江胜大厦30米跨型钢混凝土组合梁施工技术.doc

江胜大厦30米跨型钢混凝土组合梁施工技术庞文荣 唐兵戴苏敏（江苏省华建建设股份有限公司深圳分公司 518034）摘要 江胜大厦裙楼四层屋面1000 x2500大梁应用了型钢混凝土组合结构技术，跨度30.0m，内配H1900*500*25*45，每根型钢梁重达23吨，安装高度20.45m，采取了一次吊装一次浇筑的施工措施。关键词 H型钢钢梁 型钢砼组合结构 纤维混凝土 自动喷淋养护一、工程概况江胜大厦工程位于深圳市中心区32-2号地块，东临益田路，面向市民中心。地下三层，地上部分由A、B二栋塔楼组成，A栋为39层，B栋为30层，A栋建筑高度为178.55m，B栋建筑高度为116.15m。总建筑面积143，482 m2。由由江胜房地产开发（深圳）有限公司投资兴建，北京市建筑设计研究院深圳院设计，深圳市中海建设监理有限公司监理，江苏省华建建设股份有限公司承建。A栋一层为大堂和商业展示厅，二、三层为酒店配套，四六层为酒店式公寓，七层、十七层、三十层为避难层兼设备层，其余层为办公用房；B栋一层为大堂和商业，二四层为商业及酒店配套，四层屋面设有室外游泳池，六层、十七层为避难层兼设备层，其余层为酒店客房。结构概况：本工程结构基础为人工挖孔桩基础，主体结构形式为钢筋砼框架-核心筒结构，周边框架柱地下三层八层为型钢砼柱，以上为普通钢筋砼柱。B栋裙楼四层屋面的三根框架大梁跨度30，是本文要讨论的内容。大梁截面尺寸为1000mmX2500mm，梁内配型钢，型钢规格为H1900*500*25*45，钢梁安装高度为20.45米，每根梁型钢总长度为30.4米重量约22.99吨，混凝土强度等级为30。该梁设计方案选择时基于耐久性和刚度要求，放弃了预应力梁设计方案，而选用了型钢混凝土组合结构。 二、施工难点 难点一：吊装构件长、重量重、高度高：四层屋面大梁，其内每根型钢梁长达30.4，重达22.9吨，安装高度20.45。难点二：在两座塔楼之间吊装，楼面承载力不足：地下室顶板承载力只有20KN，需要对板面承载力进行复核、验算，进行加固，以完成该型钢梁的制作、运输和吊装。难点三：层高高、跨度大，模板支撑系统要求高：层高5米,局部为10米，板厚150毫米，最大跨度为30米，其模板支撑属高支撑体系，且梁上、下层配筋分别为1032、3040，荷载大，给支撑的稳定性和承载力提出了很高的要求。难点四：型钢砼组合结构，砼施工难度大：大梁跨度30、截面尺寸为1000mmX2500mm，内配H1900*500*25*45型钢，给保证混凝土凝土振捣密实，控制混凝土开裂的带来极大困难。 大梁截面图型钢砼组合梁 四层大梁平面图三、施工流程考虑到型钢梁分段吊装、原位拼装的做法无法保证支撑的承载力和稳定性以及分段型钢梁本身的稳定性，我们确定了型钢梁一次吊装就位的总体方向，施工流程如下：钢梁两侧柱钢筋绑扎到18.75米标高处柱模板安装柱头预埋件施工砼柱浇筑搭设梁底排架及支设梁底模钢梁现场拼装钢梁焊接钢梁吊装及安装搭设板底排架及梁钢梁绑扎梁侧模支模及板底模支设板梁绑扎浇筑砼养护。四、型钢混凝土组合梁施工技术1、柱头节点施工：（1）、柱头预埋件施工：柱模板施工完成后，应在柱钢筋上弹好预埋件位置及控制标高线。预埋件制作时应在预埋件上开直径200mm孔，浇筑砼时使用。砼柱浇筑完成后, 应在砼初凝前进行预埋件校对。柱头大样见下图。（2）、柱头连接件施工：柱砼浇筑完成后，将已加工好的连接件与柱头预埋件连接，连接采用M24螺栓,在进行焊接,连接大样见下图：2、型钢梁施工：（1）、型钢梁的拼装：每支梁型钢总长度为30.4米重量约22.99吨，分三段加工，每段长度分别为10米 9.995米 10.395米，运到安装现场进行拼装。拼装时按照其钢梁的加工节点，用50吨汽车式吊车先将第一段吊立垂直作两侧的支撑加固确认稳定后，吊第二段与第一段用高强螺栓连接，进行高强螺栓的初拧，然后进行支撑加固确认稳定。吊第三段与连接好的前两段用高强螺栓连接。然后进行整条钢梁的最后调直，按跨中起拱5，确认无误后进行高强螺栓的终拧固定，用支撑加固。焊接钢梁上下翼缘板，焊缝达到超声波探伤时进行探伤检测。钢梁拼装对接时在钢梁的下翼缘用枕木支垫，其高度比钢梁支腿高100mm。钢梁拼装与吊装用的耳板均在构件加工厂完成，耳板厚度为40mm。（2）、型钢梁的焊接：该型钢梁焊缝坡口形式为单坡，焊接板厚均为45mm和25mm，母材采用Q345钢。焊接形式为等全熔透对接焊，焊缝等级级，采用E5016型焊条。钢梁焊接前使用钢丝刷对焊口的浮锈和污垢进行处理，并对坡口进行烘干预热处理。钢梁在安装螺栓定位拧紧后，进行定位焊，分布位置要避开连接板的位置，定位焊缝长80100mm，焊缝高度46mm。要求过渡平滑，与母材融合良好，落点弧坑要填满，如发现焊缝上出现气孔和开裂，一定要清除干净后进行重焊。焊接时为保证安装质量需严格按照预先规定的顺序进行施焊，每层的引弧和收弧点要相互错开80100mm，防止重叠引收弧处缺陷的叠加。为了防止产生过大的焊接变形，并尽可能减少焊接应力，须遵循以下要求：焊接时严格按照规定焊接顺序施焊，尽可能对称施焊，使产生的变形均匀，直线分布，不产生弯转。除了焊接前进行预热（100-2000C）处理外，在焊接完成后应立即对焊缝表面进行加热（100-2000C），从而起到释放和减少焊接应力的作用。（3）、型钢梁的吊装：根据型钢梁吊装要求参数和施工现场的具体情况，我们选用了400吨汽车吊作为此次吊装的机械。该型吊车主车重90吨，配重快共17块(其中13块为每块重10吨，4块为每块重5吨)，配重合计重150吨。由于地下室顶板承载能力为20KN，地下室顶板每跨板的平面尺寸为1010米，根据验算，吊车进场时地下室顶板承载力能满足要求，为增加保险系数，减少吊车进场对地下室顶板的影响，我们确定了吊车行驶路线，对吊车行驶范围内的地下室顶板进行回顶，一直回顶至地下室底板。根据吊车四个支撑点之间尺寸结合施工现场情况，吊装时吊车四个支撑点分别布置在地下室框架支柱上，吊车每个支撑点下分别布置一快钢板，钢板尺寸为1000mmX1000mmX10mm厚。吊车站位分三次进行，即每次站位只能吊一根钢梁。钢梁吊装吊车共转移三次，每次吊车转移部位的支撑点都在地下室负一层柱上。当吊装完成一条整梁后，将配重块撤下，分别运到安装现场外。进行主车移位，主车就位后安装配重快，重新进行吊装。吊车回转半径选用28米与30米，吊车杆长选用51.4米，钢梁选用两点绑扎，一点起吊。吊装前要及进行试吊，将整根钢梁绑扎好后，微微起钩及时检查各绑扎点是否正确，钢丝绳是否都持力，确认无误后，吊钩在起高到0.5米时停止，再次检查各绑扎点及钢丝绳持力情况，同时检查吊车的制动，液压等各部是否运转正常，确认无误后进行正式吊装。钢梁吊装就位后，将钢梁两端连接件与已浇筑完成柱头预埋螺栓进行连接，钢梁两端螺栓连接完成后将吊车的钢丝绳松开。3、钢筋施工：框支梁主筋所用钢筋为新三级钢直径为40和32，腰筋为20，箍筋为12，主筋采用镦粗直螺纹接头。下料前，应根据钢筋料单向下料人员进行详细的技术交底，交底必须明确：部位、品种、构件名称、规格、数量、长度、件数、质量要求、允许偏差、特殊要求、绑扎捆数、摆放位置、操作注意事项、安全要求等。钢筋下料时，发现现场有下列情况的钢筋必须先进行处理：现场有锈浊的钢筋必须进行除锈处理；有外观不合格的钢筋要剔除；钢筋变形严重，不能调直，应改为短料使用。钢筋制作过程中，要经常性地检查钢筋半成品是否符合交底内容和下料单的要求，特别要核查钢筋的弯曲角度、方向、长度是否符合要求，发现问题，即时整改。梁钢筋施工顺序为：钢梁安装完成梁底筋从下至上按排铺放连接梁面筋从下至上按排铺放、连接梁箍筋就位穿梁腰筋绑扎梁底筋、腰筋、面筋拆梁筋支承架体。受力筋在铺放就位前，应控制好支承架体搁置钢筋的标高，且上排与下排钢筋之间应用同直径的钢筋作为垫铁隔开次排钢筋，由于框架梁自重大，保护层垫块宜采用“H”形塑料垫块间距500作为梁的垫块。梁钢筋接头位置应避开应力集中部位，同时同一截面内接头钢筋截面积不得超过全部主筋截面积的25%。4、模板及支撑施工：B栋裙楼五层楼层高5,局部为10，板厚150，最大跨度为30，梁顶标高21.45m，最大配筋为上、下层分别为1032、3040。大梁模板支架搭设高度为10.0， 梁截面尺寸为1000mm2500mm。根据计算其模板及支撑我们设置如下：梁支撑立杆的横距(跨度方向排距) l=0.40，立杆的步距 h=1.50； 梁底增加4道承重立杆，每排共6根立杆，为了便于操作，每排立杆之间的间距按300 mm设置；梁底、侧模板为18mm厚九合板，梁底模板下支承的小横杆用100 mm100 mm木枋，间距250；大模杆483.5钢管，间距400；梁底立杆的所有节点都为双扣件。支设梁模板时，梁中起拱50mm，梁侧模板内龙骨间距250，内龙骨采用50100木方，外龙骨采用双钢管483.5。沿跨度方向间距400设置14对拉螺栓。支撑构造要求：立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的刚度，步距为1.5；沿支架四周外立面满设剪刀撑，支撑内部每道剪刀撑间距不大于4跨，且不大于6m，斜杆与地面倾角宜在45度60度之间，在10层高支撑中部设一道水平剪刀撑；立杆接长除顶部可采用搭接以外，必须采用对接扣件连接，对接扣件应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。水平杆和剪刀撑接长必须采用搭接，搭接长度不应小于1m，采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。严格按程序施工，搭设完梁支撑架后再搭设板的支撑架，确保板模承受的荷载不支承到梁模上去。砼浇筑前再次全面检查，对未按施工方案施工之处进行整改，加固处理。浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。模板拆除应以能保证砼表面及棱角不受损坏，强度达到相关规定时，经技术负责人、监理批准后方可进行。5、砼施工：采用分层浇筑混凝土的施工技术：型钢梁与其相连的梁板结构模板体系采用满堂钢管脚手架排架支撑系统，为了确保大梁施工的安全、经济、高效的目的，经过综合考虑，施工时采用分层浇筑的施工措施，因大梁施工荷载具有短期的、逐渐加大、又很快趋向安全的特点，只要混凝土浇筑方法和速度控制得当，当达到最大值时，梁底部先浇筑的混凝土已接近初凝或终凝，施工荷载对支撑结构的影响也逐渐减小。混凝土全部达到终凝时，大梁已具有自持能力，对支撑体系安全的不利影响会逐渐消失，进入安全期。分层浇筑施工措施要求型钢梁的混凝土分层浇筑，每层厚度400，。为保证混凝土浇筑振捣密实，在与设计院、监理、商品混凝土供应商研究后，决定对其粗骨料的粒径级配进行调整，控制碎石的粒径在525之间，以保证混凝土骨料流入型钢的底部。由于型钢梁既要承受自身荷载，又要承受区混凝土结构屋盖自重，且跨度达30，所以对型钢梁的抗裂性能提出极高的要求。在与设计院、混凝土供应商、质监站、监理等主管部门的讨论研究后，最后采用纤维混凝土，掺加纤维含量为7%（重量比），以增强混凝土的抗裂性能。同时对配合比设计进行优化，采用高效减水剂及粉煤灰，严格控制好水灰比。控制砼的缓凝时间为8-10小时，以延缓砼内部最高温度的产生，从而达到减小砼内外温差的目的。施工中，采用一次性对拉螺栓加固模板，从而减少了由于螺杆洞应力集中而引起的裂缝，使施工工艺带来的不利因素降到最低。型钢梁混凝土的养护：混凝土养护采用自动喷淋养护装置，沿型钢梁侧面平行布置两条25的PVC自动喷淋管，在PVC管道上每隔200钻10孔径的漏水孔，砼浇筑12小时后开始养护，保证混凝土终凝后14天内大梁表面保持在湿润状态。砼浇筑后3天不得堆放重物，以防受载后支撑变形而引起开裂。五、结束语深圳市江胜大厦工程型钢混凝土组合梁施工的完成，保证了该项目施工的顺利进行。目前，工程主体已经结束，型钢组