摘要：近二十年來，因鋼結構工程具有強度高、重量輕、跨度大、抗震性能好、施工速度快等諸多優(yōu)點，在我國取得了突飛猛進的發(fā)展，廣泛的應用于各類建筑中。本文結合香港大學深圳醫(yī)院行政信息樓中鋼結構工程實例，分析鋼骨柱、梁及鋼管柱的安裝定位及鋼骨混凝土柱、梁之鋼筋、模板、混凝土的施工，與大家共同分享。

關鍵：香港大學深圳醫(yī)院行政信息樓；鋼結構工程；鋼骨柱；鋼骨梁及鋼管柱等

鋼結構有著建筑布局靈活、商品化程度高、質量容易保證、施工時間短、基礎造價低、抗震性能好、輕質高強等一系列的優(yōu)點。與傳統(tǒng)的住宅建筑結構的形式相比，鋼結構還具備綠色建筑以及環(huán)保功能等，受到廣大建筑師、用戶以及開發(fā)商的青睞。在歐美等發(fā)達國家鋼結構的建筑已經有了幾十年的發(fā)展歷史。而且在歐洲的英、法、德、荷蘭等一些國家在建筑別墅住宅時，也用鋼結構的建筑方式逐漸代替的傳統(tǒng)磚結構。而在我國，為了滿足人民群眾日漸增長的住房需要，同時也是為了推進我國建筑行業(yè)的現代化發(fā)展，國家建設部門已經將鋼結構的建筑列入到重點推廣的項目中。近年來，已經在許多城市中應用了鋼結構建筑技術，特別是在公共建筑中的應用越來越廣泛，越來越有優(yōu)勢。例如：杭州、武漢、新疆、上海、北京、深圳等地區(qū)。所以為了更有效發(fā)展我國的建筑施工行業(yè)，對多高層鋼結構的研究勢在必行。

一、鋼骨混凝土柱、梁設計概況

香港大學深圳醫(yī)院位于深圳市南山區(qū)紅樹林西北的深圳灣填海區(qū)16號地塊，臨僑城東路，南臨濱海大道，占地面積19.2萬m2，建筑面積約為35.2萬m2，工程分四個標段建設，計劃總投資25億元。其中Ⅵ標建筑面積約52000m2，建筑總高36.45m，總造價為1.6278億元。行政信息樓工程鋼骨柱由H400×300×20×30和H500×300×20×30兩種類型組成，鋼梁為H型鋼梁，鋼梁的最大跨度29米，最大自重約7噸。 另外，有兩根鋼管柱直徑為D=1200米，從一層直達4層，高度達18米。

二、鋼骨混凝土柱基礎施工

鋼骨柱基座預埋件埋設位置要求相當準確，精度要求高，土建施工時以保證鋼柱安裝的精度為前提，在土建施工中保證一次成活、一次成優(yōu)，確保鋼柱的吊裝精度。在混凝土澆搗前，對每一預埋件進行檢查，對基座預埋件埋設采用上下定位措施，定位前，專人彈線，定好位置后將角鐵支架放入，必要時與結構鋼筋電焊連接，澆混凝土專人監(jiān)護，有移動馬上校正。

混凝土澆搗完成后，應及時對基座預埋件埋設的標高和位置進行復測，如有誤差應及時糾正，確保誤差值小于設計規(guī)定的要求。

三、鋼骨柱、梁的定位

（一）鋼柱安裝定位

1、預埋件水平度和鋼柱定位線經校正確認無誤后可進行鋼柱安裝。

2、首節(jié)鋼骨的安裝：安裝前在每根鋼骨基礎上設置 4 組墊塊，矯正時用墊塊調整鋼骨垂直度、標高，在兩個方向的控制軸線上均布設一臺經緯儀控制垂直度，并用水準儀控制標高。

3、上節(jié)鋼骨的安裝：鋼骨吊裝就位后， 用塔吊纜繩牽拉臨時固定，并用兩臺經緯儀觀測，輔以撬棍在接頭縫隙處用鋼楔塞墊。在鋼骨接頭處架設小型千斤頂在兩個方向上對鋼骨的垂直度進行微調。

4、每節(jié)鋼柱垂直度的校正：用兩臺經緯儀，站在兩個軸線方向校正。通過鋼柱上的十字線或柱邊，用鋼楔子調整柱底腳板，從而進行垂直偏差、位移的測控。

5、鋼柱定位后，將鋼柱與鋼板焊接牢固。采用兩人對稱施焊，以減少焊接變形和因殘余應力引起的鋼柱垂直度偏差。

（二）鋼梁安裝定位

1、鋼梁吊裝前，在梁底模鋪墊木，使墊木上皮標高等于鋼梁下皮標高，墊木間距經計算確定。

2、校正鋼梁的底標高、垂直度、軸線和跨度，使其滿足設計要求。

四、鋼骨混凝土柱、梁施工程序

鋼柱、梁制作并運至現場→搭設鋼柱穩(wěn)固架子→安裝鋼柱，校正并焊接固定→搭設大梁排架及鋼梁安裝操作平臺→支大梁底?！摿旱跹b就位、扶直、校正并焊接固定→綁扎柱鋼筋→支柱模板→澆筑柱混凝土至梁下50mm→綁扎鋼梁之上的梁面筋→綁扎鋼梁之上的梁底筋→綁扎鋼梁之下的梁面筋→綁扎鋼梁之下的梁底筋→綁扎鋼梁兩側腰筋→焊接箍筋→驗收梁筋→支梁側模安裝其他模板→澆筑梁板混凝土→養(yǎng)護。

五、鋼骨混凝土柱、梁施工工藝

（一）鋼骨混凝土柱、梁鋼筋施工

鋼骨混凝土柱梁因其內有型鋼，外包鋼筋，因此與普通結構的鋼筋混凝土結構施工有所不同。鋼骨混凝土柱、梁之鋼筋工程的施工重在梁、柱節(jié)點的穿筋構造，在鋼骨混凝土柱梁施工前首先需要對鋼骨柱梁節(jié)點進行深化設計，深化設計采用Xsteel與AutoCAD相結合的方式，將柱梁節(jié)點交匯處所有柱筋、梁筋與鋼骨的相對位置準確施放在圖紙上，以保證鋼骨上制孔標高、軸線的準確性。

（二）鋼骨混凝土柱、梁模板施工

為了增強混凝土的表面感觀質量，鋼骨柱模板面板采用定型模板，柱模采用18mm厚覆膜膠合板配制，豎龍骨為50×100的木枋，矩形柱模板設計成四塊。在豎龍骨外側用[5#槽鋼加工成可調柱箍加固。

梁模采用18mm厚覆膜膠合板，背枋和托枋均采用50×100木枋。梁板模板支撐架采用型鋼桁架支撐。

1、原材料及配合比

（1）對于鋼骨混凝土結構，由于鋼筋與鋼骨之間間隙較小，對混凝土澆筑的密實帶來較大難度，須對混凝土配合比進行優(yōu)化設計，并在攪拌站進行混凝土試配，保證混凝土澆筑過程中具有較好的流動性、良好的可泵性和保塑性。同時由于500*1300大梁屬于大體積混凝土范疇，為防止施工裂縫的出現，在配合比設計中須考慮降低水泥水化熱，減少單位體積水泥用量，降低溫度應力，并采用低水灰比，提高混凝土的極限抗拉強度，延長混凝土凝結時間。

（2）水泥選用水化熱較低的42.5礦渣水泥，減少混凝土溫度裂縫的出現。

（3）嚴格控制碎石級配，采用0.5～2.5cm連續(xù)級配，含泥量≤0.5%，泥塊含量≤0.2%，針片狀顆粒含量≤5%；并滿足泵送要求。

（4）細集料選用石英含量較高的圓形顆粒狀優(yōu)質天然河砂，細度模數為2.6～3.3，且含泥量≤2%，泥塊含量≤0.5%，其他指標符合現行行業(yè)標準的有關規(guī)定。

（5）采用優(yōu)質I級粉煤灰以改善混凝土的和易性，替代水泥用量降低水化熱，減少收縮，提高抗裂性。使用前按國家標準規(guī)定，進行細度、燒失量和含水率檢驗，合格后方可使用。

（6）在混凝土中摻入適量UEA膨脹劑配制成補償收縮混凝土，防止混凝土收縮產生的裂縫。

（7）采用高效減水劑，增強混凝土的粘聚性與和易性，減小用水量，其摻量根據施工要求，通過試驗室試配確定。

（8）坍落度要求：為便于施工并保證混凝土施工質量，要求運輸到現場的混凝坍落度為180～200mm，并根據澆筑時間對混凝土坍落度作出適當調整。

2、澆筑、振搗

鋼骨混凝土結構內有型鋼，且四周鋼筋圍繞，混凝土澆筑及振搗時死角較多，易造成混凝土不密實，混凝土澆筑擬采取以下措施：

（1）鋼骨柱混凝土澆筑

柱混凝土澆筑過程中從型鋼柱四周均勻下料，每根柱采用4根振搗棒振搗至頂。

對鋼骨柱混凝土澆注的分層厚度控制在500mm以內，同時用標尺桿嚴格控制。由于型鋼砼柱內的鋼筋多，使用Φ30高頻振搗棒，每層必振，振搗時間不得超過20s，待表面泛漿自平，氣泡溢出即可，嚴禁過振。當上層混凝土振搗時振搗棒應插入下層混凝土50-100mm。

（2）鋼骨梁混凝土澆筑

鋼骨梁長度較長，最大跨度達25.2米，混凝土澆筑采用整體澆筑，由中部向兩邊擴展，確保模板支架施工過程中均衡受載。

對于高度大于1000mm的鋼骨梁，混凝土澆筑采用斜向分層澆筑，振搗時間以混凝土面無氣泡泛出為準，設專人監(jiān)控。

鋼骨梁混凝土先從鋼梁一側下料，用振動器在鋼梁一側振搗，將混凝土從鋼梁底擠向另一側，直到混凝土高度超過鋼梁下翼緣板，然后改為雙側對稱下料，對稱振搗，當混凝土澆筑到上翼緣板時，再將混凝土從跨中下料，混凝土由跨中向兩端延伸振搗，將混凝土內氣泡趕向兩端排出為止。

鑒于鋼骨梁為大體積混凝土，因此在混凝土澆筑過程中采用預埋測溫探頭對混凝土進行溫度監(jiān)測，并相應采用一些溫差控制措施，防止了溫差裂縫的出現。

3、兩種不同強度等級混凝土施工界面處理。

柱、梁混凝強度等級≥10Mpa時，先施工柱混凝土至梁施工縫，接著施工梁板混凝土，在交界處用雙層鋼絲網固定于定位支架上。

（四）支撐加固及模板拆除與養(yǎng)護

1、支撐加固

由于鋼骨梁自重較大，除本層支撐系統(tǒng)應滿足各類荷載要求外，還應對其下樓層相應的梁采取逐層加固措施。該工程擬采用分層卸荷的方法，從首層起在鋼骨梁下的模板支撐均不拆除，以保證樓面結構安全。

2、模板拆除及養(yǎng)護

由于鋼骨梁跨度較大，截面較高，故對拆模時間作出嚴格限制：底模從澆筑完畢起28天且強度達100%后方可拆除；側模澆筑后7d開始拆卸固定梁外側的螺栓，然后用撬棍略加撬動以脫離混凝土，澆水養(yǎng)護14d，每天4次，外側模板起保溫保濕作用，防止混凝土因收縮溫差而裂縫。

六、結束語

隨著社會的不斷進步，鋼結構的應用越來越廣泛。本工程鋼骨柱梁的結構復雜，質量要求高，結合本工程的需要，通過組織技術攻關，最終鋼骨與混凝土結構成套施工技術成為本工程取得幾項技術創(chuàng)新成果之一，鋼結構技術成為了本工程推廣應用建筑業(yè)“十項新技術”之一。

參考文獻：

（1）型鋼混凝土組合結構技術規(guī)程（JGJ138-2001）中國建筑工業(yè)出版社，2001。

（2）大體積混凝土施工規(guī)范（GB50496-2009），2009

（3）建筑施工計算手冊-（第二版） ，中國建筑工業(yè)出版社，2007

（4）《型鋼混凝土組合結構構造》（04SG523）