuǎn)換梁混凝土澆筑。

3、施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1轉(zhuǎn)換梁箍筋的制作和安裝技術(shù)

型鋼混凝土轉(zhuǎn)換梁內(nèi)箍筋和外箍筋高 3m，采用25，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)無法將箍筋彎入型鋼鋼骨，采用常規(guī)的箍筋安裝方法難以施工。因此，轉(zhuǎn)換梁的箍筋采用 L 形箍和箍筋直螺紋連接技術(shù)，即箍筋分成上、下兩個(gè) L 形箍，通過將兩個(gè)部分焊接或者用直螺紋套筒連接起來形成整個(gè)箍筋，避免箍筋的整體彎制。此時(shí)，鋼筋的安裝和鋼骨的吊裝可穿插同步進(jìn)行，施工順序?yàn)椋?箍筋位置放樣→箍筋第1段（下段）安裝→底筋鋪放→型鋼箱形梁吊裝→面筋、梁上柱鋼筋預(yù)留施工→箍筋第2段（上段）安裝（焊接和直螺紋連接）→ 腰筋施工。箍筋大樣如圖2所示。

圖 2 梁箍筋大樣

具體施工時(shí)，注意將相鄰箍筋的放置方位水平旋轉(zhuǎn)180°，避免箍筋在縱向同一位置出現(xiàn)接駁點(diǎn)。采用 L 形箍和箍筋直螺紋連接技術(shù)解決了超大截面梁采用大直徑高強(qiáng)鋼筋箍筋時(shí)的安裝問題，且在角部只有一個(gè)焊接處，可以減少搭接時(shí)內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生； 上、下箍利用直螺紋套筒連接，操作方便快捷，也減少了現(xiàn)場(chǎng)的豎向焊接，有利于質(zhì)量控制。

3.2轉(zhuǎn)換梁縱筋的定位和安裝技術(shù)對(duì)于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，梁的縱筋與型鋼混凝土柱的搭接是需要解決的重點(diǎn)問題。在轉(zhuǎn)換梁端的頂部和底部各設(shè)置兩層鋼筋托板，梁縱筋的一段先焊接在托板上（該段縱筋長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)，其一端焊接于托板，一端預(yù)留為鋼絲直螺紋），托板（含縱筋）再焊接于型鋼混凝土柱上（見圖 3）。然后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況量取兩鋼柱托板上鋼筋端口直螺紋間距（以現(xiàn)場(chǎng)情況為準(zhǔn)）進(jìn)行鋼筋開料，制作直螺紋鋼筋進(jìn)行連接（見圖 4）。如此施工能較好地解決梁縱筋在節(jié)點(diǎn)的定位和搭接問題，避免了在型鋼柱開洞，保證了梁柱節(jié)點(diǎn)的剛度和施工質(zhì)量。其施工順序?yàn)椋?縱筋焊接于托板上→托板與縱筋焊接在鋼柱上→量取兩鋼柱托板上鋼筋端口直螺紋間距→縱筋開料及直螺紋連接。

圖 3 鋼筋托板與鋼柱焊接示意

圖 4 量取直螺紋實(shí)際間距進(jìn)行鋼筋開料

3.3型鋼節(jié)段的吊裝、校正和焊接技術(shù)

3.3.1型鋼節(jié)段吊裝

由于該工程型鋼混凝土梁的鋼骨跨度達(dá)29.4m，重約 90t，離地面近 50m，因此最經(jīng)濟(jì)適用的吊裝方法仍然是利用現(xiàn)場(chǎng)的塔式起重機(jī)進(jìn)行吊裝。限于每個(gè)塔式起重機(jī)的起重能力，將鋼骨分成11段，最重一段約9t，現(xiàn)場(chǎng)吊裝采用雙機(jī)抬吊。施工順序?yàn)椋?軸線網(wǎng)與高程的測(cè)量控制→吊裝分析→塔式起重機(jī)將鋼箱從地面吊至樓面→采用雙機(jī)抬吊將鋼箱吊入箍筋內(nèi)。

3.3.2型鋼節(jié)段校正

型鋼吊裝后即進(jìn)入鋼梁校正程序，具體施工順序?yàn)椋?布置鋼梁底的臨時(shí)支撐→設(shè)置鋼梁防傾覆支撐措施→鋼梁的校正→節(jié)段臨時(shí)固定。

1） 鋼梁底臨時(shí)支撐的布置

鋼梁底臨時(shí)支撐由馬凳和放置在馬凳上的鋼管組成，型鋼段最終放置于鋼管上。臨時(shí)支撐又放置在模板上，布置間隔應(yīng)與梁模板下方的腳手架支撐橫桿間隔相同，保證支撐鋼梁時(shí)下方的支撐能承重，受力直接豎向傳遞給下方支撐體系。

2） 鋼梁防傾覆措施

在鋼梁安裝就位時(shí)，鋼梁兩側(cè)邊臨時(shí)用鋼管頂住，防止鋼梁由于未放穩(wěn)而突然發(fā)生傾覆。

3） 鋼梁校正

鋼梁吊裝入箍筋并放置在馬凳上后，應(yīng)采用水準(zhǔn)儀和手動(dòng)葫蘆等工具對(duì)鋼梁直線度進(jìn)行校正。

4） 節(jié)段臨時(shí)固定

節(jié)段鋼梁校正后，在兩節(jié)型鋼梁之間用馬板焊接起來作為臨時(shí)固定。臨時(shí)固定后，再進(jìn)行節(jié)段梁的焊接。

3.3.3型鋼節(jié)段焊接技術(shù)

當(dāng)整根型鋼梁（11段鋼梁）安裝完成，經(jīng)測(cè)量校正后開始焊接。焊接順序?yàn)椤皬膬啥讼蛑虚g”對(duì)稱焊接。焊接時(shí)注意，需要錯(cuò)開焊縫，不能連續(xù)，以避免焊縫收縮偶然誤差的連續(xù)積累，以至積累到鋼梁中段放大成為偏差。

3.4 梁柱節(jié)點(diǎn)高壓灌漿技術(shù)

由于型鋼混凝土轉(zhuǎn)換梁在梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋密集，而且梁端型鋼的頂部和底部還有兩層鋼筋托板，因此在梁柱節(jié)點(diǎn)處采用控制混凝土中石子粒徑及預(yù)留灌漿管進(jìn)行高壓灌漿等多種技術(shù)措施，確保了混凝土的密實(shí)，取代了原先采用自流平混凝土的方案，節(jié)約施工成本2萬多元。

3.4.1對(duì)模板的要求

為能較好地澆筑混凝土，在板底模板和梁側(cè)模板的安裝上做了漏斗狀的處理。

3.4.2灌漿及混凝土澆筑要求

1）混凝土澆筑質(zhì)量控制

①混凝土所用的水泥、摻和料、水、骨料、外加劑等必須符合施工規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。特別要注意控制石子粒徑，一般要求粒徑≤25.5mm，以方便混凝土在鋼筋密集時(shí)也能夠進(jìn)行澆筑； 坍落度應(yīng)比一般情況稍大，基本控制在18cm 左右。②澆筑時(shí)采用小型插入式振搗棒。澆筑混凝土?xí)r采用分層的方法進(jìn)行 3次澆筑： 第1層澆筑高度為1050mm，第2層澆筑高度為800mm，第3層（高1200mm）和該部分的樓板混凝土一起澆筑。這樣可以保證插入式振搗棒能夠更有效地進(jìn)行混凝土振搗。振搗上一層時(shí)應(yīng)插入下層混凝土面至少 50mm，以消除兩層間的施工縫影響。③混凝土施工完畢后，要按規(guī)范要求做好養(yǎng)護(hù)工作，確保轉(zhuǎn)換大梁的施工質(zhì)量。

2） 高壓灌漿

型鋼混凝土梁的高壓灌漿與混凝土澆筑同時(shí)進(jìn)行。在梁端（梁底和梁面）位置預(yù)留灌漿管。水泥漿采用與混凝土同強(qiáng)度等級(jí)的超細(xì)水泥基灌漿料，在混凝土澆筑的同時(shí)進(jìn)行壓力灌漿，保證梁端混凝土密實(shí)。梁底和梁側(cè)模板預(yù)留溢漿孔，以溢漿判定是否澆灌嚴(yán)實(shí)。

結(jié) 語

針對(duì)施工中面臨的鋼骨吊裝難、拼裝難，箍筋、縱筋安裝難等技術(shù)難題，采用 L 形箍、箍筋直螺紋連接、鋼筋托板以及預(yù)留灌漿孔進(jìn)行高壓灌漿等技術(shù)措施，克服了鋼骨和鋼筋安裝以及混凝土澆筑中的多個(gè)技術(shù)難題，不但加快了施工進(jìn)度，節(jié)約施工成本，而且提高了施工質(zhì)量，同時(shí)也減少了光污染以及焊渣等廢渣、廢氣的產(chǎn)生，符合節(jié)能環(huán)保要求，是一種綠色施工技術(shù)。

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