陳鐵

【摘 要】 本篇文章以某工程樓的柱梁為例，給出了型鋼勁性混凝土柱施工技術(shù)在超高層建筑中的實(shí)際應(yīng)用，該工程的中心結(jié)構(gòu)利用勁性混凝土，依據(jù)型鋼焊接、制作以及安裝問(wèn)題制定相關(guān)的技術(shù)措施，通過(guò)采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊來(lái)實(shí)現(xiàn)底層的焊道以及中層的焊道的焊接，然后再利用埋弧焊罩面施工工藝，通過(guò)合理分段及對(duì)稱施焊等過(guò)程，嚴(yán)格控制構(gòu)件焊接應(yīng)力及焊接變形，保證了焊接的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】 型鋼勁性混凝土柱；超高層建筑；焊接；安裝

本文以某工程樓的柱梁為例，給出了型鋼勁性混凝土柱梁施工技術(shù)在超高層建筑中的實(shí)際應(yīng)用，該工程共有3層地下室以及57個(gè)樓層，全部采用鋼柱支撐，其鋼梁通過(guò)厚板進(jìn)行拼裝與焊接，屬于現(xiàn)場(chǎng)安裝工程。通過(guò)對(duì)厚板的拼裝與焊接工藝以及現(xiàn)場(chǎng)的安裝進(jìn)行分析，一系列有關(guān)于型鋼勁性混凝土柱施工技術(shù)的具體措施，從而在一定程度上加快施工的速度，確保施工的質(zhì)量。

一、型鋼勁性混凝土柱施工技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)以及難點(diǎn)

（一）鋼柱的安裝

該工程施工現(xiàn)場(chǎng)的東北方向與一個(gè)高層的建筑物相鄰，其西側(cè)以及南側(cè)則分別與沿江路和人民路相鄰，由于施工現(xiàn)場(chǎng)非常狹小，并且沒(méi)有施工所用的環(huán)形道路，因此，該工程的施工非常困難。塔機(jī)安裝在施工現(xiàn)場(chǎng)的中心區(qū)域，此區(qū)域距離型鋼柱和型鋼梁可以起吊的區(qū)域有34m左右，按照塔機(jī)的實(shí)際起吊能力，該區(qū)域無(wú)法起吊一根重達(dá)8.2噸的型鋼柱。由于場(chǎng)地的條件以及塔機(jī)起吊量的雙重制約，該工程在安裝型鋼柱時(shí)遇到了比較大的難度。

（二）型鋼十字柱的制作

該工程所需要的型鋼十字柱的截面尺寸是1100毫米×1100毫米，其腹板厚δ為40毫米，翼緣板厚δ為50毫米。針對(duì)厚鋼板在焊接過(guò)程中有可能發(fā)生的變形，我們采取的控制措施是型鋼柱制作成功的關(guān)鍵，型鋼的截面如圖1所示：

一般情況下，型鋼柱的制作工序?yàn)椋悍止?jié)進(jìn)行制作、車間進(jìn)行加工以及現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。在安裝型鋼柱的過(guò)程中，需要嚴(yán)重控制接頭處的焊接質(zhì)量。

二、型鋼勁性混凝土柱的制作工藝

制作型鋼柱的主要材料為Q345B，型鋼柱的腹板厚δ為40毫米，翼緣板厚δ為50毫米，單位質(zhì)量為1.2t/m。通過(guò)分節(jié)的方式制作型鋼柱，對(duì)于每節(jié)的長(zhǎng)度的確定需要考慮到鋼筋接頭以及方便焊接等因素，通常情況下，每2層樓的高度處具有1節(jié)型鋼勁性混凝土柱接頭，其具體位置在樓面的1200毫米處?？梢砸罁?jù)設(shè)計(jì)的圖紙先制作出1個(gè)型鋼勁性混凝土柱的拼裝模具，從而保證型鋼柱的拼裝質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)的規(guī)范以及要求。

三、型鋼勁性混凝土柱的焊接工藝

在對(duì)型鋼勁性混凝土柱進(jìn)行焊接之前，先組織相關(guān)的技術(shù)人員分析、研究、確定焊接工藝的評(píng)定報(bào)告，并將該報(bào)告當(dāng)做型鋼勁性混凝土柱施焊工作的依據(jù)。在實(shí)際的施工過(guò)程中，工程的質(zhì)檢人員以及技術(shù)人員需要嚴(yán)格按照該文件中所提及的技術(shù)參數(shù)與技術(shù)措施進(jìn)行操作，保證焊接的質(zhì)量，防止焊接出現(xiàn)變形。

（一）利用二氧化碳?xì)怏w對(duì)焊接工藝進(jìn)行保護(hù)：首先進(jìn)行底層焊道，然后再中層焊道，最后實(shí)施埋弧焊罩面。

（二）二氧化碳?xì)怏w對(duì)焊接的工藝參數(shù)進(jìn)行保護(hù)：此時(shí)需要確保焊接的電流處于250A到300A之間；焊絲為1.2毫米；焊接的電壓為30V到35V之間；焊接的速度為30cm/mim到45cm/mim之間。

（三）埋弧焊型焊接工藝的主要參數(shù)如下：焊接的電流為500A到600A之間；焊絲為4毫米；焊接的電壓為36V到38V之間；焊接的速度為400mm/mim至450mm/mim。

（四）防止焊接發(fā)生變形的措施：對(duì)于H型鋼來(lái)說(shuō)，主要采取的是分段倒退焊以及對(duì)稱焊這兩種方式，在進(jìn)行對(duì)稱焊時(shí)，需要確保焊接的電源、電弧的電壓、焊接的速度以及焊條的直徑都處于相等的狀態(tài)，從而使得焊接熱量均勻分布，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低變形的目的。其施焊的順序如圖2所示：

（五）確?，F(xiàn)場(chǎng)型鋼柱拼接和梁柱節(jié)點(diǎn)連接的質(zhì)量，其焊縫質(zhì)量應(yīng)滿足一級(jí)焊縫質(zhì)量等級(jí)要求。對(duì)一般部位的焊縫，應(yīng)進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，并應(yīng)達(dá)到二級(jí)焊縫質(zhì)量等級(jí)要求。

四、型鋼勁性混凝土柱梁的安裝工藝

（一）對(duì)±0.000m～-15m的鋼柱進(jìn)行安裝時(shí)所采取的工藝

該工程-15m處的基坑邊壁距離塔機(jī)的中心大概有24米的距離，并且邊壁的土質(zhì)較為松軟，道邊的地下一般埋有下水管道以及煤氣管道，鋼柱可以起吊的位置距離基坑大約有4米左右，距離塔機(jī)中心大約有28米左右。上述區(qū)域中的塔機(jī)無(wú)法進(jìn)行正常的工作，通過(guò)分析，我們決定利用100噸的汽車吊先把鋼柱吊到基坑-15米的位置，然后再將其移位于21米的位置，最后再通過(guò)塔機(jī)把鋼柱吊到實(shí)際的安裝位置，對(duì)于其他的型鋼來(lái)說(shuō)，都采用上述的方法實(shí)施安裝。

（二）型鋼勁性混凝土柱的連接

型鋼柱之間通過(guò)開坡口全熔透的焊接方式進(jìn)行連接，翼緣板焊接與腹板焊接的接頭分別如圖3所示：

（三）型鋼勁性混凝土柱的安裝

對(duì)于耳板來(lái)說(shuō)，其安裝方式如下：在下節(jié)的型鋼勁性混凝土柱的每個(gè)邊翼緣處焊2個(gè)耳板，1個(gè)千斤頂座，安裝方式如圖4：

（四）就位

利用型號(hào)為QTP5030的加強(qiáng)型的塔機(jī)對(duì)型鋼柱進(jìn)行起吊，將型鋼勁性混凝土柱慢慢地插入下節(jié)型的鋼柱翼緣板的安裝耳板處，并在上、下2節(jié)型鋼勁性混凝土柱的拼接與焊縫的地方，放置電焊條芯，用來(lái)控制安裝和焊縫之間的縫隙。在5噸的千斤頂座里，通過(guò)使用千斤頂來(lái)調(diào)整型鋼勁性混凝土柱的垂直程度，如圖5所示：

嚴(yán)格檢查型鋼勁性混凝土柱的軸線所處的位置，通過(guò)使用經(jīng)緯儀或者鉛錘來(lái)檢查型鋼勁性混凝土柱的垂直程度。如果檢查合格，則在翼緣的兩端進(jìn)行定位焊縫操作。再次對(duì)軸線的位置以及垂直的程度進(jìn)行檢查，采用翼緣焊來(lái)拼接焊縫，當(dāng)四邊的翼緣焊縫均完成以后，可以松吊索。

（五）對(duì)型鋼勁性混凝土柱、梁進(jìn)行焊接

在對(duì)型鋼勁性混凝土柱、梁施焊的過(guò)程中，需要利用2人或者4人進(jìn)行對(duì)稱焊，這樣能夠有效地控制在鋼柱進(jìn)行焊接過(guò)程中發(fā)生的變形現(xiàn)象。型鋼梁的型鋼骨架安裝后，要再次觀測(cè)和糾正因荷載增加、焊接收縮或者螺栓松緊不一而產(chǎn)生的垂直偏差。在梁柱節(jié)點(diǎn)部位，柱的箍筋或梁筋等要在型鋼梁腹板上已留好的孔中穿過(guò)，腹板上開孔的大小和位置不合適時(shí)，征得設(shè)計(jì)者同意后，再用電鉆補(bǔ)孔或用鉸刀擴(kuò)孔，不得用氣割開孔。

（六）混凝土澆筑

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土澆筑，遵守有關(guān)混凝土施工的規(guī)范和規(guī)程。在梁柱接頭處和梁型鋼翼緣下部等混凝土不易充分填充處，要仔細(xì)進(jìn)行澆筑及搗實(shí)。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)外包的混凝土外殼，要滿足受力和耐火的雙重要求，澆筑時(shí)要保證其密實(shí)度和防止開裂。

五、結(jié)束語(yǔ)

在超高層建筑的施工過(guò)程中，型鋼勁性混凝土柱的施工技術(shù)對(duì)于整個(gè)工程來(lái)說(shuō)具有重要的意義。具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：型鋼混凝土中型鋼不受含鋼率的限制，型鋼混凝土構(gòu)件的承載能力可以高于同樣外形的鋼筋混凝土構(gòu)件的承載能力一倍，因而可以減少構(gòu)件截面；型鋼在混凝土澆筑之前已形成鋼結(jié)構(gòu)，具有較大的承載能力，能承受構(gòu)件自重和施工荷載，加快施工進(jìn)度；型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的延性比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)明顯提高，具有良好的抗震性；型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)較鋼結(jié)構(gòu)在耐久性、耐火等方面均勝一籌；型鋼混凝土較鋼框架可節(jié)省鋼材50%或者更多。

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