某工程型钢混凝土转换梁研究探讨

刘广路

【摘要】大跨度型钢混凝土高位转换梁的施工是建筑施工中的难点，其建造过程涉及力学、材料学、结构设计及工程管理学等多门学科，是一项极其复杂的系统工程。本文介绍了跨度型钢混凝土高位转换梁的施工工艺流程，并发现该技术切实可行，可以加快施工进度，节约施工成本，提高施工质量，减少环境污染，是一种绿色施工技术。

【关键词】型钢混凝土；高层建筑； 转换梁；绿色施工；施工技术

某工程的型钢混凝土转换梁施工在目前国内的高层建筑中在高位进行转换的、跨度较大、梁截面高度较高的型钢混凝土（SRC）转换梁的安装施工，施工难度很大。本文以该工程SRC 转换梁的施工为例，对转换梁箍筋和纵筋的定位与安装、型钢节段的吊装、校正和焊接、梁柱节点高压灌浆等施工技术进行探讨。

1、工程概况

该工程总建筑面积约 30 万m2，包括1栋22层东塔楼，1栋22层西塔楼，2层裙楼和2层地下室，建筑总高度为 97.75m，其中采光顶最高点为100.05m。东塔楼11层楼面的 3条跨度为29.4m的型钢混凝土转换梁截面尺寸达1150mm×3050mm，梁面标高为 48.7m，平面布置如图1所示。转换层楼板厚度为200mm，混凝土等级为 C40。型钢混凝土梁的型钢箱尺寸为 600mm×2500mm×60mm×60mm，钢筋类型有： 面筋和底筋采用32，腰筋采用18，箍筋采用25。型钢混凝土梁的型钢箱共有11节，标准节尺寸为600mm×2500mm×2300mm。

图 1 型钢混凝土梁的平面布置

2、施工工艺流程

鉴于型钢混凝土转换梁的施工难点，查阅了国内外关于型钢混凝土转换梁施工方法的文献，制定了型钢混凝土转换梁的施工工艺，编制了相应的施工方案，完成1∶1型钢混凝土梁节点的钢筋模型以及1∶1箍筋模型制作，之后又进行了型钢混凝土转换梁的混凝土配合比设计与研究，确定最终的混凝土配合比。

轉换梁的施工工艺流程为： 搭设钢管高支模和操作平台→安装梁底模板→预焊牛腿钢筋→安装箱形梁马凳底座→安装梁内、外箍筋第1段（下段）→安装底筋→安装马凳支顶钢管→箱形梁吊装→箱形梁校正、焊接→与箱形梁相交次梁钢筋预留→浇筑箱形梁混凝土→焊箱形梁盖板→安装内、外箍筋第2段（上段）及面筋、腰筋→焊接对拉模板→安装梁侧模板→安装型钢梁上转换钢柱纵筋→预留灌浆孔→转换梁混凝土浇筑。

3、施工关键技术

3.1转换梁箍筋的制作和安装技术

型钢混凝土转换梁内箍筋和外箍筋高 3m，采用25，现场施工时无法将箍筋弯入型钢钢骨，采用常规的箍筋安装方法难以施工。因此，转换梁的箍筋采用 L 形箍和箍筋直螺纹连接技术，即箍筋分成上、下两个 L 形箍，通过将两个部分焊接或者用直螺纹套筒连接起来形成整个箍筋，避免箍筋的整体弯制。此时，钢筋的安装和钢骨的吊装可穿插同步进行，施工顺序为： 箍筋位置放样→箍筋第1段（下段）安装→底筋铺放→型钢箱形梁吊装→面筋、梁上柱钢筋预留施工→箍筋第2段（上段）安装（焊接和直螺纹连接）→ 腰筋施工。箍筋大样如图2所示。

图 2 梁箍筋大样

具体施工时，注意将相邻箍筋的放置方位水平旋转180°，避免箍筋在纵向同一位置出现接驳点。采用 L 形箍和箍筋直螺纹连接技术解决了超大截面梁采用大直径高强钢筋箍筋时的安装问题，且在角部只有一个焊接处，可以减少搭接时内应力的产生； 上、下箍利用直螺纹套筒连接，操作方便快捷，也减少了现场的竖向焊接，有利于质量控制。

3.2转换梁纵筋的定位和安装技术对于型钢混凝土结构，梁的纵筋与型钢混凝土柱的搭接是需要解决的重点问题。在转换梁端的顶部和底部各设置两层钢筋托板，梁纵筋的一段先焊接在托板上（该段纵筋长度不宜过长，其一端焊接于托板，一端预留为钢丝直螺纹），托板（含纵筋）再焊接于型钢混凝土柱上（见图 3）。然后，根据现场实际情况量取两钢柱托板上钢筋端口直螺纹间距（以现场情况为准）进行钢筋开料，制作直螺纹钢筋进行连接（见图 4）。如此施工能较好地解决梁纵筋在节点的定位和搭接问题，避免了在型钢柱开洞，保证了梁柱节点的刚度和施工质量。其施工顺序为： 纵筋焊接于托板上→托板与纵筋焊接在钢柱上→量取两钢柱托板上钢筋端口直螺纹间距→纵筋开料及直螺纹连接。

图 3 钢筋托板与钢柱焊接示意

图 4 量取直螺纹实际间距进行钢筋开料

3.3型钢节段的吊装、校正和焊接技术

3.3.1型钢节段吊装

由于该工程型钢混凝土梁的钢骨跨度达29.4m，重约 90t，离地面近 50m，因此最经济适用的吊装方法仍然是利用现场的塔式起重机进行吊装。限于每个塔式起重机的起重能力，将钢骨分成11段，最重一段约9t，现场吊装采用双机抬吊。施工顺序为： 轴线网与高程的测量控制→吊装分析→塔式起重机将钢箱从地面吊至楼面→采用双机抬吊将钢箱吊入箍筋内。

3.3.2型钢节段校正

型钢吊装后即进入钢梁校正程序，具体施工顺序为： 布置钢梁底的临时支撑→设置钢梁防倾覆支撑措施→钢梁的校正→节段临时固定。

1） 钢梁底临时支撑的布置

钢梁底临时支撑由马凳和放置在马凳上的钢管组成，型钢段最终放置于钢管上。临时支撑又放置在模板上，布置间隔应与梁模板下方的脚手架支撑横杆间隔相同，保证支撑钢梁时下方的支撑能承重，受力直接竖向传递给下方支撑体系。

2） 钢梁防倾覆措施

在钢梁安装就位时，钢梁两侧边临时用钢管顶住，防止钢梁由于未放稳而突然发生倾覆。

3） 钢梁校正

钢梁吊装入箍筋并放置在马凳上后，应采用水准仪和手动葫芦等工具对钢梁直线度进行校正。

4） 节段临时固定

节段钢梁校正后，在两节型钢梁之间用马板焊接起来作为临时固定。临时固定后，再进行节段梁的焊接。

3.3.3型钢节段焊接技术

当整根型钢梁（11段钢梁）安装完成，经测量校正后开始焊接。焊接顺序为“从两端向中间”对称焊接。焊接时注意，需要错开焊缝，不能连续，以避免焊缝收缩偶然误差的连续积累，以至积累到钢梁中段放大成为偏差。

3.4 梁柱节点高压灌浆技术

由于型钢混凝土转换梁在梁柱节点钢筋密集，而且梁端型钢的顶部和底部还有两层钢筋托板，因此在梁柱节点处采用控制混凝土中石子粒径及预留灌浆管进行高压灌浆等多种技术措施，确保了混凝土的密实，取代了原先采用自流平混凝土的方案，节约施工成本2万多元。

3.4.1对模板的要求

为能较好地浇筑混凝土，在板底模板和梁侧模板的安装上做了漏斗状的处理。

3.4.2灌浆及混凝土浇筑要求

1）混凝土浇筑质量控制

①混凝土所用的水泥、摻和料、水、骨料、外加剂等必须符合施工规范及设计要求。特别要注意控制石子粒径，一般要求粒径≤25.5mm，以方便混凝土在钢筋密集时也能够进行浇筑； 坍落度应比一般情况稍大，基本控制在18cm 左右。②浇筑时采用小型插入式振捣棒。浇筑混凝土时采用分层的方法进行 3次浇筑： 第1层浇筑高度为1050mm，第2层浇筑高度为800mm，第3层（高1200mm）和该部分的楼板混凝土一起浇筑。这样可以保证插入式振捣棒能够更有效地进行混凝土振捣。振捣上一层时应插入下层混凝土面至少 50mm，以消除两层间的施工缝影响。③混凝土施工完毕后，要按规范要求做好养护工作，确保转换大梁的施工质量。

2） 高压灌浆

型钢混凝土梁的高压灌浆与混凝土浇筑同时进行。在梁端（梁底和梁面）位置预留灌浆管。水泥浆采用与混凝土同强度等级的超细水泥基灌浆料，在混凝土浇筑的同时进行压力灌浆，保证梁端混凝土密实。梁底和梁侧模板预留溢浆孔，以溢浆判定是否浇灌严实。

结 语

针对施工中面临的钢骨吊装难、拼装难，箍筋、纵筋安装难等技术难题，采用 L 形箍、箍筋直螺纹连接、钢筋托板以及预留灌浆孔进行高压灌浆等技术措施，克服了钢骨和钢筋安装以及混凝土浇筑中的多个技术难题，不但加快了施工进度，节约施工成本，而且提高了施工质量，同时也减少了光污染以及焊渣等废渣、废气的产生，符合节能环保要求，是一种绿色施工技术。

参考文献：

[1] 朱崇选. 浙江财富金融中心工程 3m 高型钢混凝土转换大梁施工技术[J]. 建筑施工，2008，30（11）： 957-959.

[2] 仓恒芳，刘亚非，钮国清，等. 超高层建筑134.2m 高空大型连体结构施工技术[J]. 建筑施工，2006，28（6）： 434-437.