型钢砼与钢筋砼混合框架结构施工探讨
2012-11-17邓刚方荣伟马文科
邓刚 方荣伟 马文科
1.新世纪建设集团有限公司
2.金华市建设工程质量监督站，浙江 金华 321001
型钢砼与钢筋砼混合框架结构施工探讨
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1.新世纪建设集团有限公司
2.金华市建设工程质量监督站，浙江 金华 321001
对30m高度范围内主体结构，采用先安装钢框架，再逐层分段向上施工外包钢筋混凝土的新方法施工，从工艺流程上避免了钢结构和钢筋混凝土结构施工专业的交叉矛盾。本文通过工程实例对该施工方法进行探讨。
型钢混凝土;钢框架
前言
型钢混凝土结构综合利用了钢材和混凝土材料的特性，具有截面尺寸小、构件跨度大、抗震性能好的特点。钢筋混凝土结构则是目前最为常见的形式。这种混合框架结构既能体现钢筋混凝土结构的经济性，又能满足局部大空间转换和抗震性能要求，应用前景广阔。
对于该类结构，常规的做法是分层分段向上施工。通过对于该类结构的技术特点和质量控制措施的研究，对30m高度范围内主体结构采用先安装钢框架，再逐层分段向上施工外包钢筋混凝土的方法，从工艺流程上避免了钢结构和钢筋混凝土结构施工专业的交叉矛盾，减少了协调，加快了进度。
1 工程实例
苏州市唯亭镇某工程的总建筑面积约54531m2。地上12层，地下1层，建筑总高度:62.10m。
本工程主楼采用了型钢混凝土和钢筋混凝土混合框架结构。南部型钢混凝土框架由劲性H型钢柱和劲性H型钢梁组成，梁柱钢材材质为Q345B.,组合柱中主要型钢H800×400×18×35,组合梁中主要型钢H1250×400×20×45.
连接形式:钢柱与基础连接为M36地脚螺栓连接；钢柱与钢梁连接为刚接;钢梁与钢梁的连接也为刚接。总吨位约63.7t。钢框架的立面结构形状如下图所示:
图1
2 工艺原理
本工程采用钢框架先行的方法。即，先将混合框架中型钢混凝土构件中的钢框架先行安装完成，此时周边其他结构尚未施工，吊装方法、吊机选型都会比较经济，其他专业对吊装影响也会减小，施工更为方便。待钢框架形成后，再行投入钢筋混凝土施工。这样更有利于各专业施工安排的合理性，从而加快进度，保证质量。
3 施工流程及主要工序的操作要点
3.1 施工流程
图2 型钢砼与钢筋砼混合结构施工工艺流程
3.2 钢结构深化设计
钢结构的深化设计既要体现结构设计意图，又要为制作和吊装提供依据。实际施工中，应对每根钢构件，逐个梁柱节点出翻样图，确定钢筋连接板标高、穿筋孔洞数量、直径与位置，经相关各方确认后方能下料制作。
3.2.1 钢柱分段
根据总体施工顺序，在不大于30m高度的钢框架范围内考虑钢柱分段。由于30m高度范围内的钢框架先行安装完成，故钢柱不必每层分段。在运输长度、吊装能力满足的情况下，分段高度可以加大。
3.2.2 水平钢筋穿孔的位置问题
钢筋砼梁与钢柱连接节点中，钢筋在钢柱段的过渡是保证结构符合设计模型的重要问题。考虑到梁筋延伸至梁柱节点处可能遇到钢柱腹板、翼缘等不同部位，宜采用钢柱穿孔通梁筋、梁筋与钢柱连接板焊接和梁筋锚入柱内等相结合的方式，既满足了结构设计中连续梁的计算模式，又考虑到了现场施工难度和焊接的质量。
3.2.3 钢柱安装
1)柱脚钢柱安装
安装前必须复测预埋锚栓的轴线位置、标高，经复检合格后进行首段型钢柱安装。柱子安装时，注意调整柱的垂直度，固定好柱脚螺栓。主要安装流程包括:基础放线、吊装、校正、固定等。
2)型钢柱的焊接
焊接顺序:腹板与翼板立缝→翼板→腹板。
每根柱由2 名焊工采用对称同步等速焊接，焊接前，必须首先对焊缝周围钢板预热至100℃～150℃。冬雨季施工时，应采用挡风防雨措施。上下柱平缝必须一次焊完，以免在焊缝处出现裂缝。
3.2.4 型钢梁吊装
钢梁安装顺序
1）同平面钢构件吊装，采用由里向外、对称吊装的方法进行。
2）立面上钢构件吊装，采用由下至上，顺序安装的方法进行。
3）构件吊装分区进行,吊装顺序为柱、主梁、斜撑、次梁。
为提高钢梁吊装速度，建议由制作厂制作钢梁时预留吊装孔，作为吊点。对于较大跨度、较大吨位的钢梁吊装可采用焊接吊耳的方法进行吊装，吊耳待钢梁安装就位完成后割除。
3.3 模板、钢筋施工
型钢混凝土构件的模板、钢筋施工与常规土建施工方法基本相同，仅需根据钢构件情况进行适当调整。一般钢筋砼结构施工中木工支模时可以将梁板模板一次制作完成，梁筋绑扎可以采用支架吊起，待主筋、箍筋绑扎基本完成后再行放下入模。这种作业流程在型钢柱砼结构中会产生问题。由于梁筋穿钢柱，柱间长度一般在8m左右，梁筋无法吊起。此外，由于型钢柱结构中梁配筋一般较密，梁入模绑扎势必使得箍筋、扎丝等作业非常困难。因此，施工中宜要求梁侧模、板模平面按梅花形跳格安装，给每根梁留出一侧用于绑扎，待绑扎完成后封闭该侧模板。
3.4 混凝土施工
3.4.1 型钢砼梁柱部位配筋较密，其内焊接型钢柱、焊接型钢梁截面尺寸较大，故砼振捣是重点。振捣前须全面检查操作面，预先考虑振捣棒插入位置；坍落度要求在180m左右，保证混凝土的流动性（也可考虑采用自密实混凝土）；振捣时注意对称多点振捣，同时也要避免过振。对于梁底砼的振捣质量，除常规技术措施及加强管理外，可考虑增加设置附着式振捣器。
3.4.2 浇捣后采用带模浇水保温保湿养护。
4 质量控制
保证措施
强化奖罚力度，使工程质量与经济密切挂钩。
严格控制好原材料、半成品的质量关:①全部材料由专职材料员采购，材料员验收并有质安部把关，确认质量合格和现货质量。②对外加工的构件或半成品，进场时应签收验货，详细核对其品种、数量、规格、质量要求。
把好施工质量关。深入开展“三工序管理”，上道工序未经检查验收不准进入下道工序。
5 安全措施
吊杆组装时，中心偏差不应大于总支承长度的1/500，在5m长度内中心偏差和局部塑性变形不应大于20mm。吊杆的连接螺栓必须紧固可靠，吊杆的头部及连接板不应有变形、脱焊、腐蚀、裂纹等现象。吊杆底部应用钢丝绳紧固可靠，不能移动。
参加吊装的人员必须熟知起吊方案及各项技术要求，明确自己的岗位责任制。
指挥者应把吊装的指挥信号向作业人员交底，必须做到信号明确，人人熟悉。指挥者应站在全体人员都能看到的位置上，同时指挥者也能清楚地看到吊装全过程。如果作业者看不到指挥时，指挥者应通过助手传递指挥信号。
6 效益分析
本工法与常规施工方法相比，产生的效益主要来源于两方面:
施工顺序和安排优化后，机械设备的选型可以更加经济合理。如在局部区域钢构件吊装，由于周边其他结构的影响，塔吊由常规60tm增配为7027、7030大吨位塔吊，使得塔机进退场费和使用费增加。或者采用土法吊装使得工期增加。
施工顺序和安排优化后，多专业工种集中作业产生的窝工、怠工现象及相互矛盾情况减少，有利于降低施工成本，提高施工效率。
10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.020
