型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)快速安裝施工技術(shù)探討

舒恒愿

摘要：建筑改變城市，二十一世紀(jì)不僅是個(gè)智能化、數(shù)字化時(shí)代，還是一個(gè)建筑的時(shí)代。建筑是一個(gè)城市的地標(biāo)，一座城市擁有獨(dú)特的建筑，將會(huì)帶給這座城市無盡的財(cái)富。隨著我國(guó)的建筑行業(yè)技術(shù)不斷創(chuàng)新，很多的高層、超高層建筑拔地而起，這也要求我們建筑發(fā)展有著質(zhì)量更好，更新穎，效率更高，更安全的結(jié)構(gòu)形式，而型鋼混凝土的與鋼結(jié)構(gòu)的組合出現(xiàn)，正滿足建筑行業(yè)各方面的需求，因此，高層、超高層結(jié)構(gòu)都廣泛應(yīng)用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。但型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)在實(shí)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(jié)點(diǎn)焊接及吊裝施工工藝十分復(fù)雜，安裝工藝較為粗略，返工頻率較高，所以該節(jié)點(diǎn)安裝及焊接質(zhì)量成為重中之重。

本文結(jié)合遠(yuǎn)大鋼結(jié)構(gòu)裝配式集成建筑《19天建成57層的小天城項(xiàng)目》，闡述了型鋼混凝土結(jié)構(gòu)勁性結(jié)構(gòu)施工的復(fù)雜過程，探討了關(guān)于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)加工、梁與柱節(jié)點(diǎn)吊裝方式及焊接質(zhì)量的利弊，為勁性結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)焊接快速安裝提供了實(shí)踐方法。

關(guān)鍵詞：型鋼混凝土結(jié)構(gòu)；快速安裝；柱節(jié)點(diǎn)焊接；焊接質(zhì)量

引言

通過布置鋼筋在型鋼周圍，再進(jìn)行澆筑所得到的混凝土結(jié)構(gòu)就是型鋼混凝土結(jié)構(gòu)。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)有兩種：一種是實(shí)腹式型鋼混凝土結(jié)構(gòu)；一種是空腹式型鋼混凝土結(jié)構(gòu)。相比之下前者更為實(shí)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(jié)構(gòu)是指型鋼由鋼筋混凝土包腹所形成的組合結(jié)構(gòu)，型鋼構(gòu)件是其主要部分，也就是說，合適的縱向受力肋設(shè)置在其外側(cè)，并設(shè)置有約束力混凝土構(gòu)件。在施工過程中，最好先按照設(shè)計(jì)的要求經(jīng)專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)加工廠加工成型后，再運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)，接著安排專業(yè)的吊裝隊(duì)伍來吊裝成型的鋼結(jié)構(gòu)，最后以外包的形式經(jīng)由專業(yè)的施工隊(duì)伍來施工。

2型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是高層、超高層建筑中施工最為獨(dú)特的建筑結(jié)構(gòu)，其自身的優(yōu)點(diǎn)較多，因此深受建筑業(yè)的青睞，更多的是得到較多業(yè)主認(rèn)可，其優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

（1）型鋼不受鋼含量的限制，剛性大，承載能力高，

（2）鋼結(jié)構(gòu)的橫截面積小，在允許結(jié)構(gòu)承載力的情況下，可以增加使用面積和層高。對(duì)于高層建筑的經(jīng)濟(jì)效益顯著；

（3）型鋼混凝土柱結(jié)構(gòu)具有高延性和優(yōu)良的抗震性能；

（4）型鋼混凝土柱結(jié)構(gòu)具有優(yōu)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(jié)構(gòu)，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(fù)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(dá)到一定強(qiáng)度才能繼續(xù)安裝上部鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，有效縮短施工周期；

3型鋼混凝土結(jié)構(gòu)存在的施工難題

雖然型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)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(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求進(jìn)行加工制作，由于設(shè)備及操作人員原因，加工出的構(gòu)件邊緣切口不齊，棱邊缺口，打磨不平，鋼梁、柱翼緣變形嚴(yán)重。給安裝帶來較大影響，變形嚴(yán)重的需返廠重新加工。

（二）型鋼結(jié)構(gòu)安裝施工

（1）測(cè)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(jié)構(gòu)的安裝精度。在從部分結(jié)構(gòu)到整個(gè)結(jié)構(gòu)的安裝工程中，由于測(cè)量?jī)x器的操作，如果不采取相應(yīng)的措施，則測(cè)量數(shù)據(jù)的累積誤差增加，反復(fù)校正，反復(fù)調(diào)試將會(huì)給結(jié)構(gòu)帶來嚴(yán)重的質(zhì)量問題，影響安裝效益。

（2）吊裝就位及節(jié)點(diǎn)連接

在柱安裝過程中，需急時(shí)安裝臨時(shí)支撐，必要時(shí)增加調(diào)節(jié)桿、纜風(fēng)繩或者葫蘆吊臨時(shí)固定，以防構(gòu)件失穩(wěn)。上部結(jié)構(gòu)的提升必須在下部結(jié)構(gòu)就位后進(jìn)行，并且可以在重復(fù)測(cè)量和緊固支撐構(gòu)件之后進(jìn)行調(diào)整。

在梁節(jié)點(diǎn)安裝時(shí)，發(fā)現(xiàn)部分螺栓孔洞錯(cuò)位，導(dǎo)致柱、梁反復(fù)校正，反復(fù)調(diào)試。無法校正時(shí)對(duì)梁腹板進(jìn)行擴(kuò)孔、敲打，讓螺栓自由穿入。從而影響安裝質(zhì)量及安裝效益。

（3）現(xiàn)場(chǎng)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(gòu)件切口不齊，棱邊缺口，打磨不平，鋼梁、柱翼緣變形嚴(yán)重，對(duì)接焊接時(shí)，需反復(fù)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(yīng)保持平整并重新焊接。對(duì)焊接質(zhì)量及安裝時(shí)間上造成較大的影響。

完成鋼構(gòu)件施工后鋼筋的安裝，鋼筋致密，鋼構(gòu)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(fèi)。目前建筑都走向工業(yè)化、數(shù)字化、智能化道路，為實(shí)現(xiàn)建筑施工領(lǐng)域革命，改變傳統(tǒng)落后技術(shù)，為了使得項(xiàng)目增值，我們應(yīng)該提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提升建筑整體科技力量。例如建筑機(jī)器人機(jī)器設(shè)備的應(yīng)用。

（1）在原材料切割及加工時(shí)，改變其切割工藝及焊接方法，避免其翼板變形；

（2）通過機(jī)器與BIM相結(jié)合，設(shè)定程序，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化精確定位安裝及焊接。

（3）采用先進(jìn)合理的科學(xué)安裝方案，將型鋼柱、梁精準(zhǔn)的吊裝到所設(shè)定的標(biāo)高和軸線位置。利用機(jī)器設(shè)備得到精確定位，實(shí)現(xiàn)牢固的托舉，然后用機(jī)器人手自動(dòng)焊接使其固定?？梢员苊馐┕し磸?fù)校正，反復(fù)調(diào)整及臨時(shí)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(dāng)高，必須重復(fù)多層焊接，這樣焊接也比較困難，采用機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接，用智能識(shí)別焊縫來檢測(cè)探傷，確保焊縫質(zhì)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(shù)進(jìn)行碰撞試驗(yàn)，以避免現(xiàn)場(chǎng)返工；

結(jié)束語

隨著社會(huì)需求的發(fā)展，對(duì)建筑行業(yè)的要求不斷提高，例如：“遠(yuǎn)大鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的推廣，全工廠式生產(chǎn)加工，現(xiàn)場(chǎng)搭積木式的拼裝，低碳環(huán)保綠色建筑”。既要在提高建筑工程施工效率的同時(shí)，也要總結(jié)以往的施工技術(shù)不斷突破開發(fā)先進(jìn)的施工技術(shù)，才能使建筑行業(yè)得到不斷發(fā)展。而傳統(tǒng)的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)截面尺寸大，占據(jù)空間較多，工藝較為復(fù)雜，安裝質(zhì)量及效益無法滿足當(dāng)今建筑興業(yè)的需求。隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，更需要不斷進(jìn)行對(duì)技術(shù)的創(chuàng)新，才能實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)發(fā)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(jiān)固的基礎(chǔ)，再好的團(tuán)隊(duì)，都要源自于好的管理，一個(gè)優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)只要充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，與科學(xué)施工技術(shù)相結(jié)合，避免了那些多余的時(shí)間間隙，如果建筑機(jī)器人能夠廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程中，不但可以降低建筑工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和意外傷害，而且能提高作業(yè)效率和質(zhì)量，還能縮短項(xiàng)目的建筑工期，節(jié)省成本，給項(xiàng)目制造更大經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：中交第三航務(wù)工程局有限公司）