型鋼混凝土組合結構快速安裝施工技術探討

舒恒愿

摘要：建筑改變城市，二十一世紀不僅是個智能化、數字化時代，還是一個建筑的時代。建筑是一個城市的地標，一座城市擁有獨特的建筑，將會帶給這座城市無盡的財富。隨著我國的建筑行業技術不斷創新，很多的高層、超高層建筑拔地而起，這也要求我們建筑發展有著質量更好，更新穎，效率更高，更安全的結構形式，而型鋼混凝土的與鋼結構的組合出現，正滿足建筑行業各方面的需求，因此，高層、超高層結構都廣泛應用型鋼混凝土組合結構。但型鋼混凝土組合結構在實際工程施工過程中，與土建交叉施工較頻繁，尤其是梁與柱節點焊接及吊裝施工工藝十分復雜，安裝工藝較為粗略，返工頻率較高，所以該節點安裝及焊接質量成為重中之重。

本文結合遠大鋼結構裝配式集成建筑《19天建成57層的小天城項目》，闡述了型鋼混凝土結構勁性結構施工的復雜過程，探討了關于型鋼混凝土結構的生產加工、梁與柱節點吊裝方式及焊接質量的利弊，為勁性結構梁柱節點焊接快速安裝提供了實踐方法。

關鍵詞：型鋼混凝土結構；快速安裝；柱節點焊接；焊接質量

引言

通過布置鋼筋在型鋼周圍，再進行澆筑所得到的混凝土結構就是型鋼混凝土結構。型鋼混凝土結構有兩種：一種是實腹式型鋼混凝土結構；一種是空腹式型鋼混凝土結構。相比之下前者更為實用。但是它的制作成本又比后者高。

1工藝原理

型鋼混凝土組合結構是指型鋼由鋼筋混凝土包腹所形成的組合結構，型鋼構件是其主要部分，也就是說，合適的縱向受力肋設置在其外側，并設置有約束力混凝土構件。在施工過程中，最好先按照設計的要求經專業的鋼結構加工廠加工成型后，再運送到施工現場，接著安排專業的吊裝隊伍來吊裝成型的鋼結構，最后以外包的形式經由專業的施工隊伍來施工。

2型鋼混凝土結構的優點

型鋼混凝土結構是高層、超高層建筑中施工最為獨特的建筑結構，其自身的優點較多，因此深受建筑業的青睞，更多的是得到較多業主認可，其優點有以下幾點：

（1）型鋼不受鋼含量的限制，剛性大，承載能力高，

（2）鋼結構的橫截面積小，在允許結構承載力的情況下，可以增加使用面積和層高。對于高層建筑的經濟效益顯著；

（3）型鋼混凝土柱結構具有高延性和優良的抗震性能；

（4）型鋼混凝土柱結構具有優異的耐久性和耐火性；

（5）型鋼在澆筑混凝土之前已形成鋼結構，并且具有大的承載能力，并且能夠承受部件的重量和施工負荷。因此，不需要提供支撐，模板可以直接懸掛在鋼型材上，這樣可以降低模板的成本，加快施工速度；

（6）沒有必要等到核心混凝土達到一定強度才能繼續安裝上部鋼結構構件，有效縮短施工周期；

3型鋼混凝土結構存在的施工難題

雖然型鋼混凝土結構的優點非常多，但它在施工過程中也存在一些不足：

（一）型鋼梁、柱制作

型鋼加工是以1：1的尺寸嚴格按設計圖紙及規范要求進行加工制作，由于設備及操作人員原因，加工出的構件邊緣切口不齊，棱邊缺口，打磨不平，鋼梁、柱翼緣變形嚴重。給安裝帶來較大影響，變形嚴重的需返廠重新加工。

（二）型鋼結構安裝施工

（1）測量定位

在提升過程中由于其自身重量引起的部件變形，由日照的溫差引起的膨脹變形，以及由于焊接引起的收縮變形。從而影響結構的安裝精度。在從部分結構到整個結構的安裝工程中，由于測量儀器的操作，如果不采取相應的措施，則測量數據的累積誤差增加，反復校正，反復調試將會給結構帶來嚴重的質量問題，影響安裝效益。

（2）吊裝就位及節點連接

在柱安裝過程中，需急時安裝臨時支撐，必要時增加調節桿、纜風繩或者葫蘆吊臨時固定，以防構件失穩。上部結構的提升必須在下部結構就位后進行，并且可以在重復測量和緊固支撐構件之后進行調整。

在梁節點安裝時，發現部分螺栓孔洞錯位，導致柱、梁反復校正，反復調試。無法校正時對梁腹板進行擴孔、敲打，讓螺栓自由穿入。從而影響安裝質量及安裝效益。

（3）現場焊接

一般柱、梁交接部位的焊接都采用手工電焊，有些型鋼柱、梁加工后的構件切口不齊，棱邊缺口，打磨不平，鋼梁、柱翼緣變形嚴重，對接焊接時，需反復校正，確保外緣V型或K型坡口全截面徹底焊透。未能通過探傷的焊縫應保持平整并重新焊接。對焊接質量及安裝時間上造成較大的影響。

完成鋼構件施工后鋼筋的安裝，鋼筋致密，鋼構架表面覆蓋剪力釘，使鋼筋安裝造成困難；

4建議

綜合上訴所存在的問題，影響型鋼因素的條件較多，拖延工期，造成人力物力資源的浪費。目前建筑都走向工業化、數字化、智能化道路，為實現建筑施工領域革命，改變傳統落后技術，為了使得項目增值，我們應該提高勞動生產率，提升建筑整體科技力量。例如建筑機器人機器設備的應用。

（1）在原材料切割及加工時，改變其切割工藝及焊接方法，避免其翼板變形；

（2）通過機器與BIM相結合，設定程序，實現全自動化精確定位安裝及焊接。

（3）采用先進合理的科學安裝方案，將型鋼柱、梁精準的吊裝到所設定的標高和軸線位置。利用機器設備得到精確定位，實現牢固的托舉，然后用機器人手自動焊接使其固定。可以避免施工反復校正，反復調整及臨時支撐。

（4）大部分需采用焊縫開坡口焊接，此處的焊接工藝相當高，必須重復多層焊接，這樣焊接也比較困難，采用機器人來實現自動化焊接，用智能識別焊縫來檢測探傷，確保焊縫質量。

（5）鋼筋在與型鋼之間穿刺，遇到較多阻礙，可以通過BIM技術進行碰撞試驗，以避免現場返工；

結束語

隨著社會需求的發展，對建筑行業的要求不斷提高，例如：“遠大鋼結構裝配式建筑的推廣，全工廠式生產加工，現場搭積木式的拼裝，低碳環保綠色建筑”。既要在提高建筑工程施工效率的同時，也要總結以往的施工技術不斷突破開發先進的施工技術，才能使建筑行業得到不斷發展。而傳統的型鋼混凝土結構截面尺寸大，占據空間較多，工藝較為復雜，安裝質量及效益無法滿足當今建筑興業的需求。隨著時代的進步和發展，更需要不斷進行對技術的創新，才能實現建筑行業發展不斷突破。

俗話說“萬丈高樓平地起”再輝煌的建筑，都需要堅固的基礎，再好的團隊，都要源自于好的管理，一個優秀的團隊只要充分發揮其優勢，與科學施工技術相結合，避免了那些多余的時間間隙，如果建筑機器人能夠廣泛應用于實際工程中，不但可以降低建筑工人的勞動強度和意外傷害，而且能提高作業效率和質量，還能縮短項目的建筑工期，節省成本，給項目制造更大經濟效益。

參考文獻

[1]李永清等，h型鋼混凝土組合結構梁柱節點處施工技術探討，1009-6825（2011）29-0023-02

[2]于慶榮，美維山.型鋼混凝土結構在我國的發展[J].夭津建 設科技，2003（2）：8 6-88.

[3]04SG523，型鋼混凝土組合結構構造[S].

[4]JGJ 138-2001，型鋼混凝土組合結構技術規程[SJ].

（作者單位：中交第三航務工程局有限公司）