型鋼混凝土梁與鋼筋混凝土柱施工關(guān)鍵技術(shù)研究

【摘要】文章研究了雄安某項(xiàng)目1號地鋼筋混凝土梁柱組合節(jié)點(diǎn)的施工技術(shù)，通過Revit技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)與施工，確保精準(zhǔn)定位。重點(diǎn)包括型鋼梁制作與安裝、模板支設(shè)創(chuàng)新、關(guān)鍵部位鋼筋分布優(yōu)化及混凝土澆筑工藝改進(jìn)。研究結(jié)果表明，該技術(shù)研究縮短項(xiàng)目工期、降低成本，展現(xiàn)了技術(shù)革新在高層、大跨度結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用潛力與環(huán)保優(yōu)勢。

【關(guān)鍵詞】鋼混凝土；梁柱；抗震

【中圖分類號】TU74 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）11-0130-03

0 引言

在雄安新區(qū)某項(xiàng)目1號地的施工過程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)充分利用Revit三維技術(shù)的先進(jìn)特性，對型鋼梁的開孔布局及鋼筋定位進(jìn)行了極為精確的模擬，極大提高了構(gòu)件的加工精度，為后續(xù)的施工打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。型鋼梁采用工廠預(yù)制的方式，不僅進(jìn)一步確保了構(gòu)件的精準(zhǔn)無誤，還成功實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場免開孔，從而有效避免了現(xiàn)場開孔可能帶來的誤差和延誤，確保了柱筋的順暢穿越。在此基礎(chǔ)上，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)深入挖掘型鋼的剛性特性，對梁支撐系統(tǒng)進(jìn)行了全面且精心設(shè)計(jì)，省略了傳統(tǒng)的側(cè)模對拉螺栓，不僅極大地簡化了施工流程，還顯著提高了施工效率，同時(shí)增強(qiáng)了施工現(xiàn)場的安全性。

1 工程概況

工程位于雄安新區(qū)，某項(xiàng)目1號地工程總建筑面積約9.2萬 ㎡，其中地上部分達(dá)6.7萬 ㎡，地下部分2.5萬 ㎡，整體建筑地上5層，高度達(dá)到24 m，地下還設(shè)有1層人防設(shè)施。該項(xiàng)目中的型鋼混凝土梁設(shè)計(jì)極具特色，其長度達(dá)到15.3 m，懸挑部分長達(dá)6.9 m。型鋼混凝土梁與各類混凝土柱、梁之間均設(shè)置了精密的連接節(jié)點(diǎn)，確保了整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性。

2 施工順序和工作重點(diǎn)

雄安新區(qū)某項(xiàng)目1號地工程的施工順序嚴(yán)謹(jǐn)而高效，全面涵蓋了從深化設(shè)計(jì)到后期養(yǎng)護(hù)的各個(gè)環(huán)節(jié)。首先進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的Revit技術(shù)優(yōu)化鋼-混凝土組合梁與鋼筋的布局，確保每一個(gè)細(xì)節(jié)都精準(zhǔn)無誤。隨后是型鋼梁的制作與運(yùn)輸，這一步驟在保證質(zhì)量的同時(shí)，也注重了效率的提升。接下來是支撐架的搭設(shè)與鋼筋的安裝，為型鋼梁的吊裝奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。型鋼梁吊裝完成后，進(jìn)行鋼筋綁扎與側(cè)模加固，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋的處理更是關(guān)鍵，需要極高的精細(xì)度與準(zhǔn)確性[1]。最后是模板的安裝、混凝土的試配澆筑及養(yǎng)護(hù)，每一步都嚴(yán)格遵循施工規(guī)范，確保工程質(zhì)量。整個(gè)施工過程中，重點(diǎn)利用Revit技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，提升了施工的精度與效率，展現(xiàn)了現(xiàn)代科技在建筑施工中的巨大潛力。

2.1 型鋼構(gòu)件的制作與安裝

2.1.1 型鋼梁制作

型鋼構(gòu)件在工廠按設(shè)計(jì)圖紙制作，需1：1翻樣下料，并預(yù)留焊接收縮量及加工余量，加工標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格依據(jù)截面的具體形態(tài)與焊縫類型來設(shè)定。當(dāng)截面高度不超過1 000 mm且鋼板厚度不大于25 mm時(shí)，每米縱長焊縫需預(yù)留的收縮量為0.5 mm，確保精準(zhǔn)加工。接口及加勁板焊縫分別預(yù)留1 mm。當(dāng)截面高度和鋼板厚度超出時(shí)，縱長焊縫每米預(yù)留減至0.2 mm，其他不變。切割方法會影響加工余量，如鋸切切焊縫余量為10 mm，剪切為1 mm等，邊緣加工和銑平余量在2～3 mm至4～5 mm間。型鋼梁安裝要點(diǎn)包括確保位置準(zhǔn)確、構(gòu)件穩(wěn)定安全及遵循規(guī)范[2]。總之，型鋼構(gòu)件制作與安裝需嚴(yán)格控制加工參數(shù)和安裝要點(diǎn)，確保質(zhì)量和安全。不同截面、焊縫和切割方法有不同的預(yù)留量和加工余量要求，需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范進(jìn)行操作，以保證構(gòu)件的精確度和整體質(zhì)量。

2.1.2 型鋼梁安裝要點(diǎn)

制作完畢的鋼梁經(jīng)平板車穩(wěn)妥運(yùn)抵現(xiàn)場，隨后借助汽車吊穩(wěn)妥放置于預(yù)定地面位置。在此之前，型鋼混凝土柱中型鋼已吊裝并綁扎好梁柱核心區(qū)以下箍筋。在安裝鋼梁時(shí)，需確保鋼梁翼緣中心線與柱軸中心線對齊，利用調(diào)節(jié)絲桿調(diào)整垂直度[3]。型鋼梁與型鋼柱通過預(yù)留錨板焊接連接。型鋼梁安裝遵循嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)：跨中垂直偏差限于h/500，側(cè)向彎曲偏差≤L/1 500且上限10 mm，垂直上拱偏差控制在10 mm內(nèi)，支座中心位移不超5 mm。支座加勁板中心偏移為t/2，同跨梁頂面高差10 mm內(nèi)，相鄰梁接頭錯(cuò)位≤3 mm。利用吊線、拉線、鋼尺、經(jīng)緯儀等多工具復(fù)核，全方位保障安裝精準(zhǔn)與整體質(zhì)量，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)固與安全。

2.2 模板支設(shè)

鑒于型鋼梁截面特殊，常規(guī)對拉螺栓加固方式受限，本項(xiàng)目創(chuàng)新性地采用下部梁夾與上部對拉螺栓聯(lián)合加固策略，確保側(cè)模穩(wěn)固。對拉螺栓還與外部楞木緊密拉結(jié)，強(qiáng)化整體結(jié)構(gòu)。模板拆除后，多余部件被截除并進(jìn)行防腐處理。同時(shí)，強(qiáng)調(diào)耳板需在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段納入考量，并在工廠階段完成預(yù)制，以提升施工效率與精準(zhǔn)度。

2.3 關(guān)鍵部位鋼筋分布

柱、梁鋼筋穿過型鋼梁是相互交錯(cuò)的，在施工中應(yīng)全面考慮梁、柱鋼筋穿過型鋼梁時(shí)的先后順序，以便更好快速施工[4]。施工過程中為了減少對型鋼梁截面的不利影響，必要時(shí)需采取有效的加固措施，如遇到鋼筋難以繞過的情況，則需進(jìn)行合理彎曲調(diào)整，確保施工順利進(jìn)行。

2.3.1 型鋼梁鋼筋綁扎工藝革新

在確保型鋼梁安裝準(zhǔn)確無誤，并通過全面驗(yàn)收確認(rèn)其位置精確、連接穩(wěn)固后，方可進(jìn)行后續(xù)鋼筋的精細(xì)綁扎與固定作業(yè)。此步驟與常規(guī)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的綁扎操作相類似，但在實(shí)施過程中需采取更為細(xì)致的工藝，以確保滿足高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求。具體步驟如下。

1）箍筋處理。箍筋在套入主梁前，須巧妙地在彎鉤處分離，待精準(zhǔn)就位后再行復(fù)原、綁扎固定，最后實(shí)施彎鉤焊接，確保每個(gè)細(xì)節(jié)都達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2）縱向鋼筋間距控制。依據(jù)GB 50010—2002《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，梁上部的縱向鋼筋凈間距需至少保持30 mm或鋼筋最大直徑的1.5倍（取較大值），而下部則至少為25 mm或鋼筋直徑（d）。為達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)，采用短鋼筋作為支墊，精準(zhǔn)調(diào)控鋼筋排布[5]。

3）側(cè)面鋼筋布局優(yōu)化。型鋼梁側(cè)面主筋及其與翼緣間的凈距需嚴(yán)格保持在20 mm或以上，以確?；炷翝仓蟮拿軐?shí)度。此外，中部腹板區(qū)域的拉筋直接焊接于腹板上，避免不必要的開孔，維護(hù)結(jié)構(gòu)完整性。

2.3.2 鋼筋混凝土次梁與型鋼混凝土主梁的高效連接

在構(gòu)建次梁與主梁的連接體系時(shí)，實(shí)施了以下創(chuàng)新措施。

1）上皮鋼筋布置。次梁的上層鋼筋巧妙布置于主梁上層鋼筋之上，確保結(jié)構(gòu)層次清晰，承載均衡。

2）下皮鋼筋焊接。次梁下層鋼筋則通過400 mm長的焊接段與主梁緊密相連，形成穩(wěn)固的整體結(jié)構(gòu)。

3）交接部位處理。針對次梁底筋因遇型鋼而無法直接貫通的問題，在型鋼梁上增設(shè)特制托板，托板采用與鋼梁型號及規(guī)格相同的鋼板，將次梁底筋牢固焊接于托板上，焊縫長度為10 d（d為梁底筋鋼筋直徑），在焊接時(shí)梁底筋端部與型鋼梁預(yù)留50 mm的縫隙，既保證了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，又簡化了施工流程。通過這些細(xì)致入微的工藝革新，實(shí)現(xiàn)了型鋼梁與次梁間的高效、穩(wěn)固連接，見圖1。

2.3.3 鋼筋與型鋼梁的連接策略優(yōu)化

1）縱向鋼筋與型鋼梁的協(xié)調(diào)。當(dāng)設(shè)計(jì)要求柱的縱向鋼筋避開型鋼梁時(shí)，項(xiàng)目中采用更為靈活的布局策略，將鋼筋安置于柱截面的邊緣區(qū)域或無直接沖突部位，以確保結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。若必須穿越型鋼翼緣，則精確標(biāo)記穿越點(diǎn)，垂直定位后采用高精度機(jī)械鉆孔技術(shù)，孔徑適度放大以確保鋼筋順暢穿過，隨后進(jìn)行雙面焊接，搭接長度嚴(yán)格遵循5倍鋼筋直徑的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，引入創(chuàng)新的連接板技術(shù)，通過塞焊或補(bǔ)強(qiáng)鉆孔來增強(qiáng)穿越點(diǎn)的承載能力。

2）箍筋與型鋼梁的巧妙結(jié)合。面對梁柱節(jié)點(diǎn)處箍筋穿越的難題，本項(xiàng)目創(chuàng)新性地提出了兩種解決方案。一是直接將箍筋兩端以單面電弧焊牢固連接至型鋼梁腹板，在確保焊接質(zhì)量的同時(shí)，簡化施工流程。二是預(yù)先設(shè)計(jì)并加工開口箍筋套，現(xiàn)場與腹板上預(yù)置的加強(qiáng)胡子筋精準(zhǔn)對接焊接，同時(shí)腰筋拉鉤也巧妙焊接于腹板強(qiáng)化帶上，以增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)區(qū)域的穩(wěn)定性和承載力。這一系列優(yōu)化措施，不僅降低了施工難度，更顯著提升了節(jié)點(diǎn)的整體性能。

3）鋼筋安裝需注意的事項(xiàng)。在鋼筋安裝過程中，需著重關(guān)注以下幾點(diǎn)。一是減少柱與次梁縱筋穿越型鋼翼緣的頻次，一旦遇到需繞行的情況，則采取增設(shè)支撐立筋的策略，以穩(wěn)固現(xiàn)場鋼筋結(jié)構(gòu)的整體骨架，確保施工穩(wěn)固性。二是在型鋼混凝土梁施工中，嚴(yán)格把控縱筋凈間距，確保其不小于30 mm或粗骨料粒徑的1.5倍，以符合施工規(guī)范，保障結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與耐久性，保障混凝土澆筑質(zhì)量。三是焊接作業(yè)應(yīng)精細(xì)操作，采用手工電弧焊，嚴(yán)格控制電流大小等焊接參數(shù)，優(yōu)先選擇小直徑焊條與多層薄焊技術(shù)，以優(yōu)化焊縫質(zhì)量，避免組織粗化影響韌性。

2.4 混凝土澆筑

針對鋼筋錯(cuò)綜復(fù)雜、傳統(tǒng)振搗技術(shù)難以觸達(dá)的型鋼混凝土梁與鋼筋混凝土柱交界區(qū)，項(xiàng)目中采用新型自密實(shí)、自流平混凝土，可以有效突破施工難點(diǎn)，確保精準(zhǔn)灌注，提升了作業(yè)效率與質(zhì)量。在混凝土澆筑階段，嚴(yán)格遵守國家最新規(guī)范，重點(diǎn)關(guān)注型鋼梁翼緣下方混凝土的充實(shí)性。泵送作業(yè)時(shí)，精確調(diào)控泵口與柱口的間距，確?；炷粱旌衔镅刂１陧槙郴林?，預(yù)防“氣穴”現(xiàn)象。首先針對柱頭區(qū)域進(jìn)行精細(xì)澆搗，確?；炷谅愿哂陬A(yù)設(shè)標(biāo)高，經(jīng)充分振搗密實(shí)后，再轉(zhuǎn)向梁板區(qū)域的低標(biāo)號混凝土施工。在整個(gè)過程中，需精準(zhǔn)掌握振搗時(shí)長，并輔以外部振動手段，如輕擊梁模，驗(yàn)證混凝土密實(shí)狀況并促進(jìn)氣泡排出。當(dāng)澆筑面與型鋼面相平時(shí)，應(yīng)著重確?；炷翝{液充分滲透至型鋼翼緣與腹板的隱蔽角落，隨后繼續(xù)澆筑至梁面設(shè)計(jì)高度。作業(yè)完成后，立即啟動全面養(yǎng)護(hù)程序，以保障混凝土構(gòu)件的最佳性能。

3 材料與設(shè)備

3.1 施工材料

采用的材料均需符合GB 50204—2015《混凝土結(jié)構(gòu)施工驗(yàn)收規(guī)范》及GB/T 11236—2017《熱軋H型鋼和部分T型鋼》等國標(biāo)及地方性法規(guī)。型鋼、焊接耗材、高/普強(qiáng)度螺栓均需附帶合格證書，并遵循既定流程實(shí)施進(jìn)場檢驗(yàn)或樣本復(fù)檢，確保品質(zhì)達(dá)標(biāo)后投用。至于自密實(shí)混凝土配比，其設(shè)計(jì)依據(jù)為GB/T 14684—2011《建設(shè)用砂》及GB 50119—2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》等國標(biāo)及地方性法規(guī)。

3.2 機(jī)械設(shè)備

機(jī)械設(shè)備的配置應(yīng)緊密貼合施工現(xiàn)場的實(shí)際需求，詳細(xì)配置詳情如表1所示。

4 結(jié)語

雄安新區(qū)某項(xiàng)目1號地工程項(xiàng)目引入型鋼混凝土梁結(jié)構(gòu)，高效利用現(xiàn)場資源，成功縮短施工周期達(dá)一成，成效顯著。施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行工法流程，可顯著降低施工成本，成效顯著。項(xiàng)目綜合節(jié)約費(fèi)用約1萬元，展現(xiàn)了其在高層、超高層、大跨度結(jié)構(gòu)施工中的經(jīng)濟(jì)效益。此外，該工藝還具備降低材料損耗、節(jié)能減排的環(huán)保優(yōu)勢，有助于文明施工和綠色發(fā)展。研究結(jié)果表明，憑借技術(shù)革新與方案優(yōu)化，本項(xiàng)目精煉出型鋼混凝土梁與鋼筋混凝土柱節(jié)點(diǎn)施工新法，此法契合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)縮短工期、降低成本，展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用潛力與推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭彥林，劉學(xué)武.鋼結(jié)構(gòu)施工力學(xué)狀態(tài)非線性分析方法[J].工程力學(xué)，2008（10）：19-24.

[2] 裴濤.型鋼混凝土在房屋建筑施工中的應(yīng)用[J].綠色環(huán)保建材，2021（12）：9-10.

[3] 丁永華.型鋼混凝土梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)探討[J].科技信息，2009（13）：306-307.

[4] 周原，張根俞，梁書亭.型鋼混凝土梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)探討[J].江蘇建筑，2008（3）：32-33.

[5] 林盛，孫吉會，李展.型鋼混凝土柱的設(shè)計(jì)深化與施工改進(jìn)[J].建筑施工，2008（9）：783-786.