肖效源

對(duì)于新一代的超高層建筑,當(dāng)今世界各國(guó)都已趨向采用鋼—混凝土的組合結(jié)構(gòu)。型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)作為一種極具魅力的組合結(jié)構(gòu)形式,具有其他結(jié)構(gòu)所不具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),并且日益廣泛地應(yīng)用于各類(lèi)建筑與橋梁結(jié)構(gòu)中。凡是能適用鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的各種結(jié)構(gòu)體系,都可以運(yùn)用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。近年來(lái),型鋼混凝土結(jié)構(gòu)正向大跨度、多種橋梁結(jié)構(gòu)形式的方向發(fā)展,并已取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。而預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)由于自身所特有的低容重/強(qiáng)度比、剛度大、截面利用率高、施工方便等優(yōu)點(diǎn),成為最具競(jìng)爭(zhēng)力的一種結(jié)構(gòu)形式。

1 工程概況

本文背景工程為某公司生產(chǎn)樓,該樓局部采用了型鋼混凝土結(jié)構(gòu),建筑面積32 500.34 m2,建筑地下3層,地上16層?；A(chǔ)為樁筏基礎(chǔ),基礎(chǔ)埋深-14.500 m,筏板厚度為2 m,該工程基礎(chǔ)至地上6層采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu),1層～6層層高為6 m,7層以上層高為4.5 m。所用型鋼柱主要為十字形柱,外形尺寸為550 mm×550 mm,型鋼梁為工字形,外形尺寸為200 mm×500 mm。主要型鋼混凝土柱截面尺寸為800 mm×800 mm,主要型鋼混凝土梁的截面尺寸為550 mm×800 mm,工程主要部位的開(kāi)間和進(jìn)深均為8 m。工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為100年,室外地面至主要屋面樓板頂為80 m,建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為一級(jí),建筑抗震等級(jí)為一級(jí)。

2 型鋼混凝土施工

2.1 型鋼翻樣

對(duì)于一個(gè)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的項(xiàng)目來(lái)說(shuō),翻樣工作在技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)是比較重要的,有特殊之處。這里主要介紹型鋼上鋼筋孔位的確定。以工字形鋼梁、柱和十字形鋼柱為例來(lái)介紹孔位的確定。

1)孔位的豎向位置確定。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,一般情況下東西方向和南北方向的型鋼框架梁頂標(biāo)高是一致的。東西方向和南北方向的型鋼梁在標(biāo)高上是一致的,型鋼梁位于混凝土的中部,如圖1所示。但是,梁內(nèi)的縱筋小可能在同一標(biāo)高位置,本工程南北方向的梁筋在上,兩個(gè)方向均為框架梁,受力是一致的,見(jiàn)圖2。

在確定哪個(gè)方向的梁縱筋在上之后,就可以先確定這個(gè)方向孔的中心標(biāo)高。以梁頂標(biāo)高為基準(zhǔn),南北方向的梁上排縱筋孔的中心標(biāo)高距梁頂標(biāo)高的距離為：梁縱筋的保護(hù)層厚度c加上梁縱筋直徑d的一半即c+d/2。東西方向梁的上排縱筋在南北方向梁的上排縱筋之下,這兩層鋼筋之間的凈距按規(guī)范要求不小于25 mm和較大鋼筋的直徑,這樣兩層鋼筋間的最小凈距為25 mm,兩排鋼筋的中心距離為25 mm+d,因此,東西方向梁的上排縱筋距梁頂面的距離為：c+d/2+25+d。而后再確定東西方向梁的底排縱筋孔位的中心位置,這時(shí)以梁的底面標(biāo)高位置為基準(zhǔn),孔位中心距梁的底面的距離同樣為c+d/2。然后再確定南北方向梁底排縱筋的孔中心位置,孔位中心距梁的底面的距離同樣為c+d/2+25+d。至此梁縱筋的孔位標(biāo)高全部確定,梁縱筋的孔位在型鋼柱上。

2)孔位的水平位置確定。在孔位的豎向位置確定以后,孔位的水平位置比較容易確定,一般在構(gòu)件上均分即可。

2.2 型鋼柱的安裝

1)底層型鋼柱安裝。底層型鋼柱具體安裝步驟如下：a.用塔吊(或其他機(jī)械)把基礎(chǔ)預(yù)埋柱吊起,然后把基礎(chǔ)預(yù)埋柱慢慢放下,將柱腳底板的四角與墊層上的柱腳底板輪廓線(xiàn)對(duì)正,此時(shí)基礎(chǔ)預(yù)埋柱仍被吊在塔吊上。b.用兩經(jīng)緯儀校準(zhǔn)基礎(chǔ)預(yù)埋柱的位置。兩臺(tái)經(jīng)緯儀分別固定于柱的縱橫軸線(xiàn)上,微移柱的位置使柱的正面、側(cè)面中心線(xiàn)分別與兩經(jīng)緯儀的視點(diǎn)重合,也即軸線(xiàn)與柱的兩側(cè)面中心線(xiàn)重合,同時(shí)保證柱的垂直度。c.保持型鋼柱的位置,將柱腳錨栓與基礎(chǔ)筏板底層鋼筋焊牢,待上述工作完成后,綁扎基礎(chǔ)筏板上層鋼筋,鋼筋穿好綁牢以后,要重新校正型鋼柱的位置,同樣用兩臺(tái)經(jīng)緯儀校正,使型鋼柱正、側(cè)面的中心線(xiàn)與軸線(xiàn)重合,然后將型鋼柱與穿過(guò)型鋼柱的鋼筋塞焊焊牢。至此,底層型鋼柱安裝完畢。

2)上層型鋼柱安裝。上層型鋼柱安裝主要包括以下步驟：a.采用單機(jī)起吊型鋼柱。起吊回轉(zhuǎn)過(guò)程中應(yīng)注意避免同其他已吊好的構(gòu)件及其他支架相碰撞,吊索應(yīng)有一定的有效高度。等型鋼柱已與底層或基礎(chǔ)預(yù)埋柱有可靠連接后才能松開(kāi)吊索。b.定位、校正型鋼柱。一般用三根鋼絲繩(纜風(fēng)繩)從三個(gè)方向?qū)⑿弯撝潭?采用纜風(fēng)繩校正方法,現(xiàn)場(chǎng)配合施工方用兩臺(tái)成90°的經(jīng)緯儀找垂直,在校正過(guò)程中不斷調(diào)整,直至校正完畢,使柱子正面、側(cè)面中心與軸線(xiàn)重合。c.連接型鋼柱。型鋼柱與型鋼柱間的大六角頭高強(qiáng)螺栓連接,擰緊順序應(yīng)從節(jié)點(diǎn)板中心向邊緣施擰,兩個(gè)連接件為先主要后次要的順序,型鋼柱為先翼緣后腹板的順序,嚴(yán)禁強(qiáng)行穿入螺栓(用錘敲打)。d.焊接型鋼柱。型鋼柱與型鋼柱之間采用的現(xiàn)場(chǎng)坡口全熔透焊接,施工中按以下原則實(shí)施焊接：先焊基準(zhǔn)點(diǎn)處焊縫,再焊周邊焊縫,焊接應(yīng)盡可能考慮結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)、節(jié)點(diǎn)對(duì)稱(chēng)、型材翼緣對(duì)稱(chēng)、均衡對(duì)稱(chēng)施焊。

2.3 型鋼梁的安裝

型鋼梁的吊裝與梁鋼筋的安裝存在較復(fù)雜的交叉作業(yè),通過(guò)工程實(shí)踐總結(jié)出了兩種安裝順序：先穿梁底筋再吊裝型鋼梁的安裝方法和先吊裝型鋼梁再穿梁底筋及面筋的安裝方法。

本工程中選擇第一種安裝工藝,具體操作步驟與柱類(lèi)同。

2.4 混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)

1)混凝土澆筑。澆筑前,應(yīng)對(duì)模板、支架、鋼筋、預(yù)埋件、留洞、預(yù)埋管線(xiàn)等進(jìn)行檢查,澆筑順序按照先澆低標(biāo)高部位,后澆高標(biāo)高部位;先澆柱,后澆梁板樓梯。柱混凝土澆筑當(dāng)層高小于5 m時(shí)采用一次澆筑,當(dāng)層高大于5 m,則采用分層澆筑,一層不超過(guò)4 m。混凝土自高處傾落的自由高度控制在2 m以?xún)?nèi),當(dāng)澆筑高度超過(guò)2 m,應(yīng)采用串筒、溜槽使混凝土下落。柱豎向構(gòu)件應(yīng)先在其底部澆50 mm厚與混凝土配合比相同的堿石砂漿,再分層澆筑,分層厚度500 mm。梁板采用一次澆筑,沿次梁方向進(jìn)行。梁應(yīng)按其高度采取整澆及斜面分層澆筑。板厚度設(shè)標(biāo)志塊控制,隨澆隨移。梁板的澆筑帶寬度控制在3 m以?xún)?nèi)。2)接縫處理。a.施工縫設(shè)置：每層水平施工縫設(shè)置于板面和梁下;豎向施工縫設(shè)置在以下部位：有主次梁的樓板,宜順著次梁的方向澆筑,施工縫留在次梁跨度的中間至1/3跨度范圍內(nèi);單向板施工縫設(shè)置在平行于板短邊的任何位置,雙向板施工縫設(shè)置在板跨中至1/3跨度范圍內(nèi)。b.施工縫的處理：在施工縫處繼續(xù)澆筑混凝土?xí)r,已澆筑的強(qiáng)度不應(yīng)小于1.2 N/mm2。已硬化的施工縫表面應(yīng)鑿毛、清除浮漿和松動(dòng)石子及軟弱混凝土層,并澆水潤(rùn)濕。3)混凝土的養(yǎng)護(hù)。一般混凝土澆筑后12 h內(nèi)應(yīng)派專(zhuān)人進(jìn)行覆蓋和澆水養(yǎng)護(hù),梁板養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7 d。柱等豎向構(gòu)件的帶模養(yǎng)護(hù)時(shí)間為2 d,在此期間應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù),拆模后采用養(yǎng)護(hù)液養(yǎng)護(hù)。梁板等平面構(gòu)件采取覆蓋麻袋澆水養(yǎng)護(hù),澆水次數(shù)應(yīng)能使混凝土處于濕潤(rùn)狀態(tài)。在已澆筑的混凝土強(qiáng)度未達(dá)到1.2 MPa以前,不得在其上踩踏或安裝模板及支架。

3 結(jié)語(yǔ)

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)還有很大的發(fā)展空間,型鋼混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)既有鋼筋又有型鋼,施工難度大,交叉作業(yè)多,施工前應(yīng)做好策劃,從以下幾方面入手對(duì)工程施工進(jìn)行控制：

1)型鋼翻樣圖與鋼筋加工翻樣相配合。2)型鋼柱的安裝控制應(yīng)從柱腳開(kāi)始,底層預(yù)埋柱安裝質(zhì)量基本決定了整個(gè)工程型鋼柱的安裝質(zhì)量。交叉作業(yè)安裝難度在底層柱充分體現(xiàn),要切實(shí)重視底層預(yù)埋柱安裝控制。施工現(xiàn)場(chǎng)型鋼柱質(zhì)量控制應(yīng)從軸線(xiàn)、標(biāo)高、焊接質(zhì)量上著手。3)型鋼梁與梁鋼筋的安裝存在一個(gè)誰(shuí)先施工的問(wèn)題?？上劝惭b梁底筋,也可先吊裝型鋼梁,具體的操作應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,這便是交叉作業(yè)的難點(diǎn),處理得當(dāng)有益于工期縮短。

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