馬云昌，楊仲坡

（1.溫州寶信房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，浙江 溫州325000；2.浙江省工業(yè)設(shè)計研究院，杭州310000）

1 引言

超高層型鋼混凝土結(jié)構(gòu)以其獨(dú)有的高承載、強(qiáng)抗壓抗震性能、穩(wěn)耐久性和耐火性被廣泛應(yīng)用于高層或超高層建筑、公路橋、鐵路橋、航站樓、火車站和地鐵站等工程建設(shè)中。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵在于型鋼混凝土梁柱與鋼桁架、鋼梁關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的施工工藝、施工技術(shù)和質(zhì)量管控。

2 超高層結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計特點(diǎn)

超高層結(jié)構(gòu)建筑物的重力荷載與建筑物的高度具有緊密的關(guān)聯(lián)。在常規(guī)環(huán)境下，建筑物重力荷載會隨建筑物的高度增加而急速增大。同時超高層建筑物對抗震性能要求比較高，地震效應(yīng)與建筑物的高度具有正向破壞作用，隨著高度的增大，建筑物所受地震作用效應(yīng)增大。并且隨著建筑物層數(shù)高度的增加，重力二階效應(yīng)成為不可忽視的問題，由于建筑物的高度發(fā)生變化，從而降低建筑物的結(jié)構(gòu)承載力和整體穩(wěn)定性。隨著傾覆力矩增大，高層建筑物整體穩(wěn)定性要求也會提高。同時豎向構(gòu)件產(chǎn)生的縮短變形差對結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響也會增大【1】。

3 超高層型鋼混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)建的重難點(diǎn)分析

超高層型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在構(gòu)建過程中存在一系列問題。因其高度的大幅上升，會給型鋼混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的吊裝帶來巨大的安全隱患。同樣，因框架結(jié)構(gòu)的需要，大型構(gòu)件運(yùn)輸需要進(jìn)行特殊的安排。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)建中所存在的問題是工程建造需密切關(guān)注的方向。超高層型鋼混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下4 個方面:

1）基于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)梁、柱、鋼桁架和鋼梁構(gòu)件的體積、重量大，給構(gòu)件的吊裝和運(yùn)輸帶來一定的難度，在施工過程中需加強(qiáng)對構(gòu)件吊裝和運(yùn)輸?shù)闹攸c(diǎn)管控。

2）因工程構(gòu)件間的銜接需要，在很多方面都需要對型鋼混凝土梁、柱進(jìn)行穿孔，以便于不同類型構(gòu)件間的銜接。基于構(gòu)件的連接問題，此處會涉及有關(guān)型鋼混凝土構(gòu)件和其他鋼梁構(gòu)件節(jié)點(diǎn)建造的配筋問題，這也是超高層型鋼混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中需重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)難點(diǎn)。

3）安裝精度的控制。施工過程中型鋼混凝土結(jié)構(gòu)件和鋼桁梁、鋼梁屬于2 種類型不同的構(gòu)件組合，2 種結(jié)構(gòu)類型的連接精度是工程建設(shè)需重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)難點(diǎn)。

4）因其是超高層的建筑結(jié)構(gòu)，鋼架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)建設(shè)是尤為重要的，因此，要重點(diǎn)關(guān)注底層預(yù)埋型鋼混凝土梁柱的安裝質(zhì)量以及上層型鋼梁柱的吊裝和質(zhì)量控制。

4 超高層混凝土結(jié)構(gòu)關(guān)鍵施工技術(shù)和質(zhì)量控制

4.1 超高層型鋼混凝土構(gòu)件的加工

為保障型鋼混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)的合理性、規(guī)范性，構(gòu)件制造應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)國家相關(guān)加工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范性文件GB 50205—2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》與GB 50211—1995《鋼結(jié)構(gòu)工程檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》中對型鋼加工所提出的規(guī)定性要求進(jìn)行加工。型鋼混凝土構(gòu)件具體制作流程可總結(jié)為：前期準(zhǔn)備→材料檢驗→下料放樣→號料→制孔、打坡口→對接→矯正→焊接肋板→校正→超聲波探傷→焊接栓釘→清理→試裝→裝備→成品檢驗。其制作流程復(fù)雜，需嚴(yán)格按制作規(guī)程、制作工藝進(jìn)行，從而確保型鋼混凝土構(gòu)件的質(zhì)量和性能【2】。

4.2 型鋼混凝土構(gòu)件的運(yùn)輸

型鋼混凝土構(gòu)件的運(yùn)輸應(yīng)基于構(gòu)件的規(guī)格和自身重量選用承重相當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸車輛進(jìn)行運(yùn)輸。在運(yùn)輸過程中應(yīng)基于構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和放置條件使用一定的固定手段對其進(jìn)行穩(wěn)定，確?；炷翗?gòu)件在運(yùn)輸過程中車體堆放的平整穩(wěn)實(shí)，避免構(gòu)件從車輛散落情況的發(fā)生。

4.3 型鋼混凝土構(gòu)件的工藝安裝流程

型鋼混凝土構(gòu)件的安裝可分為2 個步驟進(jìn)行。

4.3.1 預(yù)埋構(gòu)件的安裝

根據(jù)施工規(guī)范和圖紙優(yōu)化設(shè)計要求，對型鋼混凝土預(yù)埋構(gòu)件進(jìn)行安裝。預(yù)埋構(gòu)件主要是預(yù)埋螺栓的施工安裝。在混凝土施工初期，采用定型模具對型鋼混凝土柱的安裝位置進(jìn)行固定，位置固定后在模具上對型鋼混凝土柱地腳螺栓位置進(jìn)行定位，確定標(biāo)高和垂直度后進(jìn)行螺栓加固，用每組螺栓配置3 組鋼筋井架加固的方式對螺栓進(jìn)行加固，堅持井架位置與結(jié)構(gòu)鋼筋位置盡量相連的原則，確保相互間的連接。為了防止地腳螺栓出現(xiàn)移位和下沉的不良狀況，施工人員在筏板上下2層鋼筋網(wǎng)之間加固和支撐。最后利用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等位置測量儀器對螺栓位置及標(biāo)高進(jìn)行檢查驗收，在驗收合格的基礎(chǔ)上進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)。

4.3.2 吊裝構(gòu)件的安裝

型鋼混凝土的吊裝,吊裝部分可以分為2 部分進(jìn)行：

1）底層預(yù)埋型鋼柱的吊裝。底層預(yù)埋型鋼柱安裝要嚴(yán)格按照先前確定的輪廓線進(jìn)行施工安裝，在安裝調(diào)試過程中利用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀對其位置進(jìn)行矯正和檢驗，在確保位置精確性的前提下把預(yù)埋混凝土柱與筏板鋼筋網(wǎng)進(jìn)行焊接和加固，確保底層型鋼混凝土柱位置的精確性和垂直性。

2）頂層型鋼柱、梁的吊裝。把型鋼混凝土柱進(jìn)行起吊與底層的混凝土進(jìn)行對接，一定要確保起吊型鋼柱的垂直性，在兩者橫縱軸對齊時，使用高強(qiáng)螺栓對其進(jìn)行臨時固定，后使用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀對其銜接度進(jìn)行測驗和矯正，重復(fù)起吊直至位置達(dá)到要求精度，在確保其位置精確性的前提下，進(jìn)行最終的高強(qiáng)螺栓固定，并把螺栓調(diào)至一定的規(guī)范扭矩。

5 型鋼混凝土構(gòu)件與鋼筋混凝土構(gòu)件組合結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵施工技術(shù)

超高層混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵就在于型鋼混凝土構(gòu)件與鋼筋混凝土構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)構(gòu)建問題，工程建設(shè)中會涉及眾多2 種結(jié)構(gòu)類型混凝土的銜接問題，因此，型鋼混凝土柱穿孔的位置和精度控制是超高層型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵施工技術(shù)。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)施工，施工的要點(diǎn)為型鋼混凝土柱貫穿鋼筋孔位和對拉螺栓孔位的預(yù)留。可以用以下3 種方式解決此種問題。

1）根據(jù)設(shè)計型鋼混凝土柱的加固方案來確定貫穿孔位和對拉螺栓在型鋼柱中的預(yù)留位置。

2）依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙中梁柱節(jié)點(diǎn)處縱筋和腰筋的型號、位置來確定在型鋼混凝土柱中預(yù)留孔洞的位置和開孔大小。依據(jù)框架梁節(jié)點(diǎn)處腰筋和拉構(gòu)鋼筋的型號、位置來確定型鋼混凝土梁預(yù)留孔洞的位置和大小。

3）為防治型鋼梁翼緣板性能的弱化，在梁柱節(jié)點(diǎn)處，把縱筋進(jìn)行打彎，進(jìn)行綁扎安裝。

6 型鋼混凝土構(gòu)件的模板工程

6.1 定型類模板

定型類模板有多種，如定型類木模板、定型類鋼模板，利用定型模板能夠提升工程施工速度和確保型鋼柱、梁的成型效果。但在具體應(yīng)用過程中存在一個基本問題，定型模板的使用會涉及塔式起重機(jī)，因各種外在和內(nèi)在因素的影響，會對工程產(chǎn)生一定的不利影響【3】。

6.2 爬模

爬模與定型類模板的不同之處在于不同安裝塔式起重機(jī)進(jìn)行吊裝，并且安裝速度快，但也存在許多問題，爬模對于型鋼混凝土構(gòu)件形成產(chǎn)生一定的影響，效果一般。到工程拆模階段，處于陰角處的模板拆卸起來具有一定的難度。

6.3 拼裝木板模

拼裝模板模具有前兩者都無法比擬的優(yōu)勢，不僅安裝速度快，型鋼混凝土構(gòu)件形成效果好，還不需要重復(fù)搭建塔式起重機(jī)，在模板的拆卸過程中也比較便捷。同時，型鋼混凝土柱與鋼筋混凝土現(xiàn)澆板可以同時施工進(jìn)行。

7 結(jié)語

綜上所述，超高層型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)用中存在諸多的技術(shù)重點(diǎn)和難點(diǎn)，為能更好地推進(jìn)此種組合結(jié)構(gòu)的發(fā)展，需在施工技術(shù)、施工工藝和施工質(zhì)量控制方面投入更多的科研精力，突破關(guān)鍵施工技術(shù)瓶頸約束，確保工程質(zhì)量。