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我國(guó)南京長(zhǎng)江第五大橋是世界上跨徑最大的鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的索塔斜拉橋，采用的正是鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)施工技術(shù)。該項(xiàng)施工技術(shù)不僅優(yōu)化了其結(jié)構(gòu)尺寸，還提高了結(jié)構(gòu)的承載力。在建筑行業(yè)的發(fā)展中該項(xiàng)組合結(jié)構(gòu)已逐步成為一項(xiàng)重要的結(jié)構(gòu)體系并得到了全面應(yīng)用，因此文章對(duì)建筑工程鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行的具體分析和研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)概述

在建筑工程的結(jié)構(gòu)分類中，出現(xiàn)最早的是木結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)，然后是混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)。從本質(zhì)上來(lái)講，鋼-混凝土結(jié)構(gòu)是在混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的又一類結(jié)構(gòu)形式，其綜合了鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的各自優(yōu)點(diǎn)，易于滿足現(xiàn)代土木工程結(jié)構(gòu)對(duì)功能的要求，綜合效益較為顯著。我國(guó)建筑工程在很長(zhǎng)一段時(shí)期廣泛使用混凝土結(jié)構(gòu)，但是對(duì)于超高層、大跨度重載結(jié)構(gòu)，包括橋梁結(jié)構(gòu)等，單一的混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足其功能方面的相關(guān)要求。例如超高層的建筑施工項(xiàng)目，如果還是采用純混凝土結(jié)構(gòu)，那么其自重較大且施工速度較慢，基礎(chǔ)造價(jià)偏高[1]。如果采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)則會(huì)帶來(lái)顯著的綜合效益，比如能夠降低樓蓋的結(jié)構(gòu)高度、減小柱子的截面尺寸、降低基礎(chǔ)造價(jià)、增加使用空間、加快施工速度等。鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)結(jié)合了兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，還能夠有效避免混凝土的裂縫外露。

鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)還適合我國(guó)基本建設(shè)的國(guó)情，如果我國(guó)完全推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)階段還不具備一定條件；如果完全采用混凝土結(jié)構(gòu)，那么有些特殊的結(jié)構(gòu)又很難滿足對(duì)功能的要求。鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的造價(jià)介于鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)之間，在性能上也是將兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，而且該組合結(jié)構(gòu)已成為結(jié)構(gòu)體系的重要發(fā)展方向之一，其發(fā)揮的作用較為靈活，能夠提供良好的發(fā)展空間。

鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)如下：（1）經(jīng)濟(jì)效益顯著。鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的承載力較強(qiáng)，能夠有效減小構(gòu)件截面，而且能承受構(gòu)件自重和施工荷載，增加使用空間，經(jīng)濟(jì)效益顯著。（2）具有抗震性和防火性。鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)具有較高的延性和韌性，抗震和抗沖擊性能較好，能夠有效避免脆性破壞。

2 工程概況

筆者近年來(lái)負(fù)責(zé)施工的龍游縣公共文化中心，其中有一個(gè)單體便民中心，地下部分為鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，地上為全鋼結(jié)構(gòu)工程，樓面為鋼筋桁架樓承板，共4層。在該工程的建造中運(yùn)用了大量現(xiàn)代建造技術(shù)，建筑物柱中型鋼為十字形狀或箱形狀，從其受力情況來(lái)看，主要是偏心受壓柱，均需要較高水平的焊接技術(shù)，從而避免出現(xiàn)焊接技術(shù)水平偏低引起的質(zhì)量問(wèn)題。各個(gè)構(gòu)件在焊縫要求方面也存在差異，如鋼筋牛腿結(jié)構(gòu)、翼緣板結(jié)構(gòu)以及腹板之間部分的焊縫要求一級(jí)焊縫，而其他構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)板與鋼筋之間的焊接根據(jù)設(shè)計(jì)要求為二級(jí)或三級(jí)焊縫。

3 鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)施工工藝原理

鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的核心是型鋼構(gòu)件，在型鋼構(gòu)件外側(cè)設(shè)置縱向受力鋼筋和混凝土結(jié)構(gòu)，施工前首先要加工完成型鋼，然后進(jìn)行吊裝。在梁與柱對(duì)接焊接前，要對(duì)柱軸線的位置和型鋼柱翼緣的垂直度等進(jìn)行檢查，將誤差控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，再通過(guò)合理的吊裝、安裝、焊接方法控制型鋼的焊接變形。

4 鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)施工流程

（1）塔吊吊裝。一般情況下在塔吊吊裝中采用兩點(diǎn)正吊或者四點(diǎn)正吊的方法，當(dāng)鋼架起吊時(shí)離地面50cm時(shí)暫停，待檢查無(wú)誤后再繼續(xù)起吊，塔吊起吊時(shí)現(xiàn)場(chǎng)需要專門的塔吊信號(hào)工在一旁指揮。

（2）鋼結(jié)構(gòu)校正。第二段及以上鋼柱采用千斤頂校正法進(jìn)行校正，鋼結(jié)構(gòu)用千斤頂撐住，然后由施工人員用全站儀校準(zhǔn)對(duì)直進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)微調(diào)。

（3）構(gòu)件連接固定。構(gòu)件安裝采用焊接或螺栓連接的方式，首先需檢查連接的節(jié)點(diǎn)，在檢查合格后方能進(jìn)行焊接或緊固。安裝定位焊縫不需承受荷載時(shí)，焊縫厚度應(yīng)不少于設(shè)計(jì)焊縫厚度的2/3，焊縫長(zhǎng)度不宜小于25mm，位置應(yīng)在焊道內(nèi)。

（4）探傷檢查。無(wú)損檢測(cè)要在外觀檢查合格后進(jìn)行，進(jìn)行焊縫無(wú)損檢測(cè)的相關(guān)人員必須持有相應(yīng)探傷方法的二級(jí)或二級(jí)以上資格證書，有下列情況之一出現(xiàn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行表面檢測(cè)：①如果在進(jìn)行外觀檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)裂紋，應(yīng)對(duì)該批中同類焊縫進(jìn)行100%的表面檢測(cè)；②在根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙與文件規(guī)定進(jìn)行表面探傷時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)表面進(jìn)行檢測(cè)[2]。當(dāng)焊縫表面缺陷超標(biāo)時(shí)應(yīng)對(duì)氣孔、夾渣、焊瘤、余高過(guò)大等缺陷用砂輪打磨、鏟鑿、鉆等方法進(jìn)行處理，必要時(shí)要補(bǔ)焊。

5 鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）安裝程序。首先，安裝柱腳埋件，安裝時(shí)要嚴(yán)格控制埋件高度并加固，然后澆筑混凝土并需要相關(guān)人員在現(xiàn)場(chǎng)看護(hù)，防止位移。與此同時(shí)，安裝調(diào)節(jié)螺母，當(dāng)埋件工作完畢后對(duì)柱腳螺栓進(jìn)行保護(hù)，避免損壞。其次，對(duì)柱腳進(jìn)行灌漿料施工，在灌漿料時(shí)尤其要注意不能從兩個(gè)以上的方向進(jìn)行澆筑，保持從一側(cè)灌漿且要連續(xù)作業(yè)，灌漿完畢之后要覆蓋塑料薄膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)[3]。最后，進(jìn)行柱混凝土施工，應(yīng)先澆筑柱芯混凝土，后澆筑型鋼，柱外側(cè)包裹混凝土，相關(guān)人員要對(duì)澆筑至柱頂標(biāo)高的柱芯混凝土進(jìn)行詳細(xì)觀察，一旦發(fā)現(xiàn)混凝土出現(xiàn)坍落問(wèn)題要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)澆，確保柱芯填滿混凝土。

（2）鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)模板施工。在模板施工中首先要注意模板的尺寸，設(shè)計(jì)模板時(shí)在鋼柱的柱身部位不能設(shè)置對(duì)應(yīng)螺栓，且配板的高度不宜過(guò)高。

（3）起重設(shè)備的選擇。塔吊設(shè)備的型號(hào)應(yīng)根據(jù)建筑面積、建筑層高（型鋼柱層高及重量）來(lái)選擇。當(dāng)層高較大或單層型鋼柱較重時(shí)可在同層內(nèi)進(jìn)行分節(jié)制作安裝，當(dāng)型鋼柱較小時(shí)也可以每2層為1個(gè)吊裝節(jié)，塔吊機(jī)械設(shè)備的選擇要參考起重量并結(jié)合經(jīng)濟(jì)性；當(dāng)局部構(gòu)件較重且層高較低時(shí)也可選用起重機(jī)吊裝。

（4）鋼結(jié)構(gòu)二次深化設(shè)計(jì)。在進(jìn)行鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)施工的過(guò)程中，梁、柱節(jié)點(diǎn)是施工的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)，其施工質(zhì)量直接影響建筑物的整體質(zhì)量。因此，施工前要重點(diǎn)做好關(guān)鍵部位的二次深化設(shè)計(jì)，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)二次優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用鋼筋分層及鋼柱分向理念進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。鋼筋分層即根據(jù)鋼-混凝土梁中的上部或下部主筋排數(shù)，考慮鋼筋保護(hù)層及二排鋼筋間距來(lái)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)板；鋼柱分向即考慮1根柱連接的2根、3根、4根或更多鋼筋混凝土梁，每根梁均分別設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)。目前鋼-混凝土梁與組合柱中型鋼連接的方法主要有三種：“焊”“穿”“繞”。“焊”可細(xì)分為以下兩種方案：第一種方案為在型鋼柱與梁鋼筋連接位置加連接板，同時(shí)重點(diǎn)做好梁結(jié)構(gòu)主筋與節(jié)點(diǎn)板之間的焊接工作；第二種方案為在鋼-混凝土組合柱的鋼柱翼緣上焊接螺紋套筒，然后與主筋螺紋連接?！按奔醋尶蚣芰旱牟糠种鹘畲┻^(guò)鋼柱腹板，達(dá)到主筋不切斷的目的，此方法需經(jīng)設(shè)計(jì)核算腹板強(qiáng)度及穩(wěn)定性?！袄@”是指鋼筋混凝土梁角部鋼筋與型鋼柱并未相交或略有相交時(shí)可不切斷直接通過(guò)或按鋼筋排布圖集彎折后通過(guò)。各種連接方法在不同部位各有特點(diǎn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)人員應(yīng)從工程實(shí)際情況出發(fā)，科學(xué)設(shè)計(jì)，確保工程質(zhì)量得到有效保證。

（5）鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)混凝土的澆搗。由于組合柱特別是梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋密集，澆筑混凝土前要做好前期的施工工序準(zhǔn)備工作。首先，應(yīng)進(jìn)行型鋼柱的校正和焊接的檢查，再對(duì)整個(gè)柱體的位置進(jìn)行檢查調(diào)整，等到平臺(tái)模完成后再進(jìn)行組合柱混凝土施工，施工中要做到同步檢查校正型鋼和組合柱。其次，要做好配合比工作，適當(dāng)加大坍落度，增加混凝土的和易性，在梁柱節(jié)點(diǎn)處如澆搗混凝土有困難時(shí)也可按設(shè)計(jì)要求采用自密實(shí)混凝土。自密實(shí)混凝土施工工藝流程如下：材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)→施工前準(zhǔn)備→自密實(shí)混凝土澆筑→拆模、養(yǎng)護(hù)。自密實(shí)混凝土澆筑時(shí)泵送速度應(yīng)調(diào)至最低，并在出料口處設(shè)置溜槽，避免產(chǎn)生離析，且應(yīng)分段分層連續(xù)施工，為使混凝土表面光滑也可在模板外輔助振動(dòng)或用橡皮錘錘擊。最后，可經(jīng)設(shè)計(jì)同意在型鋼柱橫向加勁板上開澆搗孔，方便澆搗。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，高層建筑工程項(xiàng)目的數(shù)量也越來(lái)越多，同時(shí)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。該組合結(jié)構(gòu)不但具有良好的抗震性和承載力，而且給建筑行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。文章闡述了鋼-混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點(diǎn)，并以筆者近年來(lái)負(fù)責(zé)的工程為例，詳細(xì)分析了鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)，進(jìn)一步推動(dòng)了該組合結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)的發(fā)展。