型钢混凝土组合结构柱施工质量控制要点

李 明 （滁州市重点工程建设管理处，安徽 滁州 239000）

1 项目总体概况

滁州市奥体中心项目由“一场两馆”（体育场、体育馆、游泳馆）组成、体育生态公园、全民健身活动中心及其他配套设施等，定位为国家体育建筑甲级标准，满足承办全国性和单项国际比赛要求。

奥体中心项目总建筑面积13.26万m2，其中体育场总建筑面积69988m2，建筑高度46.1m，规模约40000万座，包括东看台、南看台、西看台、北酒店四个单体，其中东看台下设一层人防地下室，各单体概况如下表所示。

2 体育场型钢混凝土组合结构柱概述

型钢混凝土组合结构(Steel Reinforced Concrete，简称 SRC)是由混凝土、型钢、纵向钢筋和箍筋组成的组合结构构件，基本构件形式为梁和柱。奥体中心项目体育场桁架柱采用型钢混凝土组合结构柱，分布于东西看台，由H型钢和十字柱组成，西看台钢柱共22根，东看台钢柱共22根、南看台钢柱共4根，西看台钢柱高度23.31m～35.34m，东看台钢柱高度23.31m～40.34m，钢柱分成四段吊装。

型钢混凝土组合结构柱截面尺寸主要有 1000×1000、1000×1450、1000×1700、1000 ×1800、1000 ×2200 等，H型钢规格主要包括H600×400×30×30、H1800×400×30×30、H1000×400×30×30等型号，钢柱分布及组成基本形态如图1、图2、图3。

奥体中心项目体育场型钢混凝土组合结构柱具有如下特点：

①型钢混凝土组合结构柱顶部节点构造复杂，钢板材质为Q390B钢板厚度为 50mm（图 4）；

图1 型钢柱基本分布

图2 钢柱基本形态（四段吊装）

图3 型钢柱、拉索体系、屋盖系统

图4 顶部节点构造

图5 拉索节点构造

图6 型钢与钢筋连接

②每榀桁架背后采用斜拉索平衡，东西看台共43道拉索，节点构造复杂，拉索耳板节点板厚60mm（图5）；

③型钢与钢筋连接复杂、密布（图6）。

3 型钢混凝土组合结构柱质量控制

滁州市奥体中心项目型钢混凝土组合结构柱具有节点复杂、受力特殊等特点，为确保工程结构及功能使用安全，加强质量管理及控制，重点采取了以下措施。

3.1 设计、技术及组织准备等工作

①设计是工程质量及功能安全的源头，严格贯彻国家技术经济政策，按照技术先进、安全适用、经济合理原则进行设计。设计完成后及时进行图纸会审和设计交底工作，将设计问题处理在萌芽状态。

项目总体概况

②核查总包及专业承包单位质量管理体系、质量控制制度及检验制度，确保质量管理体系有效运转。

③审核专项施工方案，重点审核施工工艺、技术参数、安全技术措施，应符合工程建设强制性标准等。

3.2 型钢柱材料、零（部）件控制

型钢柱材料、零（部）件控制是重点确保型钢制作安装所需的钢板（型钢）、栓钉、高强螺栓及焊接材料的规格、材质，符合规范和设计要求。材料、零（部）件进场验收主要核查材料及零（部）数量、规格、材质等，核查质量证明文件，对钢板、焊材高强螺栓等进行抽样复检。

本项目型钢柱分四节安装，型钢柱总重量约2350t，材料、零（部）件进场是质量控制重点工作，对进场型钢柱全面检查，检查的构件规格尺寸、外观质量、出厂合格证及材质证明文件等，进场验收78次（图7）、复试21组。

图7 材料进场验收

3.3 构件工厂加工制作管理

构件工厂加工是质量监管的盲区，因此在工厂加工阶段，定期或不定期驻场是控制加工质量的有效手段。工厂加工零（部）件控制要点如下：

①型钢柱制作前，根据设计图纸、现场施工条件，合理分析型钢柱分节长度，需考虑现场最大起重量、同时考虑接头位置；

②加工规格及精度应满足设计及规范要求；

③检查钢筋穿筋孔、预留孔及补强措施须满足设计和施工要求；

④型钢拼接前应将构件焊接面的油、锈清除。

3.4 基础预埋质量控制

型钢柱基础预埋是确保第一节钢柱安装精度及后续安装质量的关键，过程中加强定位、轴线、预埋螺栓保护等的质量控制。

3.5 型钢现场安装控制要点

体育场型钢柱分布于东西看台，由H型钢和十字柱组成，每榀钢骨柱高度23.31m～40.34m，分成四段吊装。第三段钢柱为三角形，由多个构件组成，需要在现场拼装，最大吊重24t。由于型钢柱结构较为复杂、分段重量大，且整个东区有地下室，钢结构只能在外侧安装，吊装半径远，吊装机械采用300t汽车吊。

图8 型钢柱安装

为确保体育场型钢柱安装质量，重点加强以下方面控制：

①清理混凝土浮浆、夹杂，并复核型钢柱轴线位置、标高及垂直度，指标值需符合设计及规范要求；

②型钢柱安装方位及孔口位置应正确，安装精度应在规范允许偏差之内；

③焊接质量控制要点

a.首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，应进行焊接工艺评定，并应根据评定报告确定焊接工艺；焊工必须经考试合格，并取得合格证书，持证焊工必须在其考试合格项目及其认可范围施焊。

图9 焊工考试

图10 焊缝检测

b.焊接时，应选择合理焊接顺序，尽可能减少焊接应力，防止焊接产生过大变形。焊接完成后根据设计及规范要求检查焊缝外观质量、焊缝尺寸等。对一、二级焊缝，焊接完毕24h后，按有关规定见证超声波探伤检验，当超声波探伤不能对缺陷作出判断时，应采用射线探伤。

3.6 钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑控制要点

①注意细部钢筋节点控制，如本项目桁架型钢混凝土组合结构柱中需要增加圆弧倒角附件钢筋（图11）。

②型钢柱钢筋的安装，对钢筋安装要求较普通混凝土结构柱而言，困难要大，要加强钢筋下料、安装精度控制，防止钢筋与型钢穿钢筋孔的位置出现偏差错位；

③在柱节点部位，如腹板开孔的大小和位置不合适时，须征得设计单位的同意后，再用电钻补孔或用铰刀扩孔，不得用气割开孔；

图11 桁架柱典型钢筋布置示意图

④因型钢柱构件中型钢的存在，柱模板的加固无法采用对拉螺栓进行加固，故应重点检查模板加固措施是否满足施工要求；

⑤因钢骨混凝土构件中梁柱接头部位不仅钢筋密集，而且又型钢的存在，故钢骨柱等竖向构件混凝土浇注较为困难。为便于混凝土浇注，模板安装宜设置浇捣口，以便于混凝土浇筑；

⑥型钢混凝土结构的混凝土浇筑，应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》要求。在柱接头处等混凝土不易充分填满处，要精细进行浇筑和捣实。型钢混凝土结构外包的混凝土外壳，要满足受力和耐火的双重要求，浇灌时要保证其密实度和防止开裂。

3.7 型钢混凝土组合结构验收

根据《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013），型钢混凝土组合结构属于主体结构分部工程中的子分部工程，包括型钢焊接、紧固件连接、型钢与钢筋连接、型钢构件组装及预拼装、型钢安装、模板、混凝土等七个分项工程。子分部工程、分项工程、检验批验收，严格按照流程进行，验收时注重质量控制资料审核。

4 结语

型钢混凝土组合结构是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构体系。适用于高层建筑结构、大型公共建筑、大跨重载结构、多层重型工业厂房、大跨桥梁等结构领域。实践证明，它是一种具有显著技术经济效益和社会效益的新型结构体系，应用前景广阔，适用我国基本建设的国情，有很大的发展空间。本项目体育场工程通过采用型钢混凝土结构模式，优化了设计，充分体现了技术先进、安全适用、经济合理的设计原则。