淺談型鋼混凝土組合結構施工技術

方 華

（成都建筑材料工業設計研究院有限公司，四川 成都 610021）

一、選題背景及意義

型鋼混凝土組合結構（Steel Reinforced Concrete composite，簡寫 SRC）是指混凝土內配型鋼（焊接或軋制兩種成型）和鋼筋的組合結構。其特點是在型鋼外部有層混凝土并配合使用鋼箍和鋼筋，其中的型鋼除了采用軋制型鋼外，焊接型鋼也廣泛被使用，總的來說有空腹式和實腹式。與普通的混凝土結構相比，SRC可以很大程度上提高結構構件的承載能力，改善其脆性性質，增強其耐火性、耐久性和抗震性。

20世紀50年代，我國從前蘇聯引進了該結構，當時前蘇聯設計了包頭電廠中的主要廠房以及鞍山鋼鐵公司的沉鐵爐基礎，我國進行了施工。隨著經濟發展和時代進步，我國鋼鐵產量也增加很多，到了80年代，型鋼混凝土結構被大量應用于高層建筑，地鐵站臺，橋梁等等。該結構形式具有非常良好的力學性能，尤其在地震區，其相較于傳統結構形式優勢突出，但仍然存在一些缺點和問題，比如在施工方面，組合結構里面有很多型鋼和鋼筋，在梁、柱這些節點處，密集程度大，混凝土澆筑困難。

（一）歐美國家SRC的應用和研究狀況

早在20世紀初，Burr就做了空腹式型鋼混凝土結構柱的實驗，其認為混凝土外殼明顯提高了柱的強度和剛度。加拿大在1923年做了空腹式配鋼的型鋼混凝土梁的實驗。美國在1989年的ACI-318規范中和1993年的AISC-LRFD設計規范中，都對SRC進行了設計規范描述。

（二）日本SRC的應用和研究狀況

日本有四大建筑結構，型鋼混凝土與鋼、木和混凝土結構并列。1923年東京建成型鋼混凝土結構的日本興業銀行，高達30M，在關東大地震中沒有受到什么損壞，這使得學術界和工程界給與重視，隨著工程實踐和科學研究的不斷深入，頻繁經歷地震的日本，其SRC結構的房屋幾乎未遭到或極少遭到輕微破壞，加快了該類結構推動。

（三）中國SRC應用和研究狀況

自從20世紀50年代引進SRC結構開始，隨著我國社會經濟的不斷發展，SRC結構在全國不斷的推廣應用，越來越多的城市中的高層建筑中應用了SRC結構。研究方面，我國有諸多的大學如武漢工業大學、西南交通大學、同濟大學等都分別從相關角度進行了實驗研究，并取得一系列研究成果。我國在1998年冶金部頒布的YB9082-97和2002年建設部頒布的JGJ138-2001技術規程。

二、型鋼混凝土柱的施工

在項目實施前，盡可能選擇有豐富SRC結構施工經驗的管理人員和勞務人員，并進行相關技術培訓和技術準備。大體說來，型鋼柱的工藝流程如下：

準備工作→材料復驗（進料）→下料放樣→平板矯正→制孔、打坡口→H型鋼組立→龍門焊接→氣刨清根，背焊→H型鋼矯正→拋丸除銹→分解成T型鋼→T型鋼打坡口、打磨、制孔→焊接十字柱→焊肋板→精整、矯正→超聲波探傷→焊接栓釘→清理→構件標識→成品檢驗→構件運輸進場。

在型鋼構件出廠前，應該對其進行驗收，出具相應合格證和技術文件等，在廠內可進行預拼裝，以查驗尺寸是否符合設計和整體的質量情況。構件的運輸應該選用噸位相當和廂長的汽車，在車輛上的支點、兩端支出長度和綁扎方法都應該保證鋼柱構件不產生永久的變形和損傷。可使用鋼絲繩加倒鏈將構件固定，防止其移動。裝卸使用吊點起吊，并采取措施防止損傷構件。構件的對方應在底層墊有墊塊并有足夠的支撐面，按種類、型號和安裝順序分區域堆放。

型鋼混凝土柱鋼筋的翻樣、加工和普通結構柱的基本相同，但是在安裝方面有些不同，其區別點在于柱豎筋的位置，型鋼混凝土柱中的豎筋的分布應該考慮到型鋼梁的位置。由于結構鋼梁在柱每個側面的中部，因此豎筋要避開中部，使得在柱角比較集中。柱箍筋的翻樣則應該注意結構柱、梁節點處的柱箍筋，一般會制作成U形或者L行，以便穿過型鋼梁腹板上的孔。

在安裝過程之中應該注意，鋼筋會與型鋼碰撞，應在型鋼上打孔使得鋼筋穿過型鋼，柱的安裝控制從柱角開始，低層的預埋柱安裝質量決定了整個工程型鋼柱的安裝質量，應該從軸線、標高、焊接質量上著手控制。型鋼柱的鋼筋有兩種安裝方式，若梁截面寬度較小，柱鋼筋可以繞過型鋼梁，而在型鋼梁截面比較大，框架柱的截面較小的的情況下，柱鋼筋密度較大，應采用連接件和型鋼焊接。

三、型鋼混凝土梁的施工

型鋼梁的主要加工是在加工廠內，其需要有預留鋼筋孔用于穿柱頭箍筋或梁縱筋的拉鉤。這些孔對誤差的要求不嚴，孔位確定較容易，必要的時候可以通過微調箍筋或拉鉤來使得孔位滿足要求。加工完的型鋼梁先進行編號運輸。

型鋼梁的吊裝和梁鋼筋的安裝交叉作業較為復雜，工程實踐中大概有兩種方案：一種是先穿梁底筋再吊裝型鋼梁，另一種是先吊裝型鋼梁再穿梁底筋及面筋。這兩種安裝方法具體操作一樣，區別只是順序不同，大多情況下使用的是前者方式進行安裝。兩種操作的順序為：

1 安裝梁底模→安裝底部主筋→吊裝型鋼梁→安裝上部主筋→安裝箍筋、腰筋、拉結筋→安裝側模并加固。

2 吊裝型鋼梁→安裝梁底橫楞→穿梁底部主筋，并連接可靠→安裝上部主筋、連接接頭→安裝箍筋、腰筋→安裝梁底模、側模并加固。

在安裝過程中應該注意，型鋼梁和梁鋼筋的安裝順序上存在誰先施工的問題，具體操作順序應該根據實際的情況，這也是交叉作業最難的地方，處理得當就會縮短工期，其次在型鋼柱上打孔后，要對打孔部門進行加強措施，最后，型鋼梁吊裝應該采用專用的吊具進行兩點綁扎，在吊裝過程中應該是保持水平。

四、型鋼混凝土結構混凝土的澆筑

由于SRC柱、SRC梁和梁柱交叉點鋼筋密集度大，安裝完鋼筋后，要組織混凝土班組進行實際情況的了解，以估計振動棒插入振搗部位。若有復雜的情況，則需要作出明顯標示，振搗措施相應調整。由于在振搗過程中，型鋼會影響力的傳遞，因此應將振搗點設置在四個角、梁的兩側和型鋼柱內，間距不應大于300MM。型鋼柱內的混凝土一定注意振搗密實，必要的時候應該預留振搗孔洞，并采用骨料較小的混凝土拌合料，以保證其流動性。

五、結論和建議

SRC結構具有諸多優點，具有廣闊的發展空間，在現代的建筑領域中使用也越來越多，同時跟普通工藝相比，其施工較為復雜，難度較大，各個分項工程的交叉作業較多，因此要充分考慮施工順序，結合實際情況，做好施工設計和方案規劃。

1 SRC梁、柱節點的型鋼和鋼筋穿插較多，在安裝的時候，應該在型鋼腹板和翼緣預留孔洞方便穿插，在型鋼的翻樣、鋼筋的加工的時候，應預制位置準確大小合適的孔洞。

2 型鋼柱、底板和錨栓的組合安裝焊接要求定位精準、焊接牢固。現場的吊裝要求定位準確，型鋼柱之間的連接采用高強螺栓初步固定再進行焊接。

3 應該按型鋼柱、柱縱筋、梁底縱筋、型鋼梁、梁上部縱筋的順序來安裝，因為工序交叉作業，施工前應該加工好型鋼和鋼筋，做好交底工作，保證安裝精確到位。

4 由于鋼構件和鋼筋密集度較大，應該澆筑應選用流動性能好的混凝土或者自密實混凝土。澆筑的時候應下料均勻，在腹板兩側進行分層澆筑，為確保振搗密實，還可以用高頻振搗棒輔以鋼釬進行操作。

5 由于現場結構構件有存在吊裝和焊接方面的安全問題，施工準備應做好專項施工方案和應急預案，根據項目的實際情況進行工況分析和過程質量控制，保證現場的施工安全。

6 SRC結構的建筑工程有著巨大的普及空間，進一步對該結構進行研究有著實際而長遠的意義。因此做出以下的建議，一方面，由于存在交叉施工多，相對于鋪工序而言較為復雜，安全隱患大，質量方面的欠缺，鋼梁、柱、鋼筋的安裝方法還需改進，另一方面混凝土結構和鋼結構的施工質量驗收規范各有根據，型鋼混凝土結構缺乏針對性的驗收規范，目前僅是參考以上兩種結構的規范，使得驗收依據模糊。最后，SRC結構工程對混凝土的強度以及流動性的要求較高，要加強高性能混凝土的研究并推廣使用。

[1]丁曉東，孫曉梅.型鋼混凝土結構的研究現狀及發展趨勢[J].山西建筑，2007，33（01）.

[2]謝巖.型鋼混凝土梁柱構件施工質量控制要點和監理方法[J].建設監理，2007（04）.

[3]鈡永慧，蔣飛.型鋼混凝土結構[J].四川建筑，2007：27（04）.