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        大跨度高支模型鋼混凝土梁施工技術(shù)

        2022-12-02 04:40:50王婭璞胡雪垠林志平李駿周怡露
        工程建設(shè)與設(shè)計 2022年20期
        關(guān)鍵詞:混凝土結(jié)構(gòu)施工

        王婭璞,胡雪垠,林志平,李駿,周怡露

        (中國建筑第二工程局有限公司華南分公司,???570100)

        1 引言

        型鋼混凝土有優(yōu)越的受力性能,在大跨度、立柱較少的建筑體內(nèi)應(yīng)用廣泛。在現(xiàn)場施工中,需采取措施使型鋼與混凝土成為一體,方能發(fā)揮二者的優(yōu)勢。同鋼結(jié)構(gòu)建筑相比較,型鋼混凝土整體穩(wěn)定性較好,且具備較大的抗彎強度,防火性能好,工程造價低;同鋼筋混凝土建筑相比,型鋼混凝土可以承受較大的荷載,且抗變形能力強,具有較好的抗震能力。目前,在大跨度、立柱較少、上部荷載大的建筑中,這一結(jié)構(gòu)得到了廣泛應(yīng)用。同傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比較,型鋼混凝土結(jié)構(gòu)還可以提高建筑的空間使用率,減少建筑變形。然而,由于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)使用的工程材料種類較多,面臨著一些新的施工問題,對型鋼混凝土施工技術(shù)提出了新的要求[1-3]。

        2 工程概況及施工難點分析

        2.1 工程概況

        某新建學(xué)生文體活動中心,占地面積9 711 m2,地下1層,地上3層,建筑高度13.15 m,建筑面積10 411.95 m2,單跨跨度39.6 m,主要設(shè)置游泳館、球館、醫(yī)務(wù)室、廣播室、健身房、跳高室、形體室、舞蹈室以及輔助用房等;文體中心1層層高為4.25 m,2層為4.2 m,3層為4.5 m。圖1為型鋼混凝土梁分布設(shè)計圖。

        地上建筑部分梁和柱為現(xiàn)澆,樓板采用的是裝配式疊合板,屬于裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu),最大跨度為39.6 m,采用型鋼混凝土框架柱和型鋼混凝土梁相結(jié)合的方式。型鋼梁柱的截面尺寸和材料等級見表1。表2為地上結(jié)構(gòu)與地下結(jié)構(gòu)混凝土強度等級表。

        表1 型鋼梁柱的截面尺寸和材料等級

        表2 地上結(jié)構(gòu)和地下結(jié)構(gòu)混凝土強度等級表

        2.2 施工難點分析

        1)本工程現(xiàn)場支模高度為10.45 m,支模高度較高,采用普通類型模板支架無法滿足大跨度型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的施工安全需求。

        2)本工程最大跨度值為39.6 m,對型鋼混凝土施工技術(shù)提出了更高的要求,鋼梁最大截面尺寸為400 mm×1 600 mm。

        3)施工時需要安裝鋼平臺,施工過程存在許多工程設(shè)備,安裝和拆除都需要花費較多的人力和物力,使現(xiàn)場工期延長。

        3 大跨度高支模型鋼混凝土梁柱安裝施工技術(shù)研究

        3.1 型鋼柱的安裝

        1)型鋼柱腳埋置。型鋼柱腳的埋置分為埋入式、非埋入式及埋入式與非埋入式相結(jié)合3種方法。埋入式與非埋入式相結(jié)合的施工方法為:在基礎(chǔ)澆筑前預(yù)先埋置連接螺栓,利用螺栓將型鋼柱底端的鋼底板與基礎(chǔ)頂端進行連接,再澆筑混凝土避免螺栓與外界聯(lián)系,從而實現(xiàn)型鋼柱與基礎(chǔ)的良好連接,確保整個結(jié)構(gòu)具有較好的穩(wěn)定性。

        2)型鋼柱現(xiàn)場施工過程中,有以下幾點注意事項:(1)型鋼柱加工過程中,鋼筋排列圖應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙確定,確保各個數(shù)值精確無誤。同時,按照設(shè)計圖紙,可能出現(xiàn)鋼筋的穿孔位置與焊縫或型鋼柱腹板重疊,此時應(yīng)調(diào)整穿孔位置,并且與焊縫的距離大于或等于12 mm。(2)在進行型鋼柱澆筑工作前,應(yīng)對鋼柱及柱腳底板進行再次定位,避免鋼筋綁扎過程對型鋼柱的影響,定位方法與一般的測量定位方法一致,應(yīng)特別注意型鋼柱的垂直度,確保垂直度偏差在規(guī)范要求范圍內(nèi)。圖2為型鋼柱施工實景。

        3.2 型鋼梁安裝要點

        利用運輸設(shè)備將工廠制作好的鋼梁運至施工現(xiàn)場,利用汽車吊將其放置于材料碼放場地。型鋼梁吊裝之前,在型鋼梁的上端焊接吊耳,待焊接點達(dá)到足夠強度時,利用工程設(shè)備將型鋼梁運送至塔吊的回轉(zhuǎn)半徑范圍內(nèi)。利用塔吊將型鋼梁放置于鋼柱的牛腿上端,位置確認(rèn)無誤后,將焊接的吊耳移除。安裝過程中,應(yīng)確保鋼梁翼緣與牛腿二者中心重疊,從而保證型鋼梁放置于預(yù)定的軸線處。同時,可以利用水平調(diào)節(jié)絲桿對型鋼梁的垂直度進行調(diào)節(jié),利用垂直調(diào)節(jié)絲桿對型鋼梁的豎向標(biāo)高進行調(diào)節(jié)。圖3為型鋼梁安裝實景。

        3.3 型鋼梁、柱的焊接

        對型鋼梁與柱二者之間的連接點焊接時,有以下注意事項:

        1)焊接材料選擇。使用低氫型的焊條,基于焊接接頭應(yīng)與鋼材強度大致相同的原則,可采用E5015型的電焊條。焊條使用時間超過4 h應(yīng)再次烘熔。

        2)焊接方法選擇。為了避免最終形成的焊縫分布不均勻、孔隙過大,在焊接過程中,應(yīng)注意選用直徑較小的焊條,焊道窄且薄,采用多層多道的焊接措施進行焊接。前幾遍焊接時,選用的焊條直徑和焊接電流應(yīng)較小。

        4 大跨度高支模型鋼混凝土施工技術(shù)要點研究

        4.1 型鋼柱模板加固施工技術(shù)

        當(dāng)型鋼柱模板安裝完畢后,會澆筑混凝土,混凝土初凝前,模板承受的側(cè)壓力來自處于塑性狀態(tài)的構(gòu)件;當(dāng)混凝土振搗完畢后,混凝土轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài),模板此時承受的側(cè)壓力為最大值;在整個振搗過程中,模板隨之發(fā)生彈性變形,待振搗結(jié)束后,彈性變形隨之消失。若在型鋼混凝土柱成型過程中,模板所承受強度大于自身的彈性強度值,會發(fā)生不可逆的塑性變形,這樣不利于型鋼混凝土柱成型。因此,應(yīng)確保模板材料具備一定的強度值。

        本工程所用型鋼柱截面尺寸為H900 mm×500 mm×28 mm×28 mm、H700 mm×500 mm×22 mm×2 mm,針對不同尺寸的型鋼柱,應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的模板加固方案。

        1)若型鋼柱模板的單邊尺寸在1 000 mm以上,模板高度大于4 000 mm時,加固方案如圖4所示。這一支撐體系由模板、扣件式鋼管腳手架及龍骨構(gòu)成。

        2)若型鋼混凝土柱單邊尺寸在1 200 mm以上,加固方案如圖5所示。在距離地面200 mm處設(shè)置提供橫向支撐作用的圓形鋼管,之后每間隔600 mm再設(shè)置橫向的圓形鋼管。

        4.2 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土澆筑施工技術(shù)

        型鋼混凝土不同于一般的鋼筋混凝土,結(jié)構(gòu)中增加了型鋼,因此,在混凝土澆筑時要格外注意混凝土的配比。在施工中為了達(dá)到混凝土的強度要求,要注意以下要求:

        1)為了方便混凝土澆筑,型鋼在設(shè)計加工時要提前流出排氣孔。排氣孔的設(shè)置前提是,不影響型鋼的結(jié)構(gòu)。

        2)混凝土中所有的配料粒徑控制在5~25 mm,坍落度下限值為160 mm,上限值為180 mm,方可使混凝土流動性良好。

        3)混凝土澆筑時也要不停地振搗,當(dāng)型鋼排氣孔中出現(xiàn)冒漿,即停止振搗,進行另外一側(cè)的澆筑和振搗,直至兩側(cè)的混凝土均澆筑完畢后,方可進行下一步更為細(xì)致的振搗工作。

        5 結(jié)論與展望

        5.1 結(jié)論

        1)型鋼梁柱安裝中,應(yīng)注意與其他構(gòu)件的銜接,使構(gòu)件整體具備足夠的穩(wěn)定性;焊接過程中,應(yīng)選用合適的焊接方法和參數(shù)對焊縫進行焊接。

        2)型鋼混凝土施工中,對于單邊尺寸不一致的型鋼柱模板,提出了相應(yīng)的模板加固方案。

        5.2 展望

        型鋼混凝土施工技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大跨度建筑物中,采用這一技術(shù)有如下優(yōu)勢:與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,可以降低混凝土與鋼筋的工程量,減少人力物力的使用,減少施工費用,提高施工效率,提升工程質(zhì)量。因此,將型鋼混凝土施工技術(shù)應(yīng)用于大跨度建筑物可以發(fā)揮顯著的社會經(jīng)濟效應(yīng)。

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