1、1高层转换层型钢混凝土施工工艺及质量控制摘要:随着建筑技术的不断提高，现在的高层建筑的主体结构都设计了转换层,而型钢混凝土转换层凭借着诸多优势而得到了广泛的应用，但其施工难度较大。为此，本文将结合高层建筑工程实例，重点对型钢混凝土转换层的施工及质量控制作一次系统的探讨，对其应用提供施工经验。 关键词:转换层；型钢混凝土；施工工艺；吊装；焊接；质量控制 中图分类号： TU528 文献标识码： A 文章编号： 型钢混凝土(SRC)结构由于其承载能力高、刚度大及抗震性能好等优点,已越来越多地应用于结构转换层和地震区的高层建筑以及超高层建筑。型钢混凝土结构在施工上,钢骨架可作为施工的自承重体系,可获得
2、很好的经济和社会效益。但是型钢混凝土的工艺较为复杂，质量控制难度极大。为了确保高层建筑型钢混凝土转换层的顺利施工，这就要求我们对型钢混凝土转换层的施工工艺有充分的了解，并加强施工中的质量控制，进而才能保证施工质量。 1 工程概况 某大型综合建筑，地下 2层，上部结构 28层，建筑高度约 103.22，建筑面积约 30778?， 本项目转换层设置在 5层，转换层结构由型钢混凝土梁、型钢混凝土柱组成，主要位于 24轴36 轴K 轴F 轴。转换层梁截面为 1700 2mm2000mm，梁跨度分别为 11.6m (K轴H 轴)、10.4m(H 轴一 F轴)。钢梁截面形式为 1650mm1300mm50
3、mm50mm，单根构件质量约25.1t，共有 25支，总质量约 610t。 K 轴线钢柱在 27.1m以下为箱型柱，27.1m 以上变为十字钢柱：H 轴、F轴钢柱在 27.1m以下为箱型柱，27.1m 以上无柱子。J 轴、G 轴为梁上柱，在 27.1m处开始出现。 2 转换层型钢混凝土施工工艺及质量控制 2.1 梁底部钢筋、箍筋施工 转换梁的箍筋 16mm 且钢梁截面尺寸较大，按传统施工方法先安装钢梁再套箍筋，施工难度极大，16mm 的钢筋靠工人手力无法扳开；如果先安装箍筋则钢梁无法吊装。项目部经与设计单位沟通后对箍筋形式进行优化，将箍筋分成上下 2个 U形部分，分别在钢梁吊装前后安装，2个
4、U形箍筋搭接焊接连接成一个封闭箍筋，上下 2个箍筋搭接 lOd，单面焊接形成 1个封闭箍筋。下料时注意相邻箍筋接头相互错开。具体施工程序为： 先铺设箍筋下半部(长短头交错错开)安装大梁底部钢筋大梁底部钢筋与钢柱耳板焊接大梁底部筋先行单独验收吊装大钢梁并施焊安装大梁上部筋安装箍筋的上半部分箍筋焊接封闭 转换层钢梁下翼缘板宽度为 l300mm，翼缘板底与梁底模间距为175mm，如果钢梁先吊装则下翼缘板宽度范围内的大梁底筋无法施工。因此为保证钢梁吊装及安装，必须将大梁底筋安装就位再吊装钢梁。大梁底部钢筋锚固方式为钢筋与钢柱耳板双面焊接 5do底部钢筋焊接完毕，3报请建设、监理单位共同验收。 2.2
5、箱型梁吊装 2.2.1 箱型梁吊装方案的优化 在梁底 U形箍筋绑扎及梁底钢筋与钢柱耳板焊接完毕且验收合格后进行箱型梁吊装。 该转换层的箱型梁截面为 1650mm1300mm50mm50mm，跨度为l1m，最重钢梁整件质量为 25.1t，共 25支。该区域塔吊为 4#塔吊(8039)和5#塔吊(7427)。单支钢梁质量远远超出 2台塔吊起重能力。原吊装方案为采用租赁 200t履带汽车吊，架立于施工场地北侧的东御街进行吊装作业。由于东御街为主要的交通要道，占用道路会对交通带来极大的影响，且只能在夜间有限的时间内进行吊装作业，施工极为不便，而且汽车吊的租赁费用十分昂贵。 根据现场塔吊起重能力及平面布
6、置情况，项目部通过多次研究讨论，综合考虑施工安全、施工质量、经济效益、工期要求及施工可行性，经与设计单位进行沟通，对原吊装方案进行优化，将每支 25t以上的钢梁分为 3段进行加工，运至现场利用现场已有塔吊分段吊装。每支梁的分段点设置在钢梁的 13 跨位置附近，分段点位置满足设计及规范的要求。分段后每小支钢梁的质量均在塔吊起重范围内。 2.2.2 分段吊装经济效益分析 钢梁采用分段吊装后，大大节省了吊车租赁费用及工期，同时提高了施工安全系数。经市场询价，原方案的 200t大型履带吊车进出场费用为 12万，租赁费用为 1.2万d。由于每天只能在凌晨 0：00 以后才能4吊装，3 个施工段 25支箱
7、型梁在最理想情况下，即构件全部加工完毕且运至现场、3 个施工段全部具备吊装条件、可连续吊装人员充足情况下，每晚最多能吊 2段钢梁，完成全部钢梁吊装及现场组装就位、焊接固定，至少需要 12d。租赁费用为 1.2元 x12=14.4万元，加上进出场费用至少节约租赁费用 26.4万元。由于吊装均在夜间进行，钢梁质量巨大，不可预见的危险因素众多，夜间吊装十分危险。 2.2.3 箱型梁吊装 分段后的每段钢梁重量满足 2台塔吊起吊能力。项目部专门成立钢梁吊装领导小组，在吊装过程中专人监督，全程进行监控。 吊装前，项目部对所有钢结构施工工人、塔吊司机、信号工，进行全面交底，按照钢梁吊装小组岗位职责分工，对所
8、有相关人员进行安全教育与交底，务必确保吊装安全。 2.3 钢梁组装与焊接 钢梁吊装就位，经校核标高、轴线无误后进行钢梁焊接作业。 (a)首先吊装焊接 K轴、H 轴、F 轴柱端钢梁。钢梁端部四周开坡口与柱身进行焊接。 (b)与柱子焊接的两端钢梁焊接组装完毕后，吊装中间段钢梁，就位调整后落钩，平稳放下。安放就位后进行中间段钢梁的焊接。中间段钢梁两端均与两侧端部钢梁进行对接焊接。 (c)施焊前，先检查焊接部位的组装和表面清理质量。 (d)梁与柱焊接，先焊接梁的腹板与柱连接处，再焊接梁的翼缘板与梁的连接处。焊接梁腹板时，两人同时焊接，直至完成。焊接梁的翼缘5板时，两人对称焊接，保证焊接同步。 2.4
9、K 轴线钢柱外侧钢筋施工 K 轴线钢柱在转换层由箱型柱变截面变成十字柱，截面转换处刚好位于型钢梁高度范围内。6 层楼面以上 K轴柱尺寸由 1200mm1200mm变成800mm800mm，6 层以下箱型梁截面尺寸为 800mm800mm，这就导致 K轴柱 6层楼面以上柱东西侧钢筋刚好正对下部型钢柱腹板而无法下插。设计采用套筒将上部柱筋与钢梁延伸翼缘板焊接连接的方式。 为保证延伸翼缘板与下部箱型柱连接的可靠性，延伸翼缘板开十字形槽与箱型柱腹内十字加劲肋板塞焊。为验证套筒焊接连接的可靠性，按照现场实际施工条件提前焊制了 3组连接试件，试拉结果显示套筒与钢筋及套筒与钢板的焊接连接处完好，钢筋拉至颈缩
10、。实验证明这种通过套筒连接钢筋和钢结构的方式是可靠的。 2.5 粱上生柱钢筋施工 转换层梁上生柱为型钢混凝土柱，一共 25根。其柱筋与转换层大梁的连接方式为与钢梁竖向耳板焊接。原设计为 4个方向柱筋分 2排分别在竖向耳板内外焊接，由于柱内十字钢柱的存在，耳板与钢柱间操作空间太小，使梁上柱 2排筋无法与在耳板内部进行焊接。建设、设计、监理、施工单位邀请权威专家专门进行了专家论证会，并对柱筋排布进行了优化，采取了“并筋”的特殊构造，优化方案如下： (a)梁上柱纵筋与框支梁钢梁的连接方式仍采取耳板连接，因用于柱纵筋焊接连接的竖向耳板内侧的空间限制，将梁上柱 2排钢筋改至 1排。6(b)为保证钢筋间距
11、，将部分柱纵筋作并筋处理，即 2根钢筋并为 1束。 (C)并筋应先端部双面焊(长度 300mm)成 1束，再焊至耳板上，并筋与耳板焊接长度不小于 7d； (d)在竖向耳板与柱翼缘板间加设填板加强，在梁上柱根两侧钢梁上翼缘板上加设加劲肋进行补强。 通过以上优化方案，不仅解决了 2排筋的放置及连接问题，节点构造也得到了加强。 2.6 转换梁混凝土浇筑 型钢梁下部设计有 2排 32mm 钢筋，而且分布密集。梁下部空间仅有 175mm高，同时考虑受梁下翼缘板上的栓钉、西 16mmlO0mm 箍筋、钢筋保护层垫块、控制上下排钢筋间距放置的钢筋等多方面因素，梁底部浇筑空间极其狭小，若使用普通混凝土，粗骨料
12、很难通过钢筋与钢筋之间的间隙，将梁底部下部空间填满。因此，经过配合比优化，将梁高度一半的下半部分使用自密实混凝土浇筑，梁上半部分浇筑普通混凝土。钢梁的顶部、底部及两侧均按每隔 1m开设西 150mm 的混凝土浇筑孔，以便混凝土通过浇筑孔将钢梁底部以及钢梁内部填满。 (a)首先从钢梁两侧浇筑 C30自密实混凝土，边浇筑边振捣。对钢梁底部的混凝土振捣，可将振动棒通过梁顶部的浇注孔下插入钢梁内部，直至钢梁下翼缘板。通过振动棒对下翼缘板产生的震动，对下部混凝土进行振捣。浇筑时安排专人使用手电通过梁上部浇筑孔向梁内照射，观7察梁底部混凝土从两侧向梁内的涌入情况。当发现梁底所有浇筑孔均由下向梁内涌进混凝土
13、时，即证明钢梁底部已经全部填满(图 1)。 图 1 箱型粱混凝土浇筑顺序 (b)当钢梁两侧及内部混凝土浇筑过半，浇至梁侧面浇注孔时，改为浇筑 C30普通混凝土，直至完成大梁全部混凝土浇筑。 (c)混凝土浇筑中，安排专人在梁下看护模板，柱自密实混凝土浇筑时，不间断敲击柱模板，以辅助混凝土密实。测量人员通过水准仪对梁底模板下挠进行监视，发现异常情况及时停止混凝土浇筑并及时处理。 (d)混凝土浇筑完毕，在箱型柱侧模、转换层大梁侧模拆除后，为确保内部混凝土浇筑密实，无空洞、未填满等缺陷，项目部委托中国建筑西南勘察设计研究院对箱型柱、箱型梁混凝土内部浇筑质量采用专业仪器进行超声波检测。经检测，箱型柱、箱型梁混凝土均浇筑密实，无质量缺陷。 3 结语 综上所述，型钢混凝土结构转换层施工难度大，施工技术要求高。为了保障主体结构的质量，我们不仅要在施工前制定详细的施工计划，对各个工序的质量进行严格把关，保证转换层施工顺利进行，还要在实践中不断提高型钢混凝土转换层施工的技术水平。 参考文献 1 刘泽锋.高层建筑型钢混凝土组合结构施工技术J.工业设计,2012（03） 82 许浩.高层建筑型钢混凝土结构施工测量技术探讨J.城市建设理论研究,2012（16）
