型鋼鋼筋混凝土（SRC）空中連廊施工

□文 /廖超英

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)（SRC）是指混凝土內(nèi)配置軋制型鋼或焊接型鋼和鋼筋的結(jié)構(gòu)。由于在鋼筋混凝土中增加了型鋼，型鋼以其固有的強(qiáng)度和延性以及型鋼、鋼筋、混凝土三位一體地工作使型鋼混凝土結(jié)構(gòu)具備了比傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載力大、剛度大、抗震性能好的優(yōu)點(diǎn)，與鋼結(jié)構(gòu)相比，具有防火性能好，結(jié)構(gòu)局部和整體穩(wěn)定性好，節(jié)約鋼材的優(yōu)點(diǎn)，有針對(duì)性地推廣應(yīng)用此類結(jié)構(gòu)，對(duì)我國(guó)多、高層建筑的發(fā)展、優(yōu)化和改善結(jié)構(gòu)抗震性能都具有極其重要的意義。隨著天津作為國(guó)際大都市經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建筑行業(yè)也發(fā)展迅速，高樓大廈林立而起，城市建設(shè)也如火如荼的進(jìn)行，大跨度結(jié)構(gòu)已經(jīng)廣泛出現(xiàn)于現(xiàn)在各類建筑工程、市政工程中，然而高空中大跨度型鋼混凝土結(jié)構(gòu)（SRC）施工難度也凸現(xiàn)出來(lái)。

1 工程概況

天津市津南國(guó)家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)研發(fā)創(chuàng)意中心工程由2棟高層建筑（21、18層）組成，所有標(biāo)準(zhǔn)層層高均為3.6 m，地下室高4.8 m、裙房首層高4.0 m、主樓1～3層高4.8 m，框剪結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為混凝土鉆孔灌注樁、基礎(chǔ)底板為整體承臺(tái)。

兩座高層建筑在50.4～61.2 m處（14、15、16層）由空中連廊連接在一起，由于連廊跨度為18 300mm，屬于大跨度結(jié)構(gòu)，從梁的截面高度和造價(jià)方面考慮，使用了型鋼鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)（SRC）。型鋼采用Q345-B，抗剪栓釘為M19/L100@200，各構(gòu)件型號(hào)如下：SRCZ1（H200×200×20×20）、SRCXC1（H350×200×30×30）、SRCL1（H450×200×20×20）、SRCL2（H450×200×20×20）、SRCL3（H450×200×20×20）、SRCL4（H400×150×10×10）。

2 施工特點(diǎn)和難點(diǎn)

1）自重大、安裝部位高，吊裝、運(yùn)輸困難。

2）安裝精度要求嚴(yán)格，焊接應(yīng)力大，變形控制困難。

3）立體交叉施工，施工組織困難。

3 施工總體安排

先同時(shí)施工兩座塔樓主體結(jié)構(gòu)，待11層結(jié)構(gòu)混凝土澆筑完畢后，在原框架柱位置上安裝SRCZ1并澆筑12層的所有普通鋼筋混凝土框架柱及型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)柱到本層框架梁下皮標(biāo)高處，安裝臨時(shí)型鋼平臺(tái)支撐系統(tǒng)作為12層頂板（13層底板）梁板的支模體系的承重結(jié)構(gòu)，然后在支模體系上安裝SRCL1、SRCL2、SRCL3、SRCL4等梁板，以上各層和一般框架結(jié)構(gòu)一樣施工即可。

4 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)（SRC）施工

4.1 安裝前的準(zhǔn)備

4.1.1 控制點(diǎn)的引用

將底層的基準(zhǔn)控制點(diǎn)投放到11層樓面上，投放點(diǎn)要求相互閉合。投放點(diǎn)確定后，依據(jù)投放點(diǎn)定出軸線。水準(zhǔn)標(biāo)高控制利用在核心筒上已經(jīng)驗(yàn)收合格的水準(zhǔn)點(diǎn)，外圍鋼柱亦采用相同的水準(zhǔn)點(diǎn)，避免因采用不同的水準(zhǔn)點(diǎn)而引起后續(xù)的鋼結(jié)構(gòu)梁連接安裝時(shí)產(chǎn)生高程誤差。

4.1.2 軸線偏差控制

鋼柱安裝過(guò)程中嚴(yán)格控制軸線偏差和柱頂標(biāo)高，使鋼結(jié)構(gòu)在位置上處于理論值。鋼柱安裝前放出軸線位置，復(fù)合該處標(biāo)高，校正偏差。

4.1.3 預(yù)拼裝質(zhì)量檢查

在工廠進(jìn)行預(yù)拼裝工作并重視預(yù)拼裝過(guò)程的質(zhì)量控制，安裝單位對(duì)預(yù)拼裝的結(jié)果進(jìn)行檢查。預(yù)拼裝檢查合格后，應(yīng)標(biāo)注構(gòu)件中心線、控制基準(zhǔn)線等標(biāo)識(shí)，標(biāo)明預(yù)拼裝間隙，做好預(yù)拼裝檢查記錄，以供現(xiàn)場(chǎng)安裝參考。

4.1.4 現(xiàn)場(chǎng)檢查

構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)后，再次進(jìn)行檢查，不滿足安裝要求的必須立即修整，避免今后在高空修改。

4.2 設(shè)置臨時(shí)鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)支撐體系

第一層型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)梁底標(biāo)高為50.4 m，開(kāi)始計(jì)劃搭設(shè)高支模體系，考慮到天津市沒(méi)有過(guò)搭設(shè)如此高的模板支撐體系，又考慮到地下室頂板的載荷受力問(wèn)題，故經(jīng)專家討論后否決了搭設(shè)高支模體系的方案，改為搭設(shè)型鋼平臺(tái)支撐體系。

4.3 鋼結(jié)構(gòu)安裝

4.3.1 勁性柱施工流程

勁性柱施工流程見(jiàn)圖1。

圖1 施工流程

4.3.2 型鋼柱的深化設(shè)計(jì)

型鋼柱的深化設(shè)計(jì)既要體現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)意圖，又要為制作和吊裝提供依據(jù)。對(duì)于每根鋼柱，應(yīng)逐個(gè)梁柱節(jié)點(diǎn)出翻樣圖，確定鋼筋連接套筒標(biāo)高、穿筋孔洞數(shù)量、直徑與位置。

采用Tekl a St ruct ur e（鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)軟件）對(duì)每根型鋼柱進(jìn)行建模，認(rèn)真分析框架梁柱鋼筋與型鋼柱的位置關(guān)系，下料尺寸、穿孔鋼筋數(shù)量等，保證梁柱接頭部位鋼筋能順利找到自己位置，相互之間不發(fā)生沖突。在模型中優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，深化設(shè)計(jì)圖紙，并在建立的模型基礎(chǔ)上利用此軟件導(dǎo)出正式的CAD圖紙，指導(dǎo)施工。三維模擬圖形見(jiàn)圖2。

圖2 三維模擬圖形

4.3.3 設(shè)計(jì)與土建的銜接

1）鋼柱制作長(zhǎng)度和標(biāo)高、現(xiàn)場(chǎng)鋼柱安裝標(biāo)高、梁筋標(biāo)高等會(huì)產(chǎn)生一定允許偏差。當(dāng)多種允許偏差疊加在一起時(shí)，會(huì)造成梁截面與鋼柱穿孔標(biāo)高偏差，梁鋼筋無(wú)法穿過(guò)鋼柱預(yù)先留設(shè)的孔洞。施工中除加強(qiáng)控制外，另深化設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮縱向、橫向鋼筋穿孔標(biāo)高應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，避免兩個(gè)方向鋼筋相碰。

2）節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，盡量將梁鋼筋和墻鋼筋避開(kāi)型鋼，無(wú)法避開(kāi)時(shí)，采用腹板穿孔。當(dāng)必須在腹板上預(yù)留貫穿孔時(shí)，型鋼腹板截面損失率宜小于腹板面積的25%。當(dāng)鋼筋穿孔造成型鋼截面損失不能滿足承載力要求時(shí)，刻采取型鋼截面局部加厚的辦法補(bǔ)強(qiáng)。在型鋼上穿孔應(yīng)兼顧減少型鋼截面損失與便于施工兩方面，常用鋼筋穿孔的孔徑見(jiàn)表1。

表1 常用鋼筋穿孔的孔徑 mm

4.3.4 型鋼柱制作與驗(yàn)收

鋼柱用厚板拼焊，加工制作要求十分嚴(yán)格，應(yīng)委托專業(yè)加工廠制作。構(gòu)件驗(yàn)收分出廠前檢驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收兩步進(jìn)行；對(duì)構(gòu)件要重點(diǎn)檢查其型號(hào)、編號(hào)、長(zhǎng)度、孔位和孔徑以及附設(shè)耳板的位置和尺寸，對(duì)構(gòu)件外觀檢查其撓曲變形、焊縫外觀質(zhì)量、焊縫坡口幾何尺寸等。

4.4 梁主筋綁扎

框架梁和連梁與鋼柱節(jié)點(diǎn)部位主筋的綁扎形式為：當(dāng)縱筋的水平段錨固長(zhǎng)度不足時(shí)，遇型鋼腹板時(shí)，應(yīng)在腹板上預(yù)留孔洞，以使鋼筋穿過(guò)并滿足錨固要求，見(jiàn)圖3；當(dāng)遇型鋼翼緣時(shí)，應(yīng)采用在縱筋標(biāo)高處焊鋼套筒的方式進(jìn)行連接，見(jiàn)圖4。這是處理型鋼柱與梁、柱鋼筋關(guān)系的重點(diǎn)。

圖3 梁鋼筋遇型鋼腹板時(shí)綁扎做法

圖4 梁鋼筋遇型鋼翼緣時(shí)綁扎做法

連梁交叉暗撐或集中對(duì)角斜筋遇到型鋼柱時(shí)，將暗撐的主筋和斜筋在遇到型鋼柱腹板后，沿腹板打彎，總長(zhǎng)度滿足錨固構(gòu)造要求。

由于框架梁不能架起綁扎，為防止梁筋箍筋綁扎困難，支設(shè)模板先立底模，留下側(cè)模不支，綁扎鋼筋順序見(jiàn)圖5。

圖5 鋼筋綁扎順序

4.5 勁性柱模板施工

框架柱由于受柱內(nèi)型鋼柱的影響，加上柱內(nèi)鋼筋較為密集，無(wú)法采用常規(guī)的PVC塑料管內(nèi)穿對(duì)拉螺桿的方法進(jìn)行柱模板的加固。采用對(duì)拉螺栓分段制作，一次性使用，對(duì)拉螺栓端部90°打彎，彎頭長(zhǎng)度≮50mm，與鋼柱腹板焊接牢固。勁性混凝土柱加固見(jiàn)圖5。模板選用15mm厚雙面覆膜多層板，次龍骨為100mm×100mm和100mm×50mm方木，間距200mm，主龍骨采用縱橫向48mm雙鋼管全高加固，間距400～600mm，對(duì)拉螺栓采用φ16mm圓鋼制作。

圖6 勁性柱加固立面

剪力墻內(nèi)型鋼柱對(duì)墻體模板加固基本無(wú)甚影響，按常規(guī)做法加固。

4.6 勁性柱混凝土施工

由于勁性柱間鋼筋及鋼骨十分密集，里面空間很狹小，混凝土流動(dòng)性被嚴(yán)重限制，型鋼制作時(shí)加勁肋中心預(yù)留r=200mm灌灰孔，澆筑混凝土?xí)r，施工的關(guān)鍵控制點(diǎn)是確保型鋼和鋼筋之間的混凝土的密實(shí)度。選擇合適的混凝土施工配合比，嚴(yán)格控制混凝土坍落度，在澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)加強(qiáng)鋼柱兩側(cè)對(duì)稱振搗，通過(guò)振動(dòng)棒在有效半徑內(nèi)的充分振搗，從而使型鋼空隙部分的混凝土擠密，確保鋼骨柱混凝土的澆筑質(zhì)量。

5 施工體會(huì)

1）對(duì)高空、懸空空中型鋼混凝土（SRC）連廊的施工，模板支撐采用鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)是經(jīng)濟(jì)、適用和安全的。

2）勁性混凝土柱中型鋼柱與鋼筋的交叉點(diǎn)多，鋼柱與柱周主筋和箍筋；鋼柱與通過(guò)鋼柱的水平梁鋼筋關(guān)系較為復(fù)雜，處理難度相對(duì)較大。施工過(guò)程中，通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)安裝施工仿真技術(shù)的應(yīng)用，能直觀的反映出鋼柱和鋼筋之間復(fù)雜的空間關(guān)系，可事先理順?shù)摻畹氖┕ろ樞颍鉀Q可能存在的各種矛盾，明確有效的施工方法，使勁性柱的鋼筋施工得到簡(jiǎn)化。

3）混凝土框架柱及混凝土剪力墻暗柱中加入型鋼柱，比常規(guī)鋼筋綁扎、模板支設(shè)等施工工藝增加很大的施工難度，施工中要求確保型鋼柱的施工精確度，否則，會(huì)造成諸如鋼柱偏位、梁筋墻筋無(wú)法通過(guò)等問(wèn)題，導(dǎo)致返工，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量和進(jìn)度。因此，施工中應(yīng)重點(diǎn)控制型鋼軸線位置、垂直度、對(duì)接焊接質(zhì)量、鋼筋綁扎質(zhì)量、模板安裝質(zhì)量和混凝土澆筑質(zhì)量。

4）型鋼柱的深化設(shè)計(jì)既要體現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)意圖，又要為制作和吊裝提供依據(jù)。對(duì)于每根鋼柱，應(yīng)逐個(gè)梁柱節(jié)點(diǎn)出翻樣圖，確定鋼筋連接套筒標(biāo)高、穿筋孔洞數(shù)量、直徑與位置。型鋼柱的加工圖設(shè)計(jì)質(zhì)量是保證勁性混凝土柱的順利施工關(guān)鍵第一步。