摘要：型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)作為一種極具魅力的組合結(jié)構(gòu)形式，具有其他結(jié)構(gòu)所不具有的獨特優(yōu)點，并且日益廣泛地應(yīng)用于各類建筑與橋梁結(jié)構(gòu)中。本文介紹了某大型商城住宅樓型鋼混凝土轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)，闡述了內(nèi)型鋼柱在吊裝、焊接及模板、鋼筋、砼澆筑等工序施工技術(shù)措施，為類似工程提供借鑒。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換層 箱型柱 箱型粱 型鋼混凝土結(jié)構(gòu) 自密實混凝土
1、工程概況
某大型商城位于市中心城區(qū)，由一棟32層寫字樓、一棟8層商業(yè)樓、一棟29層住宅樓，共3棟樓組成，總建筑面積為312164.9m2。本項目為大型公共建筑工程，包括甲級寫字樓、住宅、大型商場、超市、地下停車場等多種功能。
本工程住宅樓轉(zhuǎn)換層位于5層頂板（6層樓面），6層及以上為住宅，6層以下為商場及車庫。住宅樓地下4層，地上29層。轉(zhuǎn)換層位于27.1 m標高處，屋面最高為105.7m。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)由型鋼混凝土梁、型鋼混凝土柱組成，主要位于24軸～36軸/K軸～F軸。
轉(zhuǎn)換層梁截面為1700mm×2000mm，梁跨度分別為11.6 m（K軸～H軸）、10.4 m（H軸～F軸）。鋼梁截面形式為1650 mmx 1300 mm×50 mmx 50mm，單根構(gòu)件質(zhì)量約25.1t，共有25支，總質(zhì)量約610t。
K軸線鋼柱在27.1m以下為箱型柱，27.1m以上變?yōu)槭咒撝篐軸、F軸鋼柱在27.1m以下為箱型柱，27.1m以上無柱子。J軸、G軸為梁上柱，在27.1m處開始出現(xiàn)。
該轉(zhuǎn)換層所有型鋼梁、型鋼柱外側(cè)均綁扎鋼筋骨架，澆筑于混凝土內(nèi)。箱型鋼柱、箱型鋼梁內(nèi)部通過外部的澆筑孔用混凝土灌滿。
2、轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)
2.1 梁底部鋼筋、箍筋施工
轉(zhuǎn)換梁的箍筋φ16 mm且鋼梁截面尺寸較大，按傳統(tǒng)施工方法先安裝鋼梁再套箍筋，施工難度極大，φ16 mm的鋼筋靠工人手力無法扳開；如果先安裝箍筋則鋼梁無法吊裝。項目部經(jīng)與設(shè)計單位溝通后對箍筋形式進行優(yōu)化，將箍筋分成上下2個U形部分，分別在鋼梁吊裝前后安裝，2個U形箍筋搭接焊接連接成一個封閉箍筋，上下2個箍筋搭接lOd，單面焊接形成1個封閉箍筋。下料時注意相鄰箍筋接頭相互錯開。具體施工程序為：
先鋪設(shè)箍筋下半部（長短頭交錯錯開）→安裝大梁底部鋼筋→大梁底部鋼筋與鋼柱耳板焊接→大梁底部筋先行單獨驗收→吊裝大鋼梁并施焊→安裝大梁上部筋→安裝箍筋的上半部分→箍筋焊接封閉。轉(zhuǎn)換層鋼梁下翼緣板寬度為l300 mm，翼緣板底與梁底模間距為175 mm，如果鋼梁先吊裝則下翼緣板寬度范圍內(nèi)的大梁底筋無法施工。因此為保證鋼梁吊裝及安裝，必須將大梁底筋安裝就位再吊裝鋼梁。大梁底部鋼筋錨固方式為鋼筋與鋼柱耳板雙面焊接5d，底部鋼筋焊接完畢，報請建設(shè)、監(jiān)理單位共同驗收。
2.2 箱型梁吊裝
2.2.1 箱型梁吊裝方案的優(yōu)化
在梁底U形箍筋綁扎及梁底鋼筋與鋼柱耳板焊接完畢且驗收合格后，進行箱型梁吊裝。該轉(zhuǎn)換層的箱型梁截面為1650mmx1300mmx50mmx
50mm，跨度為11m，最重鋼梁整件質(zhì)量為25.1t，共25支。該區(qū)域塔吊為4﹟塔吊（8039）和5﹟塔吊（7427）。單支鋼梁質(zhì)量遠遠超出2臺塔吊起重能力。原吊裝方案為采用租賃200t履帶汽車吊，架立于施工場地北側(cè)的東御街進行吊裝作業(yè)。由于東御街為主要的交通要道，占用道路會對交通帶來極大的影響，且只能在夜間有限的時間內(nèi)進行吊裝作業(yè)，施工極為不便，而且汽車吊的租賃費用十分昂貴。
根據(jù)現(xiàn)場塔吊起重能力及平面布置情況，項目部通過多次研究討論，綜合考慮施工安全、施工質(zhì)量、經(jīng)濟效益、工期要求及施工可行性，經(jīng)與設(shè)計單位進行溝通，對原吊裝方案進行優(yōu)化，將每支25t以上的鋼梁分為3段進行加工，運至現(xiàn)場利用現(xiàn)場已有塔吊分段吊裝。每支梁的分段點設(shè)置在鋼梁的1/3跨位置附近，分段點位置滿足設(shè)計及規(guī)范的要求。分段后每小支鋼梁的質(zhì)量均在塔吊起重范圍內(nèi)。
2.2.2 箱型梁吊裝
分段后的每段鋼梁重量滿足2臺塔吊起吊能力。項目部專門成立鋼梁吊裝領(lǐng)導(dǎo)小組，在吊裝過程中專人監(jiān)督，全程進行監(jiān)控。
吊裝前，項目部對所有鋼結(jié)構(gòu)施工工人、塔吊司機、信號工，進行全面交底，按照鋼梁吊裝小組崗位職責(zé)分工，對所有相關(guān)人員進行安全教育與交底，務(wù)必確保吊裝安全。
2.3 鋼梁組裝與焊接
鋼梁吊裝就位，經(jīng)校核標高、軸線無誤后進行鋼梁焊接作業(yè)：
�。╝）首先吊裝焊接K軸、H軸、F軸柱端鋼梁。鋼梁端部四周開坡口與柱身進行焊接。
�。╞）與柱子焊接的兩端鋼梁焊接組裝完畢后，吊裝中間段鋼梁，就位調(diào)整后落鉤，平穩(wěn)放下。安放就位后進行中間段鋼梁的焊接。中間段鋼梁兩端均與兩側(cè)的端部鋼梁進行對接焊接。
�。╟）施焊前，先檢查焊接部位的組裝和表面清理質(zhì)量。
�。╠）梁與柱焊接，先焊接梁的腹板與柱連接處，再焊接梁的翼緣板與梁的連接處。焊接梁腹板時，兩人同時焊接，直至焊接完成。焊接梁的翼緣板時，兩人對稱焊接，保證焊接同步。
在焊接完成24 h后，對所有焊縫進行100%超聲波探傷。焊縫探傷由專業(yè)檢測機構(gòu)進行，全程探傷檢測均在建設(shè)單位、監(jiān)理單位相關(guān)人員監(jiān)督下進行。為方便檢測箱型梁內(nèi)部焊縫，在每支梁頂部均預(yù)留一塊蓋板，便于人員進入檢測。所有焊縫全部檢測完畢且檢測合格后，方可將蓋板封閉。所有焊縫經(jīng)檢測全部合格后，方可進行鋼梁外部的鋼筋綁扎。
2.4 K軸線鋼柱外側(cè)鋼筋施工
K軸線鋼柱在轉(zhuǎn)換層由箱型柱變截面變成十字柱，截面轉(zhuǎn)換處剛好位于型鋼梁高度范圍內(nèi)。6層樓面以上K軸柱尺寸由1200 mmX1200 mm變成800mmX800mm，6層以下箱型梁截面尺寸為800mmX800mm，這就導(dǎo)致K軸柱6層樓面以上柱東西側(cè)鋼筋剛好正對下部型鋼柱腹板而無法下插。設(shè)計采用套筒將上部柱筋與鋼梁延伸翼緣板焊接連接的方式，詳見圖1、圖2。為保證延伸翼緣板與下部箱型柱連接的可靠性，延伸翼緣板開十字形槽與箱型柱腹內(nèi)十字加勁肋板塞焊。為驗證套筒焊接連接的可靠性，按照現(xiàn)場實際施工條件提前焊制了3組連接試件，試拉結(jié)果顯示套筒與鋼筋及套筒與鋼板的焊接連接處完好，鋼筋拉至頸縮。實驗證明這種通過套筒連接鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)的方式是可靠的。 2.5 粱上生柱鋼筋施工
轉(zhuǎn)換層梁上生柱為型鋼混凝土柱，一共25根。其柱筋與轉(zhuǎn)換層大梁的連接方式為與鋼梁豎向耳板焊接。原設(shè)計為4個方向柱筋分2排分別在豎向耳板內(nèi)外焊接，由于柱內(nèi)十字鋼柱的存在，耳板與鋼柱間操作空間太小，使梁上柱2排筋無法與在耳板內(nèi)部進行焊接。建設(shè)、設(shè)計、監(jiān)理、施工單位邀請權(quán)威專家專門進行了專家論證會，并對柱筋排布進行了優(yōu)化，采取了“并筋”的特殊構(gòu)造，優(yōu)化方案如下：
�。╝）梁上柱縱筋與框支梁鋼梁的連接方式仍采取耳板連接，因用于柱縱筋焊接連接的豎向耳板內(nèi)側(cè)的空間限制，將梁上柱2排鋼筋改至1排。
�。╞）為保證鋼筋間距，將部分柱縱筋作并筋處理，即2根鋼筋并為1束，見圖3。
�。–）并筋應(yīng)先端部雙面焊（長度300 mm）成1束，再焊至耳板上，并筋與耳板焊接長度不小于7d。
�。╠）在豎向耳板與柱翼緣板間加設(shè)填板加強，在梁上柱根兩側(cè)鋼梁上翼緣板上加設(shè)加勁肋進行補強。通過以上優(yōu)化方案，不僅解決了2排筋的放置及連接問題，節(jié)點構(gòu)造也得到了加強。
2.6 轉(zhuǎn)換梁混凝土澆筑
型鋼梁下部設(shè)計有2排φ32mm鋼筋，而且分布密集。梁下部空間僅有175mm高，同時考慮受梁下翼緣板上的栓釘、φ16mm@lO0 mm箍筋、鋼筋保護層墊塊、控制上下排鋼筋間距放置的鋼筋等多方面因素，梁底部澆筑空間極其狹小，若使用普通混凝土，粗骨料很難通過鋼筋與鋼筋之間的間隙，將梁底部下部空間填滿。因此，經(jīng)過配合比優(yōu)化，將梁高度一半的下半部分使用自密實混凝土澆筑，梁上半部分澆筑普通混凝土。
鋼梁的頂部、底部及兩側(cè)均按每隔1m開設(shè)φ150 mm的混凝土澆筑孔，以便混凝土通過澆筑孔將鋼梁底部以及鋼梁內(nèi)部填滿。具體施工程序為：
�。╝）首先從鋼梁兩側(cè)澆筑C30自密實混凝土，邊澆筑邊振搗。對鋼梁底部的混凝土振搗，可將振動棒通過梁頂部的澆注孔下插入鋼梁內(nèi)部，直至鋼梁下翼緣板。通過振動棒對下翼緣板產(chǎn)生的震動，對下部混凝土進行振搗。澆筑時安排專人使用手電通過梁上部澆筑孔向梁內(nèi)照射，觀察梁底部混凝土從兩側(cè)向梁內(nèi)的涌入情況。當(dāng)發(fā)現(xiàn)梁底所有澆筑孔均由下向梁內(nèi)涌進混凝土?xí)r，即證明鋼梁底部已經(jīng)全部填滿，見圖4。
�。╞）當(dāng)鋼梁兩側(cè)及內(nèi)部混凝土澆筑過半，澆至梁側(cè)面澆注孔時，改為澆筑C30普通混凝土，直至完成大梁全部混凝土澆筑。
（C）混凝土澆筑中，安排專人在梁下看護模板，柱自密實混凝土澆筑時，不間斷敲擊柱模板，以輔助混凝土密實。測量人員通過水準儀對梁底模板下?lián)线M行監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常情況及時停止混凝土澆筑并及時處理。
（d）混凝土澆筑完畢，在箱型柱側(cè)模、轉(zhuǎn)換層大梁側(cè)模拆除后，為確保內(nèi)部混凝土澆筑密實，無空洞、未填滿等缺陷，項目部委托中國建筑西南勘察設(shè)計研究院對箱型柱、箱型梁混凝土內(nèi)部澆筑質(zhì)量采用專業(yè)儀器進行超聲波檢測。經(jīng)檢測，箱型柱、箱型梁混凝土均澆筑密實，無質(zhì)量缺陷。
3、結(jié)語
本工程轉(zhuǎn)換層設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中鋼筋連接方式的型鋼梁、型鋼柱的構(gòu)造形式在國內(nèi)尚屬罕見，施工難度非常大。我單位通過在施工前深化節(jié)點設(shè)計，優(yōu)化施工方案，對關(guān)鍵節(jié)點、關(guān)鍵技術(shù)方案進行了專家論證。施工過程中加強與設(shè)計單位的溝通交流，遇有施工難題，多次邀請設(shè)計人員前來現(xiàn)場查看，共同商討解決方案。
通過施工前制定周密的施工部署、深化設(shè)計方案、優(yōu)化施工方案、精心組織施工，對各工序施工質(zhì)量進行嚴格控制，最終保證轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工順利完成，施工質(zhì)量得到了切實保障。同時我單位也在轉(zhuǎn)換層施工方面積累了經(jīng)驗，對全新的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式有了新的認識，在不斷的實踐中提高轉(zhuǎn)換層施工水準。
參考文獻
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