鄭志鵬

(福建省第五建筑工程公司　福建泉州　362000)

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石獅明昇凱悅酒店型鋼混凝土結(jié)構(gòu)鋼骨架施工關(guān)鍵技術(shù)

鄭志鵬

(福建省第五建筑工程公司福建泉州362000)

當(dāng)前，由型鋼、鋼筋為骨架與混凝土形成整體的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)已逐漸成為綜合性高層建筑經(jīng)常采用的一種結(jié)構(gòu)形式，而在施工中控制好鋼骨架的施工工藝對(duì)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)整體施工質(zhì)量至關(guān)重要。文章以石獅明昇凱悅酒店工程為例，詳細(xì)介紹了型鋼混凝土轉(zhuǎn)換層型鋼的吊裝、連接，型鋼與鋼筋連接等關(guān)鍵施工技術(shù)。

型鋼混凝土；鋼骨架；施工技術(shù)

0　引言

型鋼混凝土(Steel Reinforced Concrete ,SRC)是在鋼筋混凝土中配置型鋼所形成的組合結(jié)構(gòu), 也稱為勁性混凝土或鋼骨混凝土，近年來被廣泛應(yīng)用于高層以及超高層建筑中。根據(jù)已有研究表明, 這種組合構(gòu)件不僅能避免單一材料的弱點(diǎn), 同時(shí)由于構(gòu)件中型鋼、鋼筋(箍筋與縱筋)、混凝土等材料元件之間相輔相成，能更好地發(fā)揮各自的材質(zhì)優(yōu)點(diǎn),使得型鋼混凝土結(jié)構(gòu)具有受力合理、承載力大, 局部和整體穩(wěn)定性能好, 抗風(fēng)及抗震性能好, 施工周期短, 以及綜合經(jīng)濟(jì)效益較好等優(yōu)點(diǎn)[1-3]。

石獅明昇凱悅酒店結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為框支剪力墻體系，五層梁板為轉(zhuǎn)換層，結(jié)構(gòu)標(biāo)高24.4m，采用型鋼混凝土是該建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)，同時(shí)轉(zhuǎn)換層型鋼的吊裝、連接以及型鋼與鋼筋的配合也成為該建筑結(jié)構(gòu)施工的重點(diǎn)與難點(diǎn)。本文以石獅明昇凱悅酒店工程為例，較為詳細(xì)地介紹了型鋼混凝土鋼骨架的安裝施工關(guān)鍵技術(shù)。

1　工程概況

石獅市明昇凱悅酒店坐落于福建省石獅市區(qū)內(nèi)，由兩座單體樓即1#樓、2#樓及裙房、附樓、整體地下室組成，建筑結(jié)構(gòu)類型為30層框支剪力墻結(jié)構(gòu)，總高度99.57m，總建筑面積58 907m2。其中五層以下裙樓為門廳(20m×20m×13m)、餐廳、宴會(huì)廳(56m×30m×11m)、等酒店的公共大空間，五層為型鋼混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，具體平面如圖1所示，樓層面積4 360m2，型鋼混凝土組合柱采用實(shí)腹式焊接十字型鋼柱，截面尺寸1.3×1.3m、1.3×2.2m、1.4×1.4m、1.5×1.5m計(jì)12個(gè)柱位，柱內(nèi)型鋼采用貫通型，型鋼柱的安裝是從地下室地板開始焊接安裝，逐層向上焊接安裝至轉(zhuǎn)換層；從基礎(chǔ)承臺(tái)面至五層樓面設(shè)置，全高為33.57m；型鋼混凝土組合梁采用實(shí)腹式焊接H型鋼，梁斷面尺寸0.8×1.8m到2.2×2m、1.2×2.6m不等，計(jì)5根鋼梁，鋼梁凈跨29.6m，單根鋼梁重9.96t。所有型鋼均采用Q345B型鋼板。鋼柱牛腿與鋼梁、鋼梁與鋼梁之間均采用栓焊連接，腹板采用10.9級(jí)摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，翼板采用加墊板現(xiàn)場焊接。

2　型鋼混凝土轉(zhuǎn)換層鋼骨架施工難點(diǎn)

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)鋼骨架有鋼柱和鋼梁，鋼柱為十字柱，高度33.47m，重量達(dá)34.8t；鋼梁為H型，梁長29.6m，重9.96t，現(xiàn)場不具備構(gòu)件整體運(yùn)輸和塔吊吊裝條件。對(duì)構(gòu)件進(jìn)行合理的分段、場內(nèi)運(yùn)輸、吊裝及精確定位連接安裝是型鋼施工的關(guān)鍵。

配置型鋼的轉(zhuǎn)換梁配筋率高，在梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋異常密集，與型鋼排布矛盾突出，相互影響較大，綁扎難度大，是鋼筋施工安裝的難點(diǎn)。

3　型鋼混凝土結(jié)構(gòu)鋼骨架施工

3.1型鋼的吊裝、連接

本工程型鋼混凝土結(jié)構(gòu)鋼骨架有鋼柱和鋼梁，因安裝位置的不同，以及作業(yè)現(xiàn)場不具備構(gòu)件整體運(yùn)輸和塔吊吊裝條件，故采取場外分段制作、運(yùn)輸，場內(nèi)拼裝、吊裝。

3.1.1型鋼柱的吊裝

施工前制定施工方案，依據(jù)施工圖鋼柱所在平面位置的分布情況詳見圖2，將鋼柱的吊裝、連接施工劃分成2個(gè)施工段，在垂直的豎向面上，各段鋼柱依自然層進(jìn)行分段，下層鋼柱安裝完畢后再逐層向上施工，在兩個(gè)施工段均完成下部樓層型鋼混凝土澆筑,以及最后一層鋼柱的吊裝、連接后，再進(jìn)行鋼梁的吊裝、連接工作。

各段鋼柱構(gòu)件在場外制作完成后運(yùn)至現(xiàn)場，因施工場地及塔吊吊重的限制(單段最大重量為10t)，采用30t汽車吊將鋼柱構(gòu)件卸至操作層，再使用專用平板拖車將構(gòu)件轉(zhuǎn)運(yùn)至安裝位置附近進(jìn)行焊接組合，每段接口均設(shè)在樓層面以上1.3m處。鋼柱焊接組合完成后，進(jìn)行無損檢驗(yàn)合格，而后采用搖臂拔桿吊裝。

經(jīng)計(jì)算比選，鋼構(gòu)件吊裝采用1套16m高搖臂桿抬吊的方法吊裝，桅桿基本參數(shù)為：最大的起重量11t，工作幅度5.0m，桅桿長度16.0m，起重滑輪組采用4定4動(dòng)，工作線數(shù)為8直徑為18.5的鋼絲繩，滑輪組自重0.5t，卷揚(yáng)機(jī)牽引動(dòng)力為3t。

吊裝鋼柱時(shí)，搖臂拔桿設(shè)置在鋼柱位置附近1m處，為使吊裝拔桿穩(wěn)定，設(shè)置四向穩(wěn)定拉拔纜風(fēng)繩、固定繩，即在拔桿頂端設(shè)纜風(fēng)繩，在拔桿柱腳設(shè)固定繩，并將纜風(fēng)繩、固定繩拉結(jié)在錨固點(diǎn)上(在已澆搗的鋼筋混凝土樓層上預(yù)埋鋼筋地錨作為錨固點(diǎn))。吊裝的吊點(diǎn)設(shè)置在柱頂，柱子起吊前，在結(jié)構(gòu)面上1m處劃一水平觀測線，用以觀測、復(fù)核鋼柱安裝標(biāo)高。首段鋼柱安裝固定時(shí)，應(yīng)對(duì)地腳螺栓進(jìn)行保護(hù)，以防止鋼柱構(gòu)件吊裝就位時(shí)撞碰損傷螺栓，而影響螺栓緊固。鋼柱吊裝示意圖詳見圖3。

為使鋼柱的垂直度與標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求，必須及時(shí)進(jìn)行鋼柱的安裝校正。校正測量采用兩部經(jīng)緯儀，同時(shí)在縱橫兩個(gè)方向上校對(duì)鋼柱的垂直度，將經(jīng)緯儀縱中絲對(duì)準(zhǔn)柱子座的基線，發(fā)現(xiàn)鋼柱垂直偏差，調(diào)整柱底的矯正螺母，直至鋼柱垂直，以同樣的方法測橫線，使鋼柱的另一方向垂直。經(jīng)緯儀多向觀測，確定鋼柱垂直后，及時(shí)緊固地腳螺栓螺母，并將柱腳墊板與柱腳板焊接固定，同時(shí)做好焊縫檢查工作，確保焊縫質(zhì)量達(dá)到要求。鋼柱焊接固定后，要及時(shí)在柱頂設(shè)置多向纜風(fēng)繩，并將配有法蘭螺栓的纜風(fēng)繩拉緊固定，保證鋼柱垂直度，不傾覆，方便后續(xù)工序的施工。二層以上鋼柱吊裝方法同下部鋼柱，上下兩段鋼柱的連接改為安裝螺栓，在調(diào)整好鋼柱垂直度后，緊固連接螺栓，再次校正垂直度，合格后再焊接固定。

3.1.2型鋼梁的拼接、吊裝

轉(zhuǎn)換層型鋼梁在3層樓板進(jìn)行操作焊接、吊裝，型鋼梁全長29.6m，分3段焊接成型，每段先由汽車吊吊至3層板面，再用自制小平板拖車水平運(yùn)輸至焊接成型位置(即靠近吊裝位置)，組拼焊接完畢后用搖臂拔桿起吊安裝；為使拼裝完成的鋼梁不對(duì)已完工的混凝土梁板造成損害，須在拼裝的鋼梁下墊方木，以減少鋼梁對(duì)混凝土梁板的損害。

鋼梁的拼接：因現(xiàn)場施工與設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)會(huì)存在誤差，故鋼梁長度以現(xiàn)場實(shí)際數(shù)據(jù)確定。鋼梁長度的確定應(yīng)綜合考慮一下3個(gè)因素：一是，鋼梁兩端鋼柱的間距。鋼梁兩端鋼柱安裝完成后，用測距儀從至少2個(gè)方位測量鋼柱的間距，并將測量數(shù)據(jù)校核驗(yàn)證，核驗(yàn)后的數(shù)據(jù)作為鋼梁的安裝長度；二是，因鋼梁較長，在采取分3段現(xiàn)場組對(duì)拼裝時(shí)，鋼梁拼裝的實(shí)際長度按設(shè)計(jì)要求起拱100mm，該起拱會(huì)影響鋼梁的安裝長度；三是，因吊裝作業(yè)，鋼梁撓曲會(huì)產(chǎn)生長度變化，故要考慮減小梁長。在對(duì)影響因素進(jìn)行綜合考慮后，經(jīng)計(jì)算確定鋼梁拼裝的實(shí)際長度，并進(jìn)行實(shí)際控制。鋼梁的對(duì)接焊，采用底部墊襯板，單面坡口熔透焊接成型的方法焊接。

鋼梁的吊裝：鋼梁吊裝采用2套搖臂桿抬吊的方式吊裝鋼梁，每次抬吊一支安裝一支。搖臂拔桿起吊位置布設(shè)在3樓板面，靠近型鋼梁安裝位置一側(cè)。為確保板面有足夠的承載力，施工過程中做到：①三樓板面砼達(dá)到100%強(qiáng)度；②一、二樓滿堂模板支撐體系保留未予拆除；③在每一搖臂拔桿起吊位置板面下部進(jìn)行支撐加強(qiáng)，即搖臂拔桿起吊位置板面下部水平面2×2m范圍內(nèi)立桿間距按0.5m設(shè)置，縱橫向水平桿加密緊固，同時(shí)豎向四面進(jìn)行剪刀撐緊固搭設(shè)。該支撐體系將搖臂拔桿起吊時(shí)受力向下傳遞至一樓板面。根據(jù)設(shè)計(jì)選點(diǎn)，在已拼裝完成的鋼梁上焊置2個(gè)吊耳，穿入鋼絲繩，每臺(tái)搖臂桿起吊一端。2套搖臂桿將構(gòu)件抬吊到安裝高度時(shí)，由牽引繩引導(dǎo)鋼梁，使鋼梁靠向安裝位置，搖臂桿垂直降落將鋼梁擱置鋼牛腿上，隨之進(jìn)行鋼梁與鋼柱的連接工作如圖4所示。

3.1.3鋼柱、鋼梁的連接

鋼柱和鋼梁的板材采用Q345B，鋼梁腹板采用10.9級(jí)摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，翼緣板為坡口熔透焊連接。因人員業(yè)務(wù)素質(zhì)、儀器精度、機(jī)械加工精度及吊裝時(shí)鋼梁的撓曲變形，將會(huì)使預(yù)先加工的梁、柱連接孔位不能對(duì)齊，導(dǎo)致高強(qiáng)連接螺栓無法全部穿過，故設(shè)計(jì)上允許梁柱采用全焊接連接。

鋼梁腹板增加安裝耳板，使摩擦型高強(qiáng)螺栓滿足施工要求，鋼梁腹板在準(zhǔn)確定位并進(jìn)行耳板連接后，即進(jìn)行高強(qiáng)摩擦螺栓安裝的初擰和終擰工序，高強(qiáng)度螺栓嚴(yán)格按順序施擰，由螺栓群的中央向外擰緊。翼緣板為坡口熔透焊連接，設(shè)計(jì)焊縫等級(jí)為二級(jí)，并進(jìn)行100%超聲波探傷檢測，確保焊縫質(zhì)量。安裝過程中，始終采用全站儀坐標(biāo)法進(jìn)行定位及校正，保證安裝和連接效果。鋼梁對(duì)接焊縫采用底部墊襯板，單面坡口熔透焊接成型。

焊接變形控制是現(xiàn)場焊接工作的重點(diǎn)，本工程通過在焊接部位增加連接板約束，采取對(duì)稱施焊，翼緣板焊接采用半自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊等一系列措施，使焊縫變形得到了較好的控制。

3.2鋼筋與型鋼骨架配置的施工

型鋼組合結(jié)構(gòu)中的鋼筋施工是難點(diǎn)，難在鋼筋與型鋼在節(jié)點(diǎn)處的配置排布。為此，在技術(shù)準(zhǔn)備階段，由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人牽頭，組織并協(xié)調(diào)土建與鋼結(jié)構(gòu)施工單位，對(duì)型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)逐一進(jìn)行施工設(shè)計(jì)，以“翼緣板不開孔，腹板<20%”為原則，盡量減少開孔對(duì)腹板造成的破壞，型鋼所有穿筋孔均在工廠內(nèi)預(yù)制及補(bǔ)強(qiáng)。對(duì)轉(zhuǎn)換梁密集鋼筋的綁扎，理清安裝順序，通過技術(shù)準(zhǔn)備階段，對(duì)圖紙深化設(shè)計(jì)，使綁扎工藝過程得到統(tǒng)籌和改進(jìn)。

3.2.1型鋼梁鋼筋原位綁扎

型鋼梁鋼筋綁扎前的支撐架應(yīng)嚴(yán)格按施工方案搭設(shè)，對(duì)支撐的步距、扣件數(shù)量、扭矩全數(shù)進(jìn)行檢查，并重點(diǎn)復(fù)核頂部小橫桿的標(biāo)高，以保證梁頂標(biāo)高到位。穿筋的順序遵循“先主梁后次梁，先主筋后箍筋、主筋先下部后上部，先內(nèi)后外、先直徑大的后直徑小”原則，整體工藝流程如下：

焊接定位鋼筋→焊接錨固鋼板→連接安裝梁底主筋→連接安裝梁面主筋→綁扎內(nèi)箍筋→連接安裝內(nèi)箍筋外的縱向鋼筋→安裝綁扎梁腰筋→外箍筋綁扎。

3.2.2節(jié)點(diǎn)區(qū)柱鋼筋施工

(1)柱內(nèi)箍筋遇型鋼柱腹板：型鋼柱設(shè)計(jì)比框架柱截面尺寸小300mm，若按原設(shè)計(jì)內(nèi)部箍筋均采用單肢箍，多數(shù)內(nèi)箍筋與型鋼相遇。為解決箍筋安裝問題，經(jīng)設(shè)計(jì)單位同意，改內(nèi)套做法為型鋼平面外拉筋做法，減少了腹板打孔的數(shù)量(帶來的問題是拉筋無法一次到位，需二次成型一側(cè)135°彎鉤)，減少了焊接及交叉作業(yè)，加快了施工進(jìn)度。

(2)柱主筋遇型鋼梁或牛腿翼緣板：施工深化設(shè)計(jì)時(shí)，柱主筋已盡量避開型鋼梁與牛腿翼緣板，個(gè)別主筋需穿翼緣板，型鋼制作時(shí)預(yù)留出鋼筋孔，柱主筋安裝時(shí)穿過鋼板上的預(yù)留孔后，與下主筋進(jìn)行直螺紋連接，后進(jìn)行塞焊，塞焊必須做到填滿預(yù)留孔與鋼筋間的空隙，焊縫頂部應(yīng)與錨固板頂面平齊。

(3)柱核心區(qū)箍筋遇型鋼梁或牛腿腹板：因抗震要求，柱箍筋全高加密，柱核心區(qū)有型鋼梁、牛腿，使梁柱節(jié)點(diǎn)處箍筋無法按傳統(tǒng)做法施工。為此，節(jié)點(diǎn)處箍筋分成兩種方式安裝，一是鋼牛腿腹板在工廠內(nèi)打孔，箍筋翻樣時(shí)加工成開口套，安裝穿孔后單面搭接焊接成整體；二是鋼梁腹板需在工廠預(yù)焊連接筋，該部分箍筋安裝時(shí)，與連接筋搭接焊接成形。

清潔機(jī)器人沿所鋪設(shè)的履帶節(jié)向前滑動(dòng)時(shí)需要克服兩者之間的摩擦阻力以及重力沿工作平面的分量?？朔@個(gè)摩擦阻力的驅(qū)動(dòng)力由履帶節(jié)對(duì)驅(qū)動(dòng)鏈輪的反向作用力提供[5]，通過對(duì)清潔機(jī)器人的受力分析可知：

3.2.3節(jié)點(diǎn)區(qū)梁鋼筋施工

梁柱節(jié)點(diǎn)處，無論是鋼筋混凝土梁—型鋼柱節(jié)點(diǎn)，還是型鋼梁—型鋼柱節(jié)點(diǎn)，梁縱向受力筋安裝都非常困難，按梁柱立面投影位置關(guān)系分為以下幾種情況進(jìn)行施工。

(1)梁柱節(jié)點(diǎn)處有增加焊接牛腿的部位，部分梁筋可與牛腿焊接。

(2)型鋼柱之外的梁筋：由于型鋼截面尺寸比柱截面尺寸小300mm(兩側(cè)各150mm)，在這300mm范圍內(nèi)， 梁受力筋可正常穿過，不受型鋼影響，按傳統(tǒng)做法施工。

(3)型鋼柱翼緣板之外的梁筋：此部位應(yīng)在腹板上鉆孔，以便讓梁筋穿過。依據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙，型鋼柱在制作工廠加工過程中先行鉆孔，待現(xiàn)場型鋼柱安裝完畢后，梁筋穿過成孔安裝。

(4)與柱翼緣板相遇的梁筋：此部位梁受力筋與牛腿焊接，實(shí)際施工中，因大部分框支梁設(shè)計(jì)有兩排主筋，在與設(shè)計(jì)商定后，確認(rèn)一排主筋采用連接套筒與柱翼緣板焊接連接(連接套筒與柱翼緣板焊接工作于工廠內(nèi)完成)；二排主筋與牛腿搭接焊，根據(jù)縱橫向梁筋的排布位置，確定牛腿標(biāo)高，進(jìn)而確定梁筋的平焊位置。

4　結(jié)語

型鋼混凝土其型鋼、鋼筋骨架組合結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度大，本工程根據(jù)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點(diǎn)和要求，結(jié)合工程實(shí)際，通過前期細(xì)致的技術(shù)準(zhǔn)備，施工工程中的統(tǒng)籌安排，細(xì)部的工藝改進(jìn)，施工取得圓滿成功，對(duì)同類工程具有一定的參考價(jià)值。

[1]李素梅, 張宇.型鋼混凝土結(jié)構(gòu)研究綜述[J].山西建筑,2006

[2]楊華.談?wù)勪摴腔炷两Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)[J].有色金屬設(shè)計(jì),2004

[3]黃明, 陳穎輝.SRC 組合結(jié)構(gòu)[J].昆明大學(xué)學(xué)報(bào),2006

[4]施純正.大型預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土梁施工[J].福建建設(shè)科技,2009

[5]杜少夫.勁性混凝土結(jié)構(gòu)在工程中的應(yīng)用與分析[Z].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2012

鄭志鵬(1966.01-),建筑施工工程師，主要從事建筑施工技術(shù)方面的工作。

Construction Key Technology of Steel Frame on Shishi Mingsheng Kaiyue Hotel Steel Reinforced Concrete Construction

ZHENGZhipeng

(Fujian Fifth Construction Engineering Company, Quanzhou 362000)

With the rapid development of social economy and the acceleration of urbanization, the steel reinforced concrete structure has gradually became a kind of structural form which is often used by the integrated high-rise buildings，and how to control the construction process of the construction technology of the steel frame is very important to the construction quality of the steel reinforced concrete construction. Combineing of Shishi Mingsheng Kaiyue hotel project, the steel reinforced concrete transfer story section steel lifting, connection, steel and steel bar connection construction key technology were discussed in the paper, which may be a reference for the same trade.

Steel reinforced concrete; Steel frame; Construction technology

鄭志鵬(1966.01-)，工程師。

E-mail:447007943@qq.com

2015-12-22

TU74

A

1004-6135(2016)03-0069-04