勁性混凝土結構在工程中的應用與分析

杜少夫

(廈門象嶼工程咨詢管理有限公司,福建 廈門 361000)

隨著國家經濟實力的發展，近年來涌現大量的高層建筑，也因此對建筑業提出了新的結構課題，勁性混凝土結構就是其中一種，其應用也越來越廣泛。本文結合石獅市明昇凱悅酒店工程實例就勁性混凝土施工作一分析，文章旨在從工程實例出發，分析勁性柱施工工藝應用，為勁性混凝土結構施工操作提供工程經驗。

1 工程概況

福建石獅市明昇凱悅酒店位于石獅市區內，東北向臨石泉路，南臨明發工業大夏，占地面積為8408㎡，總建筑面積58907.93㎡。其中地上部分45903.93㎡，地下部分13004㎡。本建筑結構類型為30層框支剪力墻結構，采用勁性砼柱，裙房為大跨度預應力勁性砼梁（29.6M）、設有超荷載的轉換層梁（最大梁斷面尺寸為2200*2000）。

2 施工組織與材料準備

2.1 施工組織

鋼結構施工依據現場施工進度安排，將鋼柱分段分層安排施工，根據鋼柱平面位置分布情況，將鋼柱施工劃分為2個施工段：Ⅰ、Ⅱ段，每段依據自然層再進行分層施工，在兩個施工段都完成最后一層鋼柱的吊裝后，進行鋼梁的吊裝工作，鋼構件的制作圍繞此吊裝進度安排組織生產加工。

2.2 材料準備

為安裝及運輸方便，在加工時將鋼骨分段，由廠家預制成型后運輸至工地進行安裝。為保證上下柱拼接連接焊縫根部的間隙，在工廠加工時，應預先按要求在拼接處設置連接襯板，并與加工端面緊密接觸，以保證拼接處位置的準確和焊縫的質量。現場拼裝時，用墊板將連接襯板用高強螺栓固定并校正軸線及垂直后，將上下柱之間進行焊接，待焊接完畢后可將襯板切割去除。 本工程鋼骨采用Q345B材質，鋼骨由H型鋼焊接而成。為保證十字型鋼柱加工滿足現場安裝精度的要求，上下層鋼柱的高強螺栓孔采用配鉆打孔方式，以保證鋼柱連接處各板件上的螺栓孔位置的一致；每層鋼柱在加工完成運往現場安裝前，先在工廠將該層鋼柱與下層鋼柱進行預拼裝，預拼裝通過并且檢驗合格后，在兩段鋼柱上打上標記方可出廠；通過預拼裝工藝來減少因加工誤差而對現場安裝進度的影響，避免鋼柱吊裝時因孔位偏差造成不必要的返工。 同時為保證鋼骨柱與混凝土緊密結合，鋼骨上每間隔150mm焊接栓釘，鋼骨在吊裝之前必需按設計要求進行栓釘的焊接，首先在鋼骨上畫線，標注栓釘的焊接位置，焊接前將構件焊接面上的水、銹、油等有害雜質清除干凈，并按規定烘焙瓷環。由于鋼結構耐腐蝕性及耐火性差，外露部位必需除銹及做防火涂層，而與混凝土接觸的部位嚴禁涂刷任何涂料。

3 勁性柱的安裝與校正

3.1 地腳螺栓埋設

地腳螺栓埋設流程：

為保證安裝精度及施工效率，地腳螺栓的埋設采用定位模板輔助。定位模板孔位與立柱同尺寸，孔徑較地腳螺栓直徑大1-2mm，且標注其X、Y軸中心線。放線確定地腳螺栓的座標與標高后，在基礎鋼筋上組立好定位模板，定位模板臨時固定在鋼筋上，然后在定位模板孔穿入地腳螺栓，并校正其垂直度、標高、間距等，用螺帽固定其標高，并將其點焊在鋼筋或固定框板上。地腳螺栓埋設后，即涂以黃油外封膠布或塑料袋包扎，以防螺牙附著混凝土或因銹蝕等損害其強度。

3.2 鋼柱吊裝

（1）鋼柱安裝采用分段分層方式，依據施工進度計劃安排構件的生產加工和進場施工，首層鋼柱安裝前，先將基礎面清理干凈，測量放線和標高標記，然后進行安裝、固定。柱子安裝流程：

放線→綁扎→吊裝→校正→固定

（2）放線：安裝前根據基礎座標線及基準標高線，用木工墨斗放好基礎平面的縱橫軸向基準線作為柱底板的安裝定位線。

（3）鋼柱、鋼梁場內運輸鋼構件運至現場卸車時，用汽車吊（視現場情況適時調整吊車噸位）卸至操作層，用專用的平板拖車將構件運至安裝位置附近，較長的構件在頭尾各配1部專用的拖車進行運輸。

（4）本工程十字高柱高度33.47m（局部35.27m），工地場地不滿足鋼柱對接組裝，鋼柱重量最重達34.8T左右，整體吊裝難度大，且現場條件滿足不了吊車吊裝的工作面，所以鋼柱采用人字拔桿分段吊裝（拔桿起吊構件重量按10T計，受力分析及計算附后），所有鋼柱分段吊裝，每段接口均設在樓層面以上1.3m處（單段最大重量為10T）。

（5）拔桿安裝及纜風繩設置：利用塔吊安裝調動拔桿，吊裝鋼柱時，拔桿立在鋼柱就位位置附近1m處，拔桿設纜風繩和柱腳固定繩，在鋼筋混凝土梁澆筑混凝土前，在樓層上預埋鋼筋地錨作為鋼絲繩固定點。

（6）鋼柱安裝：吊裝時，吊點選擇在柱頂。柱子起吊前，從柱底板向上500～1000mm處劃一水平線，以便安裝固定前后復查平面標高基礎用。鋼柱柱腳套入地腳螺栓時，為防止其損傷螺紋，用鐵皮卷成筒狀套在螺栓上，鋼柱就位后取去套筒，調節柱底的調節螺母調整鋼柱的垂直度，用經緯儀在兩個方向核對無誤后，鎖緊地腳螺母并將柱腳墊板與柱腳板焊接，在柱頂設四個方向纜風繩配置法蘭螺栓張拉緊固定，保證后續土建施工過程中鋼柱的垂直度。二層鋼柱吊裝方法同下部鋼柱，吊點也選擇在鋼柱頂部，兩段鋼柱先用安裝螺栓連接固定，校正合格調整好垂直度后再焊接固定。在第一根鋼柱安裝后第二根鋼柱安裝前，拉纜風繩將鋼柱固定，以免鋼柱傾倒，纜風繩可就近固定，必要設預埋地錨。

3.3 柱子的校正

主要校正鋼柱的垂直度與標高。柱基標高調整采用螺母調整，即根據柱子實際長度，在鋼柱柱底板下的地腳螺栓上加一個調整螺母，螺母表面的標高調整到與柱底板標高齊平，鋼柱吊裝完畢利用底板下的螺栓調節鋼柱的標高。因鋼柱周圍需要綁扎鋼筋，為保證鋼柱底板下與原混凝土基礎之間預留空隙容易澆筑，在鋼柱底板上預先開設四個直徑5cm的圓孔用高標號微膨脹的砂漿填實。垂直度測量采用兩部經緯儀首先將經緯儀放在柱子一側，使縱中絲對準柱子座的基線，然后固定水平度盤的各螺絲。測柱子的中心線，由下而上觀測，若縱中心線對準，則柱子垂直，不對準則需調整柱子，直至對準經緯儀中絲為止。以同樣的方法測橫線，使柱子另一面中心線垂直于基線橫軸。柱子準確定位后，即可對柱子進行固定工作。

鋼梁安裝

4 鋼梁安裝

（1）每道鋼梁采用分3段加工，現場拼接，在鋼梁下方的3層樓面設拼裝平臺，平臺靠近吊裝就位位置旁，避免鋼梁拼裝完二次轉運。為保證拼裝不破壞已完工的混凝土梁板，在每根平臺梁下應墊方木，增加與地面接觸面積。同時為保證鋼梁抬吊時避開兩側的主樓的主體結構，鋼梁拼裝時擺放方位繞轉15度左右。

（2）大梁分三段現場組對，并按設計要求預留100mm的拱度。在構件加工時，中間一段鋼梁預留一定的長度，鋼梁實際成型長度應按已吊裝完畢的鋼柱實際距離控制，現場在完成鋼梁兩端的鋼柱安裝工并校核尺寸后，重新測量鋼柱的間距，采用測距儀至少從2個方位進行測量，測量結果相互校核驗證，以最終的測量結果作為鋼梁的實際長度，并考慮吊裝時鋼梁撓曲而減小梁長。

（3）鋼梁吊裝采用2套獨腳拔桿抬吊的方法吊裝鋼梁，鋼梁上設置2個吊點，在三層樓面每道鋼梁就位位置附近設立2套搖臂桿，大梁安裝時一次吊裝一支，構件抬吊到安裝高度位置用拔桿輔助溜繩調整鋼梁方向，使鋼梁轉回到預定的安裝位置，并將鋼梁擱置鋼牛腿上，而后進行鋼梁與鋼柱進行連接。

（4）考慮到測量精度、加工精度及吊裝時鋼梁的撓曲變形可能導致梁柱間螺栓連接孔位的誤差而致高強螺栓無法全部穿過，施工時梁柱采用全焊接連接。鋼梁對接焊縫采用底部墊襯板，單面焊接成型的方法焊接。

5 鋼筋混凝土施工

（1）對于勁性梁柱與混凝土梁的連接較為復雜，特別是鋼筋穿梁柱時，位置較復雜，處理要細致，鋼筋要貫通。（2）鋼筋綁扎同框架柱梁鋼筋綁扎，注意鋼筋接頭位置，搭接長度、間距等。（3）支模和澆筑混凝土混凝土澆搗過程中需要檢查勁性混凝土柱梁的空間位置，符合要求后，進行上層柱梁的施工。

結語

（1）勁性鋼筋混凝土結構中勁性可以大幅度提高構件的承載力，而混凝土又可彌補勁性鋼筋剛度的不足，彼此起到了相輔相成的作用。實踐證明，它有承載力高、延性好、抗震性好，施工方便等一系列優點，可取得良好的經濟效益和社會效益。

（2）要確保工程質量，鋼骨柱的安裝校正尤為重要。要加強工廠質檢工作，嚴格控制外形尺寸、節點板位置、孔距和焊縫外觀等；安裝吊裝就位后，緊跟著進行校正、焊接固定，以便形成穩定結構。

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