钢-混凝土组合结构在高层建筑中的施工应用技术

摘要：本文通过结合中石化西南科研办公基地工程建筑施工实例，针对该工程柱梁板采用钢-混凝土组合结构，提出钢管钢骨的制作与安装、钢梁的制作与安装等施工技术，为同类工程提供参考借鉴。

关键词：高层建筑；组合结构；钢柱吊装；钢梁安装

Abstract: this article by combining scientific research office base southwest sinopec engineering construction example, for this project beam plate adopts the steel and concrete composite structure, puts forward the bones of steel pipe steel fabrication and erection of the steel beam, the manufacture, installation and construction technology, as to provide a reference for similar projects.

Keywords: high building; Combination structure; Steel column hoisting; Installation of steel

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：

工程概况

该高层建筑F~H/2~7轴之间柱梁板采用钢-混凝土组合结构，单层面积约为810m2，其中F轴上分布有2颗H型钢劲性钢筋混凝土柱和4颗钢管混凝土柱，劲性柱起自地下二层顶面-5.6m处，在二十三层顶面98m处结束，上下共贯穿24层楼总长约103.6m。H轴上核心筒剪力墙与外框F轴劲性柱之间是采用H型钢梁连接，梁跨18m，在钢梁上铺设压型钢板，并在钢梁上翼缘上设置抗剪栓钉，其上浇注钢筋棍凝土板，形成一个整体的组台结构楼面。

钢柱施工技术

2.1钢柱吊装施工

本工程采用的H型钢柱吊装，其吊点设置在钢柱连接耳板螺栓孔的位置。钢骨柱在吊装前，在柱身上焊接好爬梯（挂梯）以便于操作人员上下和钢骨柱就位后松钩。钢柱采用专用吊索吊装，柱身垂直，易于对线校正。起吊时钢柱根部必须垫实，保证在根部不离地的情况下，通过吊钩的起升与变幅及吊臂的回转，逐步将钢柱扶直，待钢柱停止晃动后再继续提升。

结合本工程实践，笔者总结了组合结构施工中钢柱吊装过程注意事项：

（1）第一节钢柱吊装：对柱基的定位轴线间距、柱基面标高和地脚螺栓预埋位置进行检查，复测合格并将螺纹清理干净，在柱底设置临时标高支承块后即可进行钢柱吊装。另外底层钢柱吊装前，应对柱底板上的杂物、油污清理干净，将基础定位轴线和钢柱中心线均正确用“”标志好，钢柱安装前应将登高爬梯、缆风绳固定在钢柱预定位置，绑扎一定要牢固。所有钢柱校正完毕和支撑完毕后，将柱子底板下预留的空隙，使用C50无收缩细石混凝土填捣密实。

（2）上节柱安装时钢柱两侧装有临时固定用的连接板，上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线后，即用螺栓固定连接板做临时固定，并用揽风绳成三点对钢柱上端进行稳固。垂直起吊钢柱至安装位置与下节柱对正就位用临时连接板、大六角高强螺栓进行临时固定，先调标高，再对正上下柱头错位、扭转，再校正柱子垂直度，高度偏差到规范允许范围内，初拧高强螺栓达到标准轴力的60%～80%，摘吊钩。底节柱在起吊就位后将钢柱用缆风绳进行临时固定，底节柱安装合格后必须对定位轴线的间距、柱基面标高和底板预埋位置进行检查、测量，并经过监理及相关部门复测合格后才可进行下一节柱子的安装。

2.2钢管柱的安装

钢管柱的吊运和H型钢骨吊运方法和要求相同。（1）第一节钢管柱就位标高在-5.6m，柱底板通过预埋螺栓与基础刚性连接。上部节点都设置在距楼面高1.3m处，方便对接操作。另外钢管接头处设内衬圈以保证焊缝焊透。（2）第二节及以后的钢管柱的安装方法与第一节相同，安装方法如下：在第一节钢管柱的混凝土浇注完毕和一层结构层施工完毕后，开始安装第二节钢管柱。用塔吊吊住第二节钢柱直接吊放在第一节钢管柱上，用连接钢板将两段钢柱的吊耳板用螺栓连接在一起，用缆风校正钢柱的垂直度，经纬仪进行监控，调校好后进行接头焊缝的焊接，钢管焊接采用双人过圆心对称焊接的方法,以减少焊接应力的影响，焊缝等级为一级，焊接完毕24小时后必须进行探伤检查，并作好相应记录，安装完毕后，钢柱必须设置三面型钢临时支撑稳固钢柱，以防其它工种作业时对钢柱垂直度的影响。

2.3钢管柱混凝土施工

对于钢管内混凝土浇筑，本工程采用立式高位抛落浇筑法、塔吊吊运，利用混凝土下落时产生的动能达到振实混凝土的目的。此法适用于管径大于350mm，高度不小于4m的情况，对于抛落高度不足4m的区段，应用内部振捣器振实。同时合理安排混凝土浇筑工序,确保每次核心混凝土的连续浇筑。钢管内一次抛落的混凝土量宜在0.7m3左右，用料斗装填，料斗的下口尺寸应比钢管内径小100~200mm，以便混凝土下落时管内空气能够排出。钢管内混凝土浇筑工作宜连续进行；必须间歇时，间歇时间不应超过混凝土的终凝时间。需留施工缝时，应将钢管封闭，防止水、油和异物等落入管内。

混凝土配合比应根据混凝土设计等级计算并通过试验后确定，除满足强度指标外，尚应注意混凝土坍落度的选择。对于混凝土中粗骨料粒径可采用5~25mm，降低混凝土的水灰比到0.45以下, 控制混凝土拌合物的坍落度在80～150 mm。为满足上述坍落度的要求，应掺适量减水剂；也可掺入适量的混凝土微膨胀剂，以减少收缩量。每次浇筑混凝土前应先浇筑一层厚度为10―20cm的与混凝土等级相同的水泥砂浆，以免自由下落的混凝土产生弹跳现象。管内混凝土的浇筑质量，可用敲击钢管的方法进行初步检查，如有异常，可用超声脉冲技术检测。对不密实的部位，可用钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔补焊封固。加强对核心混凝土施工缝的凿毛、清理和养护工作，采用覆盖法和柱头蓄水相结合的方法进行养护。

钢梁的吊装

钢梁安装在钢柱吊装进度符合要求后开始进行，总体随钢柱的安装顺序进行，相邻钢柱安装完毕后，及时连接之间的钢梁使安装的构件及时形成稳定的框架，并且每天安装完的钢柱尽量用钢梁连接起来，不能及时连接的应拉设缆风绳进行临时稳固。本工程钢梁安装总体顺序为：先主梁后次梁，先下层后上层，每层的安装顺序为F轴上主梁2-7轴之间的次梁C轴上小梁。钢梁采用两点捆绑吊装方法。

（1）主钢梁安装。主梁起吊就位，用撬棍、冲钉(或冲头)调整构件的准确位置，螺栓孔全部对正后放入高强螺栓临时固定。待主梁全部吊装完毕后，进行高强螺栓的初拧和终拧。安装时应预留经试验确定的焊缝收缩量(2～3mm)。安装主梁时用2台经纬仪跟踪检查柱垂直度和倾斜度。若安装过程中柱发生较大偏差，应重新校正。

（2）次梁的安装。次梁上平面和主梁上平面调平，用冲头对正夹板梁连接板的孔眼直接放高强螺栓，先紧固高强螺栓，再初拧、终拧高强螺栓。

（3）钢梁吊装注意事项。所有梁吊装前应核查型号和选择吊点，以起吊后不变形为准，并平衡和便于解绳，吊索角度不得小于45°，构件吊点处采用麻布或橡胶皮进行保护。钢梁吊到位时，要注意梁的方向和连接板靠向，为防止梁因自重下垂而发生错孔现象，梁两端临时安装螺栓（不得少于该节点螺栓数的1/3，且不少于2颗）拧紧。钢梁找正就位后用高强螺栓固定，固定稳妥后方可脱钩。

压型钢板及楼板施工

本工程F~H/2~7轴之间核心筒与外框柱之间是焊接H型钢梁，在钢梁上铺设压型钢板，并在钢梁翼缘上设置抗剪栓钉，其上浇注钢筋混凝土板，形成一个整体的组台结构楼面，本工程压型钢板型号为BD65-0.91mm。组合结构施工中，压型钢板应按设计要求铺设平整；压型钢板间搭接长度符合有关标准的规定，且接缝匀称整齐、严密无翘曲。压型钢板与主体结构的支撑长度大于50mm，与端部锚固件连接可靠，设置位置符合设计要求。压型钢板每块板内点焊不少于2处，点焊均匀牢固。压型钢板安装应平整、顺直，相邻两块钢板之间的肋必须保证通线，偏差应控制在5mm之内，以保证压型钢板底部完成面的美观效果。

每层楼板待压型钢板、栓钉验收合格后，方可进行钢筋工程的施工。板面钢筋的绑扎：首先在压型钢板波底摆放通长钢筋；按图纸设计钢筋间距在压型钢板上划出板钢筋位置线，依次放置并绑扎板下层钢筋，然后对应放置并绑扎板上层钢筋。绑扎钢筋时应注意预留洞口的留设，并在洞口周围按设计绑扎加强筋。板内双层筋用8@1000的双向钢筋马凳进行支撑。钢筋绑扎完毕后，及时进行预埋件的预埋。

在浇筑混凝土时，由于本工程采用无支撑压型钢板作为楼板模板，因此在混凝土浇筑时，应小心避免混凝土堆积过高以及倾倒混凝土所造成的冲击。本工程浇混凝土过程中，严禁强烈振动压型钢板，选用低频平板振捣器，垂直于浇筑方向依次进行平面振捣，振捣速度控制为60~80cm／min，不得因振捣时间超时造成已浇混凝土临界初凝时产生裂缝及与压型钢板分离，又不得因振捣时间过短而影响混凝土的密实度。

结语

文章通过结合中石化西南科研办公基地工程中钢混凝土组合结构的施工，总结了钢柱和钢梁吊装，以及钢柱混凝土浇筑、压型钢板施工等方面，同时提出了各施工环节中应当关注的注意事项，旨在能为同类工程提供参考借鉴。

参考文献：

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[2] 李利敏．高层建筑组合结构施工[J]．民营科技，2006，(01)：501～503.

[3] 刘晓锋，张东飞．浅谈高层建筑组合结构施工技术[J]．中国新技术新产品，2002，(12)：67～69.