中小跨徑鋼砼組合梁施工技術研究

周 懸

（中國建筑土木建設有限公司，北京 100071）

單純鋼梁具有自重輕、強度高的優點，但存在不耐火、不耐腐蝕的劣勢，采用混凝土對鋼材進行外包，能夠起到良好的防腐防火的效果，混凝土外包后構件具有規則的尺寸，更美觀。隨著設計施工技術的進步以及材料性能要求提高，對中小跨徑梁的承載能力的要求越來越高，鋼混凝土組合結梁在中小跨徑結構中的應用也越來越廣泛。

1 中小跨徑鋼-混凝土組合梁特點

在中小跨結構中梁所受剪力較大且混凝土尺寸以及強度無法提高時，在構件配置的型鋼可以提高梁的受力性能。

（1）受力合理，力學性能優越。

鋼-混凝土組合梁結構利用混凝土結構具備的抗壓能力強、型鋼梁強度高等優勢，進一步提高結構梁承載力。在組合梁中，鑒于型鋼骨架可以保障抗剪強度，使混凝土結構中的剪應力不起控制作用，使梁在受剪破壞時的脆性破壞模態能夠得到改善。配置型鋼的組合梁，在承載能力、破壞模態等皆優于混凝土結構梁，中小跨徑條件下也能形成塑性鉸，整體結構的抗震性能較好[1]。

（2）耐腐蝕性、耐火性較好。

組合梁外包混凝土有效改善鋼梁耐火性差、易腐蝕、養護困難的問題。中小跨徑的梁由于剪跨比較小，剪切作用起控制作用。鋼梁具有較高的抗剪強度，減少混凝土中的剪應力抑制斜裂縫，混凝土對鋼結構保護效果更佳，能夠提高整體結構的耐久性。

（3）組合梁構造復雜、施工難度大。

組合梁采用兩種結構，鋼梁與鋼柱的節點連接以及混凝土中的鋼筋排布較復雜，既要保證鋼構件之間的交叉處理，確保鋼筋的有效貫通，保證良好連接，還應確保混凝土的澆筑振搗的質量，組合梁的施工與混凝土梁相比施工難度和復雜程度較高。

2 中小跨徑組合梁型鋼梁加工

為保證鋼梁的加工質量，采用加工操作條件較好的工廠加工制作完成后，再運到現場完成構件拼接，鋼梁的加工質量影響梁與混凝土組合結構構件的安裝以及承載能力，應從鋼梁的翻樣、準備工作、鋼梁的焊接等多個方面嚴格把關，保證鋼梁的加工質量。

2.1 翻樣

以鋼梁設計圖紙為依據，詳細統計組合梁中型鋼規格、尺寸、形狀等內容的相關數量與要求，在此基礎上設計下料清單和加工圖紙，根據相關施工規范對型鋼梁的構造做法進行說明，使工人能夠按照料單和圖紙進行型鋼構件的制作。

應及時確定梁柱節點位置的鋼筋連接方法，采用穿孔法時，應在加工廠針對鋼筋的穿過位置對鋼筋孔洞進行預留，兩側的孔可以存在高差，保證鋼筋的順利穿過，增加補強。采用牛腿連接時，滿足計算與構造要求，定位牛腿尺寸與位置，合理計算鋼筋的搭接數量后進行焊接。采用套筒連接，根據鋼筋直徑以及數量可以選擇現場焊接或加工廠內進行焊接。采用現場焊接時應采取措施保證焊接質量與連接質量。

2.2 制作過程

鋼梁焊接前，先依照設計圖紙進行施工圖設計、提料、備料、進行工藝試驗、編制工藝方案、技術交底等工作。

（1）嚴格檢查現場使用的型鋼以及板材，針對產品合格證、質量說明書、試驗報告單等資料進行核驗，所備鋼材的材料標號以及尺寸應滿足設計加工要求以及規范規定。

（2）焊接對鋼梁內部應力狀態具有重要影響，針對鋼梁材料以及加工的能力，要求選用合理的加工方法，保證焊接的質量。

（3）鋼材的切割以及加工方法對鋼材的殘余應力有較大影響，應選擇科學加工方法以免影響材料內部的應力水平。

（4）加工前應針對技術難點和質量要求對工人進行技術交底，保證型鋼梁的加工質量。

3 鋼梁與鋼筋安裝工程

3.1 施工順序

（1）先裝梁底縱筋，再裝型鋼梁。

安裝流程：安裝梁底模板→安裝底部縱筋→吊裝型鋼梁吊裝→安裝梁上部縱筋→安裝箍筋→安裝腰筋拉結筋→安裝梁側模板。型鋼梁吊裝前，梁底縱向鋼筋的穿孔、連接、固定等工作必須保證質量且已被確認合格驗收。

（2）安裝完成型鋼梁的基礎上安裝梁底縱筋。

基本工序：安裝工字鋼→安裝梁底縱筋→安裝梁上部縱筋→安裝箍筋→拉結筋腰筋→安裝梁底和梁側模板。

3.2 型鋼梁安裝

（1）準備階段。

為了保證安裝型鋼梁的準確性，以更好地確保后續施工順利進行。相關人員在準備階段應全面檢查已加工完畢的型鋼梁（著重核對尺寸、規格以及編號等）。為了進一步保障型鋼梁定位可以準確無誤，相關人員應在現場檢查型鋼柱牛腿或梁托板處的標高及柱距。

（2）吊裝施工。

在吊裝型鋼梁過程中，以型鋼跨度為依據，查找梁兩端合適位置后焊接吊裝耳板，使用鋼絲繩吊索綁扎吊裝耳板的方式來完成吊裝。通過裝拉索的方式人工控制搖擺或轉動型鋼梁的幅度。針對同一區域的型鋼梁，以“中間向四周”為順序，控制誤差，保持均勻順序地往四周擴散。吊裝到位后型鋼梁的位置存在偏差，可通過手拉葫蘆進行調整。

（3）連接施工。

針對中小跨徑的組合梁，梁柱節點位置的鋼梁與鋼筋連接構造比較復雜，存在較多碰撞。

常用的三種連接形式的比較分析如表1所示。

表1 組合結構梁柱節點常用連接形式對比

3.3 上部縱筋、箍筋和拉結筋安裝

（1）上部縱筋。

該工序施工較簡單，在施工過程中以普通鋼筋混凝土梁上部縱筋安裝方法實施即可。

（2）箍筋。

針對安裝型鋼混凝土梁箍筋，必須在確定經翻樣加工箍筋指標無誤后進行，保障綁扎縱筋時可以到達箍筋角部。

采用整箍套裝的方式，將加工整箍開口放在梁下，安排2名施工人員相互配合并從開口處將箍筋掰開。

（3）拉結筋。

該工序必須要穿過型鋼梁腹板進行，需要為型鋼梁腹板上留出預制孔，并在將拉結筋做成一端彎鉤后，將另一端平直；直到平直端完成穿孔，才能使用工具將其彎成彎鉤（一般為135°），鉤住箍筋。

4 型鋼混凝土模板安裝

模板在鋼梁完成安裝后具有承載力，可以不搭設支架，可使用型鋼梁自承重吊模的模式。通過與型鋼連接吊桿承受拉力的方式，減除一部分梁模板支撐體系搭設步驟的同時，可以實現節約成本與提高效率。通常直接采用吊具將模板掛在鋼梁上，減少現場的支架安裝工作。

（1）模板制作。

精準計算施工需要的模板數量后下料；切割過程使用電鋸的合金鋼鋸片必須保證較小直徑，更好地確保模板切割精度及質量[2]。

（2）準備工作。

技術負責人應在鋼梁安裝前對現場工人進行技術交底與安全教育培訓，并在現場彈出模板內邊線及中心線，確定模板安裝位置。

（3）模板安裝。

①中小跨徑鋼梁模板跨度>4 m時，需要進行起拱施工；②沒有起拱要求時，鋼梁起拱高度取全跨1/1 000～3/1 000；③安裝好的模板已確認校正完畢，開始檢查驗收，重點關注模板工作；④由模后與澆筑混凝土會間隔較長時間，在正式澆筑混凝土前應重復檢驗模板是否符合質量要求。

5 混凝土澆筑與養護

混凝土澆筑是型鋼混凝組合結構施工過程中的關鍵環節，構件結構中存在中型鋼骨架（尤其是梁柱節點等部位），型鋼和鋼筋呈現縱橫交錯和密集狀態，增加了混凝土澆筑、振搗、養護等環節的難度[3-5]。

針對澆筑與振搗的難點進行技術交底，混凝土應保證具有良好的和易性。型鋼混凝土梁在澆筑過程中，將混凝土澆筑于鋼梁其中一側后，利用振搗棒震動功能使混凝土流向鋼梁另一側，該側出現混凝土且兩側混凝土已同高時，即可停止澆筑與振搗。

在澆筑混凝土過程中，必須實時監測模板變形狀況，若發現超出允許范圍，必須及時采取加固措施。澆筑完成后，混凝土初凝結束后及時完成覆蓋并灑水養護。

6 結語

中小跨徑的組合梁施工工藝比較復雜，且各分項工程間交叉較多，因此在施工的準備階段就須考慮好各分部分項工程的施工順序，結合工程實際情況制定針對性施工組織設計及專項施工方案。中小跨徑的組合梁施工中，梁柱節點的連接做法是施工中的控制重點內容，通過采用合理的連接方法保證梁柱的連接強度，確保結構整體連接具有足夠承載力。