型钢混凝土施工工艺浅析

Abstract: Combined with the author’s engineering example, this paper analyzes the steel reinforced concrete construction process and construction technology.

Key words: steel reinforced concrete; construction technology; analyze

中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2012)

由于型钢混凝土柱、梁施工工序多，施工复杂，施工质量的好坏直接影响着主体的刚度、强度、稳定性以及整个工程的质量，因此掌握和积累型钢混凝土柱、梁施工工艺具有重要意义。型钢混凝土组合结构是在型钢结构外面浇制一层钢筋混凝土外壳所形成的型钢混凝土组合结构，外浇混凝土可以防止钢结构的局部屈曲变形并能增强钢结构的整体刚度，大大改善钢结构的平面扭转屈曲性能，同时浇制混凝土增加了结构的耐久性和耐火性。这种组合结构能够较好的发挥型钢和混凝土两种结构的优点。近几年在体育馆大空间剪力墙结构建筑工程施工中广泛应用。

1 工程实例

某建筑物属于典型的型钢混凝土框架——钢筋混凝土剪力墙混合结构体系，主楼的 45 根框架柱及剪力墙端柱分别从地下 1 层到地上 3 层、16 层为型钢混凝土结构，型钢柱呈“十”字形，十字腹板厚 16 mm，翼板厚 20 mm。型钢柱之间采用型钢梁连接，其为呈“Ⅰ”字形焊接实腹式截面，规格为 H6002001218，外包钢筋混凝土。

在楼结构工程施工中，为确保工程施工质量安全，对型钢混凝土组合结构施工过程进行了详细的分析和研究，制定了完整的施工工艺，经过施工实践的成功应用，总结出了型钢混凝土组合结构施工方法，有效地保证了工程施工质量安全，取得了良好的经济和社会效益。

2 型钢结构施工准备

本工程型钢结构施工准备工作如下：

2.1在型钢结构施工前，要求钢结构厂家技术人员与钢筋翻样的有关人员密切配合，熟悉结构施工;

2.2 根据施工图纸要求，计算各种规格型钢的数量、重量，并结合施工网络计划，制定相应型钢加工计划;

2.3 钢筋翻样人员向钢结构技术人员交底(每个型钢梁柱节点处钢筋根数、直径、标高、钢筋处于型钢腹板处的部位、穿孔数量、排数、排距等)，钢结构技术人员进行型钢翻样，经审批后方可投入加工;

2.4 结合土建施工图纸，确定哪些钢筋要穿过型钢柱和型钢梁，根据钢筋的位置在型钢上打孔，本文以工字型钢梁、柱和十字形钢柱来介绍孔位的确定。

3 钢筋穿越型钢柱孔位位置确定

3.1 孔位的竖向位置确定

根据设计要求一般东西和南北方向的型钢框架梁顶标高是一致的，东西和南北方向的型钢梁在标高上是一致的，且型钢梁位于混凝土的中部。在确定哪个方向的梁纵筋在上之后，就可以先确定这个方向孔的中心标高。下面再确定东西方向梁的底排纵筋空位的中心位置，这时以梁的底面标高位置为基准，孔位中心中距梁的底面距离同样为 c+d/2;然后再确定南北方向梁底排纵筋的孔中心位置，孔位中心距梁的底面的距离同样为 c+d/2+25+d。至此孔位竖向位置确定。

3.2 孔位的水平位置确定

在孔位竖向位置确定以后，孔位的水平位置比较容易确定，一般在构件上均分即可，为减少型钢柱打孔，也可以在型钢柱焊接牛腿，把钢筋与牛腿焊接。

4 施工工艺

4.1 工艺流程

施工工艺流程，见图 1。
工艺流程示意图

4.2 型钢安装施工总体思路

4.2.1 钢结构安装前，应对建筑物的定位轴线、平面封闭角、底层柱位置线、钢筋混凝土基础的标高、混凝土强度以及构件的质量进行检查，合格后方可开始安装工作。

4.2.2 钢结构的吊装必须按建筑物的平面形状、结构型式、安装机械的数量等因素划分安装流水区段，编制安装程序，安装中必须严格执行。为了减少安装偏差和焊接应力，平面上应从建筑物中间向四周扩散安装，在立面上应从下部逐件往上安装。

4.2.3 钢结构每一层柱子的定位轴线，必须从地面控制线引上来，不能从下层柱的轴线引上来，以免产生积累误差。

4.2.4 采用二台 QZ100 塔式起重机安装型钢钢结构时，应将机械重量、提升荷载、附着荷载、最大工作荷载、非工作状态荷载等对钢结构的影响进行必要的计算，并采用相应的措施，保证安装时结构和机械的安全。

4.2.5 地脚螺栓的位置必须埋设准确，露出部分的丝扣应满足安装要求。

4.2.6 钢结构的不同构件安装吊点必须进行计算，防止在吊装中构件产生永久变形。

4.3 型钢柱、梁安装方法

4.3.1 型钢柱安装。型钢柱现场安装，采用“栓—焊”结合的连接方法。其中现场型钢柱对接焊采用手工电弧焊工艺，全部焊缝在焊接过程中严格执行工序“三检”制度和程序，在检验合格的基础上，进行超声波检测。钢结构抗剪锚固栓钉，采用自动栓钉熔焊机焊接，弯曲试验检查焊接质量。

4.3.2 安装施工流程。以型钢柱安装为例，流程如下：型钢加工进场验收→定位放线→支撑脚手架搭设→预埋柱脚→型钢柱吊装就位→型钢安装纠偏→焊接并探伤检测→绑扎柱钢筋→支设、加固柱模板→浇筑混凝土→下一道型钢结构施工。

4.3.3 型钢柱吊装测控方法。首先在设计标高安装型钢柱底座钢板时，要求底座钢板顶面安装标高及双向轴线允许偏差分别控制在±2 mm 和 3 mm 之内，底座钢板顶面保持水平。安装底座钢板，在其底部铺垫 50～100 mm 厚 C50 以上无收缩细石混凝土捣实找平，找准设计标高;底座钢板安装完毕后，专门用塑料膜围护覆盖保湿养护不少于 7 d，底座找平混凝土浇筑时每班分别留置二组标养试块和二组同条件试块。

为有效控制钢柱垂直度及轴线位移，采用二台专门鉴定校核准确的经纬仪，在经过严格复核测设的结构平面双向矩形轴线控制网上，由专人沿相互垂直的纵横方向架设仪器，同时对型钢柱进行定位测控。为了保证平面轴线控制网和钢柱垂直度测控精度，选择在早晨和避开阳光强照的情况进行下最终测控，减小型钢柱温度变形影响。完成精确测控后，先进行定位焊并紧固高强螺栓，并再次复核，满足要求后，实施正式“栓—焊”连接，按照规定的顺序和焊接方法，削除和减小焊接残余应力。

4.4 型钢梁施工及梁钢筋的绑扎

在梁、柱节点核心区，框架梁主筋须穿过型钢柱腹板，为减少主筋穿过腹板对型钢柱截面削弱的不利影响，对框架梁结构进行全面系统分析，尽可能使结构设计配筋趋于合理，减少不规则变化。为进一步减小框架梁主筋对型钢柱腹板穿孔的削弱影响，利用设在节点区的型钢柱钢牛腿，将框架梁部分主筋按双面贴角搭接焊的方法，与型钢柱钢牛腿工字型钢的上下翼缘板连接，简化型钢混凝土组合结构节点区施工构造关系。由于型钢混凝土结构节点构造较为复杂，往往出现钢筋布排困难。翻样按照钢筋实际规格、间距大小按比例排放，及时与设计单位协商调整钢筋布排方法。型钢混凝土组合结构中的钢筋绑扎，应注意以下主要问题：

4.4.1 框架梁部分水平筋须穿过型钢柱腹板，梁柱节点部位，柱的箍筋要在钢牛腿腹板和型钢柱腹板上的预留孔中穿过，施工中要安排组织好钢筋的穿筋、绑扎顺序。

4.4.2 在柱梁节点区穿柱、穿梁腹板的箍筋，需制作成开口箍，穿筋后 10 d 搭接焊形成封闭箍。本工程型钢梁施工顺序：吊装型钢梁→安装梁底横楞→穿梁底主筋并连接可靠→安装上部主筋、连接接头→安装箍筋→安装梁底铡模并加固→浇筑混凝土。

4.5 模板与混凝土浇注

型钢混凝土结构与普通钢筋混凝土结构的区别，在于型钢混凝土结构中型钢骨架，在混凝土未硬化之前，型钢骨架可作为钢结构来承受荷载，施工中可利用型钢骨架来承受混凝土自重和施工荷载。具体措施如下：

4.5.1 由于型钢柱部位钢筋密集度很高，合模后不容易掌握里面钢筋情况，合模前混凝土专业工长带领班组操作人员熟悉工作环境，确定型钢柱边缘的振捣位置，并用振捣棒插入振捣位置内，确定是否能够将振捣棒顺利插到墙柱的最底部，如有困难及时同各工种一起进行处理，保证合模前各部位能够按计划顺利下放振捣棒。

4.5.2 所有混凝土浇筑部位振捣时间不宜超过 45 s，否则容易产生过振现象，使混凝土产生离析，影响混凝土的成品质量。

4.5.3 振捣时间以混凝土表面出现浮浆且不再下沉为止，时间宜为 20 s 左右。

4.5.4 振捣棒不得触及型钢柱、栓钉、模板、钢筋;浇筑时应设专人看护模板、钢筋有无位移、变形，发现问题应及时处理。

5 结束语

通过采用上述技术措施，保证了楼面结构施工顺利进行，型钢混凝土成型后未发现孔洞、褥筋、蜂窝麻面、跑模等质量缺陷，混凝土的密实度通过相关检测单位的无损检测，达到了内坚外美的工程效果，取得了良好社会和经济效益。

参考文献：

[1] 徐培福主编.复杂高层建筑结构设计阿]，北京:中国建筑工业出版社，2009