石獅明昇凱悅酒店型鋼混凝土結構鋼骨架施工關鍵技術

鄭志鵬

(福建省第五建筑工程公司　福建泉州　362000)

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石獅明昇凱悅酒店型鋼混凝土結構鋼骨架施工關鍵技術

鄭志鵬

(福建省第五建筑工程公司福建泉州362000)

當前，由型鋼、鋼筋為骨架與混凝土形成整體的型鋼混凝土結構已逐漸成為綜合性高層建筑經常采用的一種結構形式，而在施工中控制好鋼骨架的施工工藝對型鋼混凝土結構整體施工質量至關重要。文章以石獅明昇凱悅酒店工程為例，詳細介紹了型鋼混凝土轉換層型鋼的吊裝、連接，型鋼與鋼筋連接等關鍵施工技術。

型鋼混凝土；鋼骨架；施工技術

0　引言

型鋼混凝土(Steel Reinforced Concrete ,SRC)是在鋼筋混凝土中配置型鋼所形成的組合結構, 也稱為勁性混凝土或鋼骨混凝土，近年來被廣泛應用于高層以及超高層建筑中。根據已有研究表明, 這種組合構件不僅能避免單一材料的弱點, 同時由于構件中型鋼、鋼筋(箍筋與縱筋)、混凝土等材料元件之間相輔相成，能更好地發揮各自的材質優點,使得型鋼混凝土結構具有受力合理、承載力大, 局部和整體穩定性能好, 抗風及抗震性能好, 施工周期短, 以及綜合經濟效益較好等優點[1-3]。

石獅明昇凱悅酒店結構設計為框支剪力墻體系，五層梁板為轉換層，結構標高24.4m，采用型鋼混凝土是該建筑結構設計的亮點，同時轉換層型鋼的吊裝、連接以及型鋼與鋼筋的配合也成為該建筑結構施工的重點與難點。本文以石獅明昇凱悅酒店工程為例，較為詳細地介紹了型鋼混凝土鋼骨架的安裝施工關鍵技術。

1　工程概況

石獅市明昇凱悅酒店坐落于福建省石獅市區內，由兩座單體樓即1#樓、2#樓及裙房、附樓、整體地下室組成，建筑結構類型為30層框支剪力墻結構，總高度99.57m，總建筑面積58 907m2。其中五層以下裙樓為門廳(20m×20m×13m)、餐廳、宴會廳(56m×30m×11m)、等酒店的公共大空間，五層為型鋼混凝土結構轉換層，具體平面如圖1所示，樓層面積4 360m2，型鋼混凝土組合柱采用實腹式焊接十字型鋼柱，截面尺寸1.3×1.3m、1.3×2.2m、1.4×1.4m、1.5×1.5m計12個柱位，柱內型鋼采用貫通型，型鋼柱的安裝是從地下室地板開始焊接安裝，逐層向上焊接安裝至轉換層；從基礎承臺面至五層樓面設置，全高為33.57m；型鋼混凝土組合梁采用實腹式焊接H型鋼，梁斷面尺寸0.8×1.8m到2.2×2m、1.2×2.6m不等，計5根鋼梁，鋼梁凈跨29.6m，單根鋼梁重9.96t。所有型鋼均采用Q345B型鋼板。鋼柱牛腿與鋼梁、鋼梁與鋼梁之間均采用栓焊連接，腹板采用10.9級摩擦型高強螺栓連接，翼板采用加墊板現場焊接。

2　型鋼混凝土轉換層鋼骨架施工難點

型鋼混凝土結構鋼骨架有鋼柱和鋼梁，鋼柱為十字柱，高度33.47m，重量達34.8t；鋼梁為H型，梁長29.6m，重9.96t，現場不具備構件整體運輸和塔吊吊裝條件。對構件進行合理的分段、場內運輸、吊裝及精確定位連接安裝是型鋼施工的關鍵。

配置型鋼的轉換梁配筋率高，在梁柱節點區鋼筋異常密集，與型鋼排布矛盾突出，相互影響較大，綁扎難度大，是鋼筋施工安裝的難點。

3　型鋼混凝土結構鋼骨架施工

3.1型鋼的吊裝、連接

本工程型鋼混凝土結構鋼骨架有鋼柱和鋼梁，因安裝位置的不同，以及作業現場不具備構件整體運輸和塔吊吊裝條件，故采取場外分段制作、運輸，場內拼裝、吊裝。

3.1.1型鋼柱的吊裝

施工前制定施工方案，依據施工圖鋼柱所在平面位置的分布情況詳見圖2，將鋼柱的吊裝、連接施工劃分成2個施工段，在垂直的豎向面上，各段鋼柱依自然層進行分段，下層鋼柱安裝完畢后再逐層向上施工，在兩個施工段均完成下部樓層型鋼混凝土澆筑,以及最后一層鋼柱的吊裝、連接后，再進行鋼梁的吊裝、連接工作。

各段鋼柱構件在場外制作完成后運至現場，因施工場地及塔吊吊重的限制(單段最大重量為10t)，采用30t汽車吊將鋼柱構件卸至操作層，再使用專用平板拖車將構件轉運至安裝位置附近進行焊接組合，每段接口均設在樓層面以上1.3m處。鋼柱焊接組合完成后，進行無損檢驗合格，而后采用搖臂拔桿吊裝。

經計算比選，鋼構件吊裝采用1套16m高搖臂桿抬吊的方法吊裝，桅桿基本參數為：最大的起重量11t，工作幅度5.0m，桅桿長度16.0m，起重滑輪組采用4定4動，工作線數為8直徑為18.5的鋼絲繩，滑輪組自重0.5t，卷揚機牽引動力為3t。

吊裝鋼柱時，搖臂拔桿設置在鋼柱位置附近1m處，為使吊裝拔桿穩定，設置四向穩定拉拔纜風繩、固定繩，即在拔桿頂端設纜風繩，在拔桿柱腳設固定繩，并將纜風繩、固定繩拉結在錨固點上(在已澆搗的鋼筋混凝土樓層上預埋鋼筋地錨作為錨固點)。吊裝的吊點設置在柱頂，柱子起吊前，在結構面上1m處劃一水平觀測線，用以觀測、復核鋼柱安裝標高。首段鋼柱安裝固定時，應對地腳螺栓進行保護，以防止鋼柱構件吊裝就位時撞碰損傷螺栓，而影響螺栓緊固。鋼柱吊裝示意圖詳見圖3。

為使鋼柱的垂直度與標高符合設計要求，必須及時進行鋼柱的安裝校正。校正測量采用兩部經緯儀，同時在縱橫兩個方向上校對鋼柱的垂直度，將經緯儀縱中絲對準柱子座的基線，發現鋼柱垂直偏差，調整柱底的矯正螺母，直至鋼柱垂直，以同樣的方法測橫線，使鋼柱的另一方向垂直。經緯儀多向觀測，確定鋼柱垂直后，及時緊固地腳螺栓螺母，并將柱腳墊板與柱腳板焊接固定，同時做好焊縫檢查工作，確保焊縫質量達到要求。鋼柱焊接固定后，要及時在柱頂設置多向纜風繩，并將配有法蘭螺栓的纜風繩拉緊固定，保證鋼柱垂直度，不傾覆，方便后續工序的施工。二層以上鋼柱吊裝方法同下部鋼柱，上下兩段鋼柱的連接改為安裝螺栓，在調整好鋼柱垂直度后，緊固連接螺栓，再次校正垂直度，合格后再焊接固定。

3.1.2型鋼梁的拼接、吊裝

轉換層型鋼梁在3層樓板進行操作焊接、吊裝，型鋼梁全長29.6m，分3段焊接成型，每段先由汽車吊吊至3層板面，再用自制小平板拖車水平運輸至焊接成型位置(即靠近吊裝位置)，組拼焊接完畢后用搖臂拔桿起吊安裝；為使拼裝完成的鋼梁不對已完工的混凝土梁板造成損害，須在拼裝的鋼梁下墊方木，以減少鋼梁對混凝土梁板的損害。

鋼梁的拼接：因現場施工與設計的相關數據會存在誤差，故鋼梁長度以現場實際數據確定。鋼梁長度的確定應綜合考慮一下3個因素：一是，鋼梁兩端鋼柱的間距。鋼梁兩端鋼柱安裝完成后，用測距儀從至少2個方位測量鋼柱的間距，并將測量數據校核驗證，核驗后的數據作為鋼梁的安裝長度；二是，因鋼梁較長，在采取分3段現場組對拼裝時，鋼梁拼裝的實際長度按設計要求起拱100mm，該起拱會影響鋼梁的安裝長度；三是，因吊裝作業，鋼梁撓曲會產生長度變化，故要考慮減小梁長。在對影響因素進行綜合考慮后，經計算確定鋼梁拼裝的實際長度，并進行實際控制。鋼梁的對接焊，采用底部墊襯板，單面坡口熔透焊接成型的方法焊接。

鋼梁的吊裝：鋼梁吊裝采用2套搖臂桿抬吊的方式吊裝鋼梁，每次抬吊一支安裝一支。搖臂拔桿起吊位置布設在3樓板面，靠近型鋼梁安裝位置一側。為確保板面有足夠的承載力，施工過程中做到：①三樓板面砼達到100%強度；②一、二樓滿堂模板支撐體系保留未予拆除；③在每一搖臂拔桿起吊位置板面下部進行支撐加強，即搖臂拔桿起吊位置板面下部水平面2×2m范圍內立桿間距按0.5m設置，縱橫向水平桿加密緊固，同時豎向四面進行剪刀撐緊固搭設。該支撐體系將搖臂拔桿起吊時受力向下傳遞至一樓板面。根據設計選點，在已拼裝完成的鋼梁上焊置2個吊耳，穿入鋼絲繩，每臺搖臂桿起吊一端。2套搖臂桿將構件抬吊到安裝高度時，由牽引繩引導鋼梁，使鋼梁靠向安裝位置，搖臂桿垂直降落將鋼梁擱置鋼牛腿上，隨之進行鋼梁與鋼柱的連接工作如圖4所示。

3.1.3鋼柱、鋼梁的連接

鋼柱和鋼梁的板材采用Q345B，鋼梁腹板采用10.9級摩擦型高強螺栓連接，翼緣板為坡口熔透焊連接。因人員業務素質、儀器精度、機械加工精度及吊裝時鋼梁的撓曲變形，將會使預先加工的梁、柱連接孔位不能對齊，導致高強連接螺栓無法全部穿過，故設計上允許梁柱采用全焊接連接。

鋼梁腹板增加安裝耳板，使摩擦型高強螺栓滿足施工要求，鋼梁腹板在準確定位并進行耳板連接后，即進行高強摩擦螺栓安裝的初擰和終擰工序，高強度螺栓嚴格按順序施擰，由螺栓群的中央向外擰緊。翼緣板為坡口熔透焊連接，設計焊縫等級為二級，并進行100%超聲波探傷檢測，確保焊縫質量。安裝過程中，始終采用全站儀坐標法進行定位及校正，保證安裝和連接效果。鋼梁對接焊縫采用底部墊襯板，單面坡口熔透焊接成型。

焊接變形控制是現場焊接工作的重點，本工程通過在焊接部位增加連接板約束，采取對稱施焊，翼緣板焊接采用半自動CO2氣體保護焊等一系列措施，使焊縫變形得到了較好的控制。

3.2鋼筋與型鋼骨架配置的施工

型鋼組合結構中的鋼筋施工是難點，難在鋼筋與型鋼在節點處的配置排布。為此，在技術準備階段，由項目技術負責人牽頭，組織并協調土建與鋼結構施工單位，對型鋼梁柱節點逐一進行施工設計，以“翼緣板不開孔，腹板<20%”為原則，盡量減少開孔對腹板造成的破壞，型鋼所有穿筋孔均在工廠內預制及補強。對轉換梁密集鋼筋的綁扎，理清安裝順序，通過技術準備階段，對圖紙深化設計，使綁扎工藝過程得到統籌和改進。

3.2.1型鋼梁鋼筋原位綁扎

型鋼梁鋼筋綁扎前的支撐架應嚴格按施工方案搭設，對支撐的步距、扣件數量、扭矩全數進行檢查，并重點復核頂部小橫桿的標高，以保證梁頂標高到位。穿筋的順序遵循“先主梁后次梁，先主筋后箍筋、主筋先下部后上部，先內后外、先直徑大的后直徑小”原則，整體工藝流程如下：

焊接定位鋼筋→焊接錨固鋼板→連接安裝梁底主筋→連接安裝梁面主筋→綁扎內箍筋→連接安裝內箍筋外的縱向鋼筋→安裝綁扎梁腰筋→外箍筋綁扎。

3.2.2節點區柱鋼筋施工

(1)柱內箍筋遇型鋼柱腹板：型鋼柱設計比框架柱截面尺寸小300mm，若按原設計內部箍筋均采用單肢箍，多數內箍筋與型鋼相遇。為解決箍筋安裝問題，經設計單位同意，改內套做法為型鋼平面外拉筋做法，減少了腹板打孔的數量(帶來的問題是拉筋無法一次到位，需二次成型一側135°彎鉤)，減少了焊接及交叉作業，加快了施工進度。

(2)柱主筋遇型鋼梁或牛腿翼緣板：施工深化設計時，柱主筋已盡量避開型鋼梁與牛腿翼緣板，個別主筋需穿翼緣板，型鋼制作時預留出鋼筋孔，柱主筋安裝時穿過鋼板上的預留孔后，與下主筋進行直螺紋連接，后進行塞焊，塞焊必須做到填滿預留孔與鋼筋間的空隙，焊縫頂部應與錨固板頂面平齊。

(3)柱核心區箍筋遇型鋼梁或牛腿腹板：因抗震要求，柱箍筋全高加密，柱核心區有型鋼梁、牛腿，使梁柱節點處箍筋無法按傳統做法施工。為此，節點處箍筋分成兩種方式安裝，一是鋼牛腿腹板在工廠內打孔，箍筋翻樣時加工成開口套，安裝穿孔后單面搭接焊接成整體；二是鋼梁腹板需在工廠預焊連接筋，該部分箍筋安裝時，與連接筋搭接焊接成形。

清潔機器人沿所鋪設的履帶節向前滑動時需要克服兩者之間的摩擦阻力以及重力沿工作平面的分量。克服這個摩擦阻力的驅動力由履帶節對驅動鏈輪的反向作用力提供[5]，通過對清潔機器人的受力分析可知：

3.2.3節點區梁鋼筋施工

梁柱節點處，無論是鋼筋混凝土梁—型鋼柱節點，還是型鋼梁—型鋼柱節點，梁縱向受力筋安裝都非常困難，按梁柱立面投影位置關系分為以下幾種情況進行施工。

(1)梁柱節點處有增加焊接牛腿的部位，部分梁筋可與牛腿焊接。

(2)型鋼柱之外的梁筋：由于型鋼截面尺寸比柱截面尺寸小300mm(兩側各150mm)，在這300mm范圍內， 梁受力筋可正常穿過，不受型鋼影響，按傳統做法施工。

(3)型鋼柱翼緣板之外的梁筋：此部位應在腹板上鉆孔，以便讓梁筋穿過。依據施工設計圖紙，型鋼柱在制作工廠加工過程中先行鉆孔，待現場型鋼柱安裝完畢后，梁筋穿過成孔安裝。

(4)與柱翼緣板相遇的梁筋：此部位梁受力筋與牛腿焊接，實際施工中，因大部分框支梁設計有兩排主筋，在與設計商定后，確認一排主筋采用連接套筒與柱翼緣板焊接連接(連接套筒與柱翼緣板焊接工作于工廠內完成)；二排主筋與牛腿搭接焊，根據縱橫向梁筋的排布位置，確定牛腿標高，進而確定梁筋的平焊位置。

4　結語

型鋼混凝土其型鋼、鋼筋骨架組合結構復雜，施工難度大，本工程根據型鋼混凝土結構的技術特點和要求，結合工程實際，通過前期細致的技術準備，施工工程中的統籌安排，細部的工藝改進，施工取得圓滿成功，對同類工程具有一定的參考價值。

[1]李素梅, 張宇.型鋼混凝土結構研究綜述[J].山西建筑,2006

[2]楊華.談談鋼骨混凝土結構的特點[J].有色金屬設計,2004

[3]黃明, 陳穎輝.SRC 組合結構[J].昆明大學學報,2006

[4]施純正.大型預應力型鋼混凝土梁施工[J].福建建設科技,2009

[5]杜少夫.勁性混凝土結構在工程中的應用與分析[Z].中國新技術新產品,2012

鄭志鵬(1966.01-),建筑施工工程師，主要從事建筑施工技術方面的工作。

Construction Key Technology of Steel Frame on Shishi Mingsheng Kaiyue Hotel Steel Reinforced Concrete Construction

ZHENGZhipeng

(Fujian Fifth Construction Engineering Company, Quanzhou 362000)

With the rapid development of social economy and the acceleration of urbanization, the steel reinforced concrete structure has gradually became a kind of structural form which is often used by the integrated high-rise buildings，and how to control the construction process of the construction technology of the steel frame is very important to the construction quality of the steel reinforced concrete construction. Combineing of Shishi Mingsheng Kaiyue hotel project, the steel reinforced concrete transfer story section steel lifting, connection, steel and steel bar connection construction key technology were discussed in the paper, which may be a reference for the same trade.

Steel reinforced concrete; Steel frame; Construction technology

鄭志鵬(1966.01-)，工程師。

E-mail:447007943@qq.com

2015-12-22

TU74

A

1004-6135(2016)03-0069-04