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1、型钢混凝土组合结构施工技术徐华荣 丁恒进 叶兴华 王新文江苏中兴建设西南公司四川分公司 610000【摘要】：随着我国经济建设的飞速发展，各种新型的结构型式不断涌现。型钢与混凝土组合结构因其承载力高、自重轻、截面尺寸小、节约材料、抗震性能好以及改善结构功能等突出优点，迎合建筑结构的发展。特别是全球的超高层建筑，此种结构形式被较好的应用。本文重点介绍成都华润翡翠城项目型钢混凝土结构在施工中的心得体会。【关键词】：型钢混凝土、组合结构、转换层、H型钢、气体保护焊、探伤1、工程概况：成都华润翡翠城四期二标段由华润置地（成都）公司投资兴建，由成都基准方中建筑设计事务所设计，成都西南院监理公司监理，由江
2、苏中兴建设西南公司四川分公司总承包施工。该工程地下为一层整体车库，地上由三幢30层，三幢31层共计6幢的高层住宅楼，总建筑面积167500平方米，其中6号楼五层以下为商业用房，为了增加商业的使用空间，在地下一层至五层采用了型钢混凝土结构形式（五层为型钢混凝土结构转换层），型钢柱、型钢梁均采用实腹式H型钢，型钢混凝土组合柱截面尺寸1300130015001500,采用埋入式柱脚,柱内型钢采用贯通型,型钢混凝土组合梁也采用H型钢，截面尺寸600550,其中转换层梁为800125016001950,所有型钢均采用Q345B型钢板。钢柱牛腿与钢梁、钢梁与钢梁之间均采用栓焊连接，腹板采用109级摩擦型高
3、强螺栓，翼板采用加垫板现场焊接，H型钢柱起止标高-7.9m18.85m，H型钢梁跨度8m，钢板厚度1636mm。2、施工准备：型钢混凝土组合结构的准备工作较为繁杂，它包含深化设计准备、备料加工准备、施工方案准备、现场配合准备。其准备工作的显著特点就是周期长、技术含量高、需要全面考虑各种不利因素。准备工作的好与坏直接关系以后的成本和安装的进度，如深化设计不到位就会造成制作上的困难，安装方案考虑不全面会造成吊装和拼接困难，现场准备不到位就会造成工期的延误，所以准备工作对于型钢混凝土结构的顺利施工起着举足轻重的作用，下面针对本工程施工准备工作做简单的概括。21深化设计准备：现在一般的型钢混凝土结构，
4、设计院只会给出平面布置及几个大样节点和一些图纸说明，真正复杂繁琐的工作，施工过此种结构的人都深有体会，钢筋穿孔是一个很头疼的事件，这也是深化设计的一个难点。型钢混凝土结构的钢筋一般情况下不允许穿翼板，但可以穿腹板，那穿腹板的钢筋（包括箍筋）均要在型钢上按图纸的位置准确的将孔位成型，此对于普通的结构也许还不是很复杂，但是对于配筋较多，较复杂的转换层来说无疑比较复杂的，应对于此种情况,为了保证打孔的位置准确,作为总承包单位采取了以下措施:2、1、1：选择有设计资质的钢结构分包商，要求专业设计人员按每个不同构件画出钻孔大样图，标示出具体的孔位，每个节点均要出详细的深化设计图；本工程业主要求具有一级施
5、工资质、甲级设计资质的钢结构专业分包商。故在确定分包单位时必须同时考察其设计能力是否有过类似设计经验的设计人员、是否有满足加工的高端设备（如三维数控机床、大型钢板焊接机械等）、是否有类似工程的施工经验等。2、1、2：深化设计前由施工总承包单位组织一次专家级的图纸会审，邀请设计院、业主及监理单位参加，将钢筋的排列、分布有疑问的地方或矛盾的地方具体明确；2、1、3：设计中请项目技术负责人和钢筋翻样负责人全程配合，出图前每个构件审核;2、1、4：深化设计完成后送设计院专业负责人审核无误后方可加工；22 型钢结构的备料：本工程柱为十字型钢柱，梁为工字形型钢梁，均为在工厂采用埋弧自动焊焊接成型，材料由总
6、承包单位提供，均采用Q345B级低合金高强度结构钢，钢板厚度由2034mm,此种类型的钢板市场上一般储备量不是很大，须提前订货。另外为了节约用钢量，所有钢结构的用料必须根据确认的深化设计图纸预先画出的排板图采购。钢板到场后必须检查其质量保证书，其质量应符合低合金高强度结构钢GB/T 1591及钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001的规定，现场抽样送检，钢材的屈强比不得小于1.2,伸长率应大于20%,有良好的可焊性及明显的屈服台阶,钢材的屈服点不宜超过其设计强度的10%。所有材料见证送检合格后方可进行加工。23施工方案的准备：编制施工方案前必须到施工现场了解施工道路的情况，吊装环境，
7、施工用电布置，每个构件的重量、高度，塔吊的起重参数等。本工程型钢结构的范围是从地下室底板到转换层楼面，相对来说第一节型钢柱的吊装最为关键，它关系到吊车的行走路线、地基的扰动等。原设计图纸型钢柱的分节吊装图中显示为三节吊装，因工程为稍密卵石层作为地基持力层，基坑四周无大型吊车安放场地，那大型吊车必须在基础垫层上行走进行吊装作业，这样势必要对垫层和原地基造成很大的破坏，另外因型钢柱落在垫层上加之第一节的高度过高会造成固定和定位的困难，经过反复的论证，最后在以下两种方案中选择了第二种；关于型钢梁的吊装，因塔吊选择和安装时按最短吊距考虑到了钢梁的吊装，故本工程型钢梁的吊装均采用QTZ-63型塔吊进行，
8、节约了较高的机械费用。（方案选择比较详见下图）：24施工现场准备：型钢结构施工的特点是起吊、安装和焊接，为了保证吊装的顺利进行，现场从以下几个方面进行准备：2、4、1：根据施工方案的吊车行走路线图，对现场的道路进行疏通，夯实，硬化处理，防止陷车；对于结构容易破坏部位(后浇带处)采用加钢板垫铺；2、4、2：根据钢结构焊接量大的特点，从配电房接出专线，满足几台焊机同时使用的负荷；2、4、3：在垫层上按图纸放出基脚线，复核无误；3、型钢混凝土结构施工：31 型钢柱的吊装：按照施工方案要求，先将裙楼部位300厚抗浮板砼施工完毕，板砼强度达到80%后开始使用130T汽车吊，在主楼基坑外（裙楼底板上）进行
9、型钢柱的吊装，这样对垫层及原地基毫无影响。第一节型钢柱吊装完成后进行主楼筏板砼浇筑，养护一个星期后在主楼筏板上行走50T的汽车吊进行第二、三、四节型钢柱的吊装，型钢柱吊装过程中必须注意以下几点：3、1、1：按照施工方案的要求，现场考虑好吊车的行走路线和钢柱的吊装顺序，避免吊装中发生碰撞；3、1、2：吊装中注意钢柱的临时固定和校正；本工程型钢柱基脚固定及上部拼接见下图：32 型钢柱焊接变形的预控： 型钢的焊接对于型钢混凝土结构来说是一个很重要的环节,特别是焊接变形的控制,焊接的变形过大会造成后期钢梁拼装的困难以及钢筋安装的困难,从而影响工程质量和工期,本工程在型钢柱拼装焊接过程中为了防止焊接变形
10、采取了以下措施:3、2、1：采用CO2气体保护焊,此种焊接方法能量密度相对较高,较小的热输入减少焊接变形;3、2、2：因型钢柱为十字接头,采取坡口焊接,由两人从对称的两边由中间向外侧对称施焊;3、2、3：在节点处采用连接板进行约束,焊接前将钢柱按标示的轴线位置校正后紧固连接板焊接连成整体,增加焊接时的刚性,从而减少焊接变形;3、2、4：对于十字型钢柱在一边焊接完成后及时检查变形状况,特别注意检查钢柱牛腿与轴线的关系,如牛腿与轴线发生扭曲,则随时采取机械矫正或火焰矫正的方法,从而减少钢梁安装的难度;33 型钢梁的吊装拼接：（见下图）型钢梁的吊装拼接相对而言比较简单,安装过程中主要注意以下几点:3
11、、2、1：每个构件均在吊装前核对重量,核对塔吊的起重参数,确保在塔吊的有效起重范围;3、2、2：钢梁的吊装必须采用专用卡具,卡具必须有合格证书及质量证明。严禁使用自制式吊装卡具；3、2、3：同一排柱的钢梁从中间跨向两侧对称施吊，同一跨梁依从下而上的顺序进行；3、2、4：在安装和校正柱与柱之间的主梁时，先打钢楔将柱距撑开5-10mm，预留偏差值和焊接接头收缩量，确保焊接完成后柱距不受影响；34 型钢结构的验收：型钢结构现场安装完成后要进行专项的验收方可进行下道工序，对于型钢结构安装过程中的验收主要有以下几个方面：3、4、1： 构件的验收：钢结构进场后组件的几何尺寸必须按照钢结构工程施工质量验收规
12、范GB50205-2001进行验收,特别对于超出允许偏差范围的必须回厂校正;3、4、2：对于焊缝的验收,首先进行表观验收,然后根据焊缝的等级及设计要求进行。一般全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤检验其内部缺陷，如超声波探伤不能对缺陷作出判断时，应采用射线探伤，其内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法GB11345或钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级GB3323的规定；对于焊钉除目测其根部焊脚均匀，还应进行弯曲试验检查，即按规范要求比例将焊钉弯曲30后观察检查其焊缝热影响区不应有肉眼可见的裂缝。3、4、3：型钢柱拼装焊接完成后必须检查现场的焊缝质量，另
13、外严格检查焊接成型后的轴线位置、标高、垂直度以及相互位置，发现偏差及时纠偏，避免在安装型钢梁时出现偏轴及不顺直的现象。35 钢筋与型钢的穿插施工：对于型钢混凝土结构来说钢筋与型钢的穿插施工及钢筋与型钢梁柱的核心区的节点施工是此种结构的难点，其特点是钢筋的下料尺寸必须准确、施工程序必须明确、焊工随时配合，主要体现在型钢柱钢筋的施工、型钢梁钢筋的施工（特别是转换层）：3、5、1：型钢柱钢筋的施工：本工程型钢柱的箍筋型式见下图：此种类型的柱箍筋施工时主要注意柱箍筋的加工尺寸的检查，另外在安装前将柱主筋按图纸要求调整到位，先安装外箍及矩形箍后安装异形箍的顺序，最后再绑扎成型。特别要注意的是在梁柱节点处
14、按此种形式根本无法施工，那对于节点处的箍筋形式在征得设计同意的情况下按照04SG523图集中关于节点区的箍筋做法大样施工，本工程中在节点区将异形箍改为拉钩，矩形箍改为双开口箍的形式进行搭焊（焊接位置错开布置），主要是减少梁腹板的穿孔量，降低施工的难度。3、5、2：型钢梁钢筋的施工：本工程中的型钢梁与钢筋分布见下图：型钢混凝土结构梁筋与型钢柱相交处的节点处理的原则一般是梁筋与柱翼板相交处采取在柱翼板上加焊连接板的方式，将钢筋与连接板双面焊接；钢筋在翼板以外的则穿柱腹板（需预先在型钢柱工厂预制成孔）。对于型钢梁钢筋的安装主要就是梁筋安装前首先要理清安装顺序，如果安装顺序混乱了则安装难度会增大，本工
15、程安装中：先将与连接板相连的钢筋焊接固定于连接板上，保证焊缝的长度；特别对于双排布筋的，要考虑到焊接的操作（如果是采取的通长配筋，而不采用机械连接，则只能焊一侧的）。梁钢筋施工顺序:焊一侧梁钢筋套箍筋 焊接另一侧与连接板相连钢筋 放吊筋、穿腰筋箍筋的绑扎成型 焊拉钩、拉钩二次成型。36 型钢混凝土结构模板的加固：型钢混凝土组合结构模板的加固与普通钢筋混凝土结构原理基本相同,对于转换层部位仍采用三层荷载传递,不同的是型钢柱与型钢梁必须在型钢上焊加固螺杆,螺杆的直径和间距以及加工的质量尤为关键，必须通过砼侧压力计算后采用。本工程加固螺杆采用12,由现场加工成7字型,一端弯成直角以便与型钢双面焊接,
16、双面焊接长度为5d,另一端根据柱或梁尺寸现场套丝,型钢柱和梁加固螺杆间距均为500,排距均为500,施工中特别注意检查螺杆的加工质量和螺杆与型钢的焊接质量,此是保证砼结构不涨模的关键。37 型钢混凝土结构砼的浇筑： 型钢混凝土结构因型钢在柱或梁内造成砼浇筑比普通的结构难度加大，浇筑砼时特别注意对于型钢梁砼的石子粒径和砼的和易性须严格控制,坍落度宜控制在20-22cm，另外在型钢梁两侧应对称浇筑，防止型钢梁下部砼欠振和麻面现象。对于型钢混凝土结构转换层，因钢筋多，必须在梁筋施工前先浇筑竖向柱砼，后浇筑梁板砼，浇筑型钢柱砼因型钢在柱内将柱分成了几个分隔，浇筑时不能在柱的同一位置放料过多,而应该四个角均匀下料,至少两台振动棒同时对称振捣,型钢
