復雜型鋼混凝土組合結構施工技術研究

王永勝

（山西省朔州市建設監理公司，山西朔州 036001）

0 引言

受益于將型鋼嵌入鋼筋混凝土形成強度剛度更高、延性更好的獨立結構型式，型鋼混凝土組合結構已廣泛應用于建筑工程領域[1-4]。在有限的施工工期內，為了保證工程的抗震性能，型鋼混凝土組合結構施工往往存在各節點處抗震性能不佳、型鋼柱定位精度差、安全隱患大、施工效率低以及適用范圍具有一定的局限性等問題。其中，在型鋼混凝土組合結構常規施工過程中，經常采用型鋼柱翼緣上焊接耳板進行定位固定，柱帽處預埋件采用L 形預埋件，導致型鋼柱各節點處抗震性能不佳。施工中不得不采用焊接加強件、加大螺栓使用數量等措施來滿足各節點的抗震性能。

結合某實際工程，本文對復雜型鋼混凝土組合結構施工關鍵技術開展研究，以期可以有效提高柱板節點抗震性能，為今后類似工程提供經驗借鑒。

1 工程概況

朔州市大醫院建設工程位于長寧街以南，用地面積209647.79m2。本工程土質為粉土褐黃色，含云母、菌絲、氧化鐵、零星姜石等，混有粉質黏土成分，稍濕、中密、無光澤、搖振反應中等，干強度及韌性低，壓縮系數介于0.102~0.211MPa 之間，平均0.134MPa，具有中等壓縮性。主體結構為框架結構，主要為勁性鋼骨柱、梁，分部于1#至4#樓各單體樓體中。節點設計精度要求高，制作拼裝難度大。結構及受力形式獨特，在拼裝和吊裝就位的過程中要不斷對節點位移和內力進行控制。圖1 為本工程中鋼結構主要連接節點示意圖。

2 H 型鋼構件加工工藝

本工程中的H 型鋼構件加工主要采用如下工藝：

（1）鋼板預處理、矯平、下料切割：為了提高鋼板表面質量，預處理需除去鋼板表面的氧化層，下料切割建議使用精密度較高的數控式火焰鋼板切割機。

圖1 本工程鋼結構主要連接節點

（2）鋼板對接：對接處的坡口優先使用半自動精密切割方式，對接焊接則使用半自動埋弧焊的方式。

（3）T 型部件制作：為了保證腹板與翼緣板的垂直度滿足加工要求，T 型部件的組立成型一般在H 型鋼生產線上采用全自動式的組立機，組立完成后采取附帶工藝板的方法進行臨時固定（見圖 2a）。

（4）H 型鋼組立：本階段工藝主要在H 型鋼生產線上開展，通過采用4 個定位裝置對稱頂在構件的腹板和上下翼緣板上，精確調整前者的垂直度以及后者的平行度，隨后采用二氧化碳氣體保護焊進行焊接固定（見圖2b）。

（5）H 型鋼焊接：本階段工藝中的全自動埋弧焊節主要在自動生產線上實施，隨后將質檢通過的鋼構件移動至胎架上，待焊接點位調整至準確位置后，采用依次對稱焊接的順序進行構件固定。

（6）H 型鋼矯正：傳統施工工藝中，焊接會產生大量的熱量，但因其消散速度較慢，往往容易導致焊接部位出現較大的受力變形，驗證影響構件質量和美觀。因此，為了保證翼緣板的平行度滿足設計要求，通常在矯正機上對構件進一步采取矯正措施（見圖2c）。

（7）H 型鋼測量：構件成型后，需要測量各指標尺寸是否滿足設計要求，包括翼緣板平行度和垂直度、腹板垂直度等控制指標。

（8）H 型鋼鉆孔、端面加工：構件成型后還需要對其加工鉆孔，由于鉆孔間距精度要求很高，優先采用全自動三維數字控制式的鉆床。此外，考慮到端面加工精度是影響高層鋼結構對接質量的關鍵因素之一，本工程中的銑削坡口使用端面銑床，質檢結果表明加工后的端面平行度完全滿足施工要求。

（9）構件拋丸處繡：構件成型質檢通過后，最后的拋丸除繡加工工藝可采用八頭全自動拋丸除銹機開展，構件成品如圖2d所示。

3 型鋼混凝土柱板節點施工工藝

為了提高型鋼混凝土柱板節點連接強度，本工程采用如圖3所示的型鋼混凝土柱板節點結構。該鋼混凝土柱板節點主要包括樓板、型鋼柱底板、定位箍筋、混凝土、異形連接構件和型鋼柱。型鋼柱由型鋼腹板、加勁肋板、型鋼翼緣和吊耳板在工廠焊接而成，型鋼腹板四周設置型鋼翼緣，型鋼翼緣側部設置加勁肋板，上部設置吊耳板；在型鋼混凝土板柱節點處的型鋼柱連接通過異形連接構件將吊耳板和型鋼柱底板連接，異形連接構件由L形滑絲筋、豎形滑絲筋、高強套筒和鋼筋焊接而成，豎形滑絲筋與L 形滑絲筋通過高強套筒連接，L 形滑絲筋側部設置鋼筋；異形連接構件穿過吊耳板的吊耳孔和墊片固定在吊耳板上，墊片外側安裝高強六角螺母；四個異形連接構件通過定位箍筋連接；型鋼柱頂部綁扎鋼筋并澆筑混凝土形成柱帽，柱帽上表面設置墊層，型鋼柱底板栓接固定在柱帽上部，底板上部的型鋼柱與型鋼柱底板焊接連接；柱帽上部為樓板，上部的型鋼柱之間通過高強螺栓連接。

施工時，先對吊耳板和型鋼柱除銹，異形連接構件穿過吊耳孔和墊片固定在吊耳板上，通過扭轉高強六角螺母來保證異形連接構件的垂直度，將四個豎形滑絲筋控制在同一標高處，通過綁扎定位箍筋將四個異形連接構件連接；待柱帽處鋼筋綁扎完畢后，澆筑C30 混凝土，振搗養護后完成下部型鋼混凝土柱施工；清理柱帽表面，將墊層鋪設平整，定位后將型鋼柱底板栓接固定在柱帽上部，將型鋼柱與型鋼柱底板焊接。

圖2 H 型鋼構件加工

圖3 型鋼混凝土柱板節點

4 結論

結合某實際工程，本文以復雜型鋼混凝土組合結構為研究載體，在分析型鋼構件加工工藝的基礎上，提出一種新型的型鋼混凝土柱板節點結構，有效加強上下型鋼柱連接性能，防止節點處混凝土空洞。