型鋼勁性混凝土柱梁施工技術(shù)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(shù)在超高層建筑中的實際應用，該工程的中心結(jié)構(gòu)利用勁性混凝土，依據(jù)型鋼焊接、制作以及安裝問題制定相關(guān)的技術(shù)措施，通過采用二氧化碳氣體保護焊來實現(xiàn)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(gòu)件焊接應力及焊接變形，保證了焊接的質(zhì)量。

【關(guān)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(shù)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(xiàn)場安裝工程。通過對厚板的拼裝與焊接工藝以及現(xiàn)場的安裝進行分析，一系列有關(guān)于型鋼勁性混凝土柱施工技術(shù)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(zhì)量。

一、型鋼勁性混凝土柱施工技術(shù)的關(guān)鍵點以及難點

（一）鋼柱的安裝

該工程施工現(xiàn)場的東北方向與一個高層的建筑物相鄰，其西側(cè)以及南側(cè)則分別與沿江路和人民路相鄰，由于施工現(xiàn)場非常狹小，并且沒有施工所用的環(huán)形道路，因此，該工程的施工非常困難。塔機安裝在施工現(xiàn)場的中心區(qū)域，此區(qū)域距離型鋼柱和型鋼梁可以起吊的區(qū)域有34m左右，按照塔機的實際起吊能力，該區(qū)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(fā)生的變形，我們采取的控制措施是型鋼柱制作成功的關(guān)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(jié)進行制作、車間進行加工以及現(xiàn)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(zhì)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(zhì)量為1.2t/m。通過分節(jié)的方式制作型鋼柱，對于每節(jié)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(jié)型鋼勁性混凝土柱接頭，其具體位置在樓面的1200毫米處?？梢砸罁?jù)設(shè)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(zhì)量滿足設(shè)計的規(guī)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(guān)的技術(shù)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(jù)。在實際的施工過程中，工程的質(zhì)檢人員以及技術(shù)人員需要嚴格按照該文件中所提及的技術(shù)參數(shù)與技術(shù)措施進行操作，保證焊接的質(zhì)量，防止焊接出現(xiàn)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(shù)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(shù)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(fā)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(tài)，從而使得焊接熱量均勻分布，進而實現(xiàn)降低變形的目的。其施焊的順序如圖2所示：

（五）確?，F(xiàn)場型鋼柱拼接和梁柱節(jié)點連接的質(zhì)量，其焊縫質(zhì)量應滿足一級焊縫質(zhì)量等級要求。對一般部位的焊縫，應進行外觀質(zhì)量檢查，并應達到二級焊縫質(zhì)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(zhì)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(qū)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(jié)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(jié)型的鋼柱翼緣板的安裝耳板處，并在上、下2節(jié)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(diào)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(jīng)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(fā)生的變形現(xiàn)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(chǎn)生的垂直偏差。在梁柱節(jié)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(shè)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(jié)構(gòu)的混凝土澆筑，遵守有關(guān)混凝土施工的規(guī)范和規(guī)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(jié)構(gòu)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(jié)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(shù)對于整個工程來說具有重要的意義。具有以下幾個優(yōu)點：型鋼混凝土中型鋼不受含鋼率的限制，型鋼混凝土構(gòu)件的承載能力可以高于同樣外形的鋼筋混凝土構(gòu)件的承載能力一倍，因而可以減少構(gòu)件截面；型鋼在混凝土澆筑之前已形成鋼結(jié)構(gòu)，具有較大的承載能力，能承受構(gòu)件自重和施工荷載，加快施工進度；型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的延性比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)明顯提高，具有良好的抗震性；型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)較鋼結(jié)構(gòu)在耐久性、耐火等方面均勝一籌；型鋼混凝土較鋼框架可節(jié)省鋼材50%或者更多。

參考文獻

[1] 趙林.CO2氣體保護焊在超高結(jié)構(gòu)現(xiàn)場焊接中的應用[J].山西建筑，2010，（26）

[2] 張劍.高速鐵路大跨度鋼箱疊合拱橋制造及施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].北京交通大學，2011，（01）

[3] 陳世華，蔡樹臣，邱學勇.型鋼勁性混凝土柱施工技術(shù)在超高層建筑中的應用[J].結(jié)構(gòu)施工，2012，（11）

[4] 黃善富.超高層勁性混凝土柱的施工技術(shù)措施[J].上海建設(shè)科技，2012，（05）

[5] 鄧程來，孫磊，盧武成.型鋼混凝土柱綜合施工技術(shù)的工程實踐[J].廣西城鎮(zhèn)建設(shè)，2008，（11）