某工程型鋼混凝土轉換梁研究探討

劉廣路

【摘要】大跨度型鋼混凝土高位轉換梁的施工是建筑施工中的難點，其建造過程涉及力學、材料學、結構設計及工程管理學等多門學科，是一項極其復雜的系統(tǒng)工程。本文介紹了跨度型鋼混凝土高位轉換梁的施工工藝流程，并發(fā)現(xiàn)該技術切實可行，可以加快施工進度，節(jié)約施工成本，提高施工質量，減少環(huán)境污染，是一種綠色施工技術。

【關鍵詞】型鋼混凝土；高層建筑； 轉換梁；綠色施工；施工技術

某工程的型鋼混凝土轉換梁施工在目前國內的高層建筑中在高位進行轉換的、跨度較大、梁截面高度較高的型鋼混凝土（SRC）轉換梁的安裝施工，施工難度很大。本文以該工程SRC 轉換梁的施工為例，對轉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)點高壓灌漿等施工技術進行探討。

1、工程概況

該工程總建筑面積約 30 萬m2，包括1棟22層東塔樓，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的型鋼混凝土轉換梁截面尺寸達1150mm×3050mm，梁面標高為 48.7m，平面布置如圖1所示。轉換層樓板厚度為200mm，混凝土等級為 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)，標準節(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

鑒于型鋼混凝土轉換梁的施工難點，查閱了國內外關于型鋼混凝土轉換梁施工方法的文獻，制定了型鋼混凝土轉換梁的施工工藝，編制了相應的施工方案，完成1∶1型鋼混凝土梁節(jié)點的鋼筋模型以及1∶1箍筋模型制作，之后又進行了型鋼混凝土轉換梁的混凝土配合比設計與研究，確定最終的混凝土配合比。

轉換梁的施工工藝流程為： 搭設鋼管高支模和操作平臺→安裝梁底模板→預焊牛腿鋼筋→安裝箱形梁馬凳底座→安裝梁內、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留→澆筑箱形梁混凝土→焊箱形梁蓋板→安裝內、外箍筋第2段（上段）及面筋、腰筋→焊接對拉模板→安裝梁側模板→安裝型鋼梁上轉換鋼柱縱筋→預留灌漿孔→轉換梁混凝土澆筑。

3、施工關鍵技術

3.1轉換梁箍筋的制作和安裝技術

型鋼混凝土轉換梁內箍筋和外箍筋高 3m，采用25，現(xiàn)場施工時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，轉換梁的箍筋采用 L 形箍和箍筋直螺紋連接技術，即箍筋分成上、下兩個 L 形箍，通過將兩個部分焊接或者用直螺紋套筒連接起來形成整個箍筋，避免箍筋的整體彎制。此時，鋼筋的安裝和鋼骨的吊裝可穿插同步進行，施工順序為： 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，注意將相鄰箍筋的放置方位水平旋轉180°，避免箍筋在縱向同一位置出現(xiàn)接駁點。采用 L 形箍和箍筋直螺紋連接技術解決了超大截面梁采用大直徑高強鋼筋箍筋時的安裝問題，且在角部只有一個焊接處，可以減少搭接時內應力的產(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)場的豎向焊接，有利于質量控制。

3.2轉換梁縱筋的定位和安裝技術對于型鋼混凝土結構，梁的縱筋與型鋼混凝土柱的搭接是需要解決的重點問題。在轉換梁端的頂部和底部各設置兩層鋼筋托板，梁縱筋的一段先焊接在托板上（該段縱筋長度不宜過長，其一端焊接于托板，一端預留為鋼絲直螺紋），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)場實際情況量取兩鋼柱托板上鋼筋端口直螺紋間距（以現(xiàn)場情況為準）進行鋼筋開料，制作直螺紋鋼筋進行連接（見圖 4）。如此施工能較好地解決梁縱筋在節(jié)點的定位和搭接問題，避免了在型鋼柱開洞，保證了梁柱節(jié)點的剛度和施工質量。其施工順序為： 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 量取直螺紋實際間距進行鋼筋開料

3.3型鋼節(jié)段的吊裝、校正和焊接技術

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29.4m，重約 90t，離地面近 50m，因此最經(jīng)濟適用的吊裝方法仍然是利用現(xiàn)場的塔式起重機進行吊裝。限于每個塔式起重機的起重能力，將鋼骨分成11段，最重一段約9t，現(xiàn)場吊裝采用雙機抬吊。施工順序為： 軸線網(wǎng)與高程的測量控制→吊裝分析→塔式起重機將鋼箱從地面吊至樓面→采用雙機抬吊將鋼箱吊入箍筋內。

3.3.2型鋼節(jié)段校正

型鋼吊裝后即進入鋼梁校正程序，具體施工順序為： 布置鋼梁底的臨時支撐→設置鋼梁防傾覆支撐措施→鋼梁的校正→節(jié)段臨時固定。

1） 鋼梁底臨時支撐的布置

鋼梁底臨時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。臨時支撐又放置在模板上，布置間隔應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，鋼梁兩側邊臨時用鋼管頂住，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，應采用水準儀和手動葫蘆等工具對鋼梁直線度進行校正。

4） 節(jié)段臨時固定

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固定。臨時固定后，再進行節(jié)段梁的焊接。

3.3.3型鋼節(jié)段焊接技術

當整根型鋼梁（11段鋼梁）安裝完成，經(jīng)測量校正后開始焊接。焊接順序為“從兩端向中間”對稱焊接。焊接時注意，需要錯開焊縫，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)點高壓灌漿技術

由于型鋼混凝土轉換梁在梁柱節(jié)點鋼筋密集，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)點處采用控制混凝土中石子粒徑及預留灌漿管進行高壓灌漿等多種技術措施，確保了混凝土的密實，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對模板的要求

為能較好地澆筑混凝土，在板底模板和梁側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)范及設計要求。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也能夠進行澆筑； 坍落度應比一般情況稍大，基本控制在18cm 左右。②澆筑時采用小型插入式振搗棒。澆筑混凝土時采用分層的方法進行 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行混凝土振搗。振搗上一層時應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)護工作，確保轉換大梁的施工質量。

2） 高壓灌漿

型鋼混凝土梁的高壓灌漿與混凝土澆筑同時進行。在梁端（梁底和梁面）位置預留灌漿管。水泥漿采用與混凝土同強度等級的超細水泥基灌漿料，在混凝土澆筑的同時進行壓力灌漿，保證梁端混凝土密實。梁底和梁側模板預留溢漿孔，以溢漿判定是否澆灌嚴實。

結 語

針對施工中面臨的鋼骨吊裝難、拼裝難，箍筋、縱筋安裝難等技術難題，采用 L 形箍、箍筋直螺紋連接、鋼筋托板以及預留灌漿孔進行高壓灌漿等技術措施，克服了鋼骨和鋼筋安裝以及混凝土澆筑中的多個技術難題，不但加快了施工進度，節(jié)約施工成本，而且提高了施工質量，同時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。

參考文獻：

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