大跨度建筑型钢混凝土梁施工技术

大跨度建筑型钢混凝土梁施工技术

黄 政

身份证号： 45092219880510 ****

摘要：大跨度建筑采用型钢混凝土结构非常普遍，而型钢混凝土结构施工时的工艺要求非常高，特别是混凝土浇筑施工存在一定的难度。指出了型钢混凝土梁施工中混凝土浇筑环节存在的困难，阐述了解决这些难题所采取的工艺措施和应把握的关键环节，为今后类似的施工组织提供了有益帮助。

关键词：型钢混凝土梁；自密实混凝土；浇筑

1组合梁结构

组合梁结构除了能充分发挥钢材和混凝土两种材料受力特点外， 与非组合梁结构比较，具有下列一系列的优点：（1）节约钢材。 由于截面材料受力合理 ，混凝土替代部分钢材工作，使其用钢量大幅度下降。 原方案采用钢桁架，其用钢量达到 740 t，而改变方案采用组合工字钢用钢量减少至 523 t。 用钢量降低了 29%，大幅度降低了投资成本。（2）考虑楼板的作用，增加净高的效果。（3）延性好。 由于耗能能力强，整体稳定性好，在实际地震中表现出良好的抗震性能。（4）刚度好。 混凝土板与钢梁共同作用，抗弯模量增大，致使挠度减小，刚度增大。（5）抗疲劳性好。 实际工程组合梁比钢梁具有更好的抗冲击、抗疲劳能力。（6）稳定性好。 由于组合梁上翼缘侧向钢度大，所以整体稳定性好；加上钢梁的受压翼缘受到混凝土板的约束，其翼缘与腹板的局部稳定性都得到改善。（7）使用期延长。 由于混凝土板的存在 ，使得钢梁上翼缘的应力水平降低，由于裂缝引起的损伤减小。

1施工方案

为保证型钢混凝土梁混凝土的工程质量，综合建设单位、监理公司及施工单位的意见，确定了如下施工方案:1) 型钢混凝土梁采用普通混凝土浇筑风险极大，无法保证施工质量，必须采用自密实混凝土进行浇筑。2) 型钢混凝土梁与周边墙柱、次梁等构件必须实现一次浇筑成型，为保证梁混凝土的整体性，减少因混凝土配合比不同而大面积出现裂缝现象，训练中心标高 － 2． 05 m 以下的梁、墙、柱等构件同样采用自密实混凝土浇筑，自密实混凝土粗骨料公称粒径为 5 mm ～ 16 mm，强度等级为 C40，抗渗等级 P8，方量约为 730 m3。3) 标高 － 2． 05 m 以上顶板部分采用普通混凝土，强度等级 C40，抗渗等级 P8，方量约为 570 m3。4) 由于梁内钢筋排布紧密，空隙局促，混凝土浇筑过程中必须选用最小规格振捣棒。

2混凝土的加工与运输

2.1混凝土的加工

为使自密实混凝土能够满足现场的使用要求，提前联系搅拌站技术人员来现场实际查看型钢混凝土梁的施工情况，有针对性地进行自密实混凝土配合比试配，从源头保证混凝土的施工质量。具体原材料及配合 比要求如下:1) 胶凝材料: 水泥采用普通硅酸盐水泥，质量符合国家标准。矿物掺合料可采用粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、硅粉等，质量满足相应现行国家标准 GB /T 1596，GB /T 18046，GB / T 18736 的要求。自密实混凝土胶凝材料用量控制在400 kg / m3～ 550 kg / m3，水胶比应小于 0． 45。2) 骨料: 粗骨料的公称粒径控制在 5 mm ～ 16 mm，其中针片状颗粒含量、含泥量及泥块含量符合表 1 要求; 细骨料采用级配Ⅱ区的中砂，天然砂的含泥量、泥块含量符合表2 要求; 粗、细骨料其他要求符合 JGJ 52—2006 普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准的规定。3) 外加剂、混凝土用水及其他要求同普通混凝土要求一致。4) 混凝土拌合物性能: 主要应满足自密实要求，性能指标见表 3; 粘聚性、凝结时间和保水性等与普通混凝土拌合物要求相同。

2.2混凝土的运输

由于工程周边有多栋居民楼，顶板混凝土方量较大，施工又不能间断，故在施工前 3 d 告知周围居民并做好安抚工作，避免出现混凝土浇筑因扰民问题中断而造成质量隐患。2) 提前联系搅拌站，合理调配混凝土运输车量，确保顶板混凝土浇筑时现场保持 2 台 ～ 3 台运输车辆等候浇筑，保证混凝土连续施工。3) 严格检测每台车运送的混凝土的扩展度和出罐温度，不能满足施工技术要求的混凝土做退场处理。4) 接料前将运输车滚筒内混凝土残留物和积水清理干净。5 混凝土运输车滚筒转速控制在 3 r / min ～ 5 r / min 并保持匀速转动，严禁运输过程中向车内加水。6) 接料至卸料的时间控制在 120 min 以内。7) 卸料前，运输车罐体宜高速旋转 20 s 以上。

3组合梁抗弯承载力分析

通过栓钉将混凝土板与钢梁连成整体， 混凝土板作为梁的翼缘，与型钢上翼緣共同受压，受压上翼缘由于有楼板的约束， 不存在失稳问题， 尺寸满足宽厚比的构造要求即可，与受拉下翼緣形成截面抵抗距平衡外力产生的弯距，梁的承载能力显著提高，刚度大大增加。工字钢位于梁的受拉区主要是下翼缘起受力作用，受拉不存在失稳的问题，充分发挥了材料属性。

3施工工艺与措施

现场设置 2 台扬程大于 56 m 的汽车泵，布置在基坑南侧靠近中间的位置，满足每台汽车泵全部覆盖所有浇筑部位( 7 道型钢混凝土梁保证 100% 覆盖) ，以确保混凝土接槎时间在初凝时间之内，避免出现冷缝。2) 施工顺序为由东西两侧向中间浇筑，先浇南北向主梁，再浇东西向次梁，最后浇板; 每道型钢混凝土梁从一端浇筑至另一端，避免型钢下翼缘下部气体无法排出造成孔洞。3) 安排专人对钢筋、模板以及各类预埋件进行观察并随时调整，避免模板出现偏差，钢筋出现移位等。4) 浇筑混凝土时，浇筑厚度用标尺杆控制，标尺杆用方木制成，并依分层厚度交替刷上红白两色，每格交界处钉一个小钉。5) 使用最小规格的插入式振捣棒快插慢拔进行振捣，插点均匀分布，逐点振实。移动间距小于振捣作用半径的1． 5 倍，每次振捣时间控制在 20 s ～ 30 s，以混凝土表面无气泡并泛出灰浆为标准。6) 混凝土尽量保持连续浇筑，严格控制间歇频次和时间，次层混凝土务必在前层混凝土初凝前完成浇筑。混凝土在初凝前组织进行二次振捣，然后用 2 m 长刮尺仔细抹压两遍，保证上下层良好结合，提高混凝土抗渗、抗裂能力;待混凝土初凝后、终凝前再仔细抹压一遍，防止产生收缩裂缝。7) 墙柱及梁( 高度大于 800 mm) 的混凝土分层浇筑与振捣，浇筑厚度根据现场使用振捣棒的有效长度而定，控制在有效长度的 1． 25 倍，尺杆和手把灯配合使用对浇筑厚度进行控制。8 ) 型钢混凝土梁上部钢筋较密，且中间有 400 宽的型钢翼缘，会阻碍梁混凝土的下料及振捣棒的下插，下料和振捣的最佳通道是顶板范围内的 250 mm 高的梁侧面，故在浇筑前必须将梁上部二排钢筋尽力上调，使其与型钢翼缘板上皮净距不小于 30 mm，满足下混凝土和下棒要求。9) 型钢混凝土梁浇筑时首先从梁一侧下料，钢梁下翼缘板下气体可从另一侧排除，然后再从梁两侧对称下料，以免浇筑时型钢偏位。

结束语

通过上述规范严谨的施工组织和高标准的质量把控，所有型钢混凝土梁顺利完成了混凝土浇筑，拆除模板后型钢混凝土梁浇筑密实，观感良好，未发现一处蜂窝、麻面、狗洞现象。该大跨度军体训练中心现已竣工验收并已投入使用。

参考文献

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