超大跨度型钢—混凝土组合梁施工技术

超大跨度型钢—混凝土组合梁施工技术

王华平农集笔曹晓亮邓国明万凯

中国建筑第八工程局有限公司广西分公司广西530028

摘要：随着社会的发展，型钢—混凝土组合梁结构正越来越多地运用在大跨度的公共建筑中，这种结构具有跨度大、刚度大、强度高等优点。型钢构件安装完毕后作为骨架包裹在混凝土内，与预应力结构相比，减少了施加预应力、锚固锁定等工序，与钢结构相比，大大提高了防火性能。另外在刚度方面则是普通混凝土结构无法比拟的，较大地提高了建筑物抵抗地震的能力，在大跨度的公共建筑中采用较多。超大跨度型钢—混凝土组合梁在运用时还要注意一些技术要点，这些技术要点关系到梁的整体稳定性和最终效果，应当给予足够关注。

关键词：型钢；组合结构；抵抗地震；技术要点

型钢混凝土（SteelReinforcedConerete简称SRC），又称钢骨混凝土，是把型钢置于钢筋混凝土中，使型钢、钢筋（包括纵筋和箍筋等）、混凝土三种材料协同工作以抵抗外部作用的一种组合构件。这种组合构件不仅能更好的发挥各自材质的优点，避免单一材料的弱点，同时由于此构件中型钢、钢筋（包括纵筋和箍筋等）、混凝土三位一体地工作，材料元件之间具有相辅相成的作用，因此型钢混凝土组合构件的承载力超过了两种材料承载力的简单叠加，同时构件又具有良好的变形能力和延性。本文根据型钢—混凝土结构的设计原理，对超大跨度型钢—混凝土组合梁施工中模板支撑、钢筋绑扎、混凝土的浇筑、砼的裂缝控制等进行分析，并采取先进的施工技术提高梁的施工质量。

1、工程概况

某长途站房三层下客区局部梁为型钢—混凝土组合梁，梁截面最大尺寸为1000mm×2300mm，最大跨度为31.9m，型钢截面尺寸为H1600mm×500mm×25mm×40mm。钢结构材料主要为钢板，材质为Q345B，部分支撑（与屈曲支撑连接）材质为Q235B。

2、施工技术分析

2.1模板支撑

由于工程设计采用超大跨度砼梁结构，使之模板支撑施工难度很大，经研究论证后，根据工程具体实际情况，采用以下模板支撑方案：

梁底设置6排立杆，最外侧的立杆间距2000mm（梁板立柱共用），沿跨度方向的间距为500mm，水平杆步距小于或等于1.50m并与板支架连成整体；梁底楞木50×100㎜，纵向设置，其间距为125㎜。梁侧次楞间距为200，主楞采用φ48×3钢管，采用对拉螺杆加固，梁侧腰部设6道φ14高强对拉螺栓，横向间距为450。立杆与梁底水平杆连接采用双扣件（防滑扣）。详见图1梁支撑剖面图。

图1梁支撑剖面图

型钢混凝土梁钢筋安装完成并经验收合格，即可进行模板的安装。梁底模及侧模均应在现场木工车间加工制作完成，其制作质量满足设计及规范要求。

按设计位置、间距在梁内型钢上翼缘设置钢筋横担及吊杆，在梁底模对应位置穿孔使吊杆通过，先利用作业平台上搭设的脚手架临时固定模板体系，再拧紧吊杆上的螺母使底模标高、起拱度符合设计要求。

安装梁侧模时，先将对拉螺栓与梁腹板上焊接节点板焊接牢固，再在侧模对应位置穿孔使对拉螺栓穿过，通过侧模主龙骨将侧模位置固定。

次梁模板安装完成后，通过水平支撑将主次梁模板连为一体，增加模板体系的整体性。

最后将模板体系与临时支撑的作业平台脚手架脱开。

2.2钢筋绑扎

针对超大跨度型钢—混凝土组合梁结构的梁钢筋特点：钢筋规格大，间距小，操作空间受限制，采用合理的施工工艺流程，制定各工序之间的施工穿插顺序，确定了施工速度快，效率高，针对性强的施工方法。

工艺原理

型钢混凝土组合结构梁钢筋绑扎，通过提前进行定位，首先安装主筋，再套箍筋，钢筋全部完成后进行模板施工的组织顺序，确定了梁钢筋的施工方法。

施工工艺流程

钢梁清理→焊接定位钢筋→焊接锚固钢板→连接安装梁下部主筋→连接安装梁上部主筋→绑扎内箍筋→连接安装内箍筋外的纵向钢筋→安装绑扎梁腰筋→外箍筋绑扎→挂防裂网→挂保护层垫块→隐蔽验收

工艺操作要点

1、钢筋定位：依据梁标高及轴线位置确定梁面钢筋的高度及水平位置。在梁面钢筋的下表面焊接定位横担钢筋，并在钢梁底搭设用于临时支撑梁底钢筋的支架。

2、焊接梁端锚固用的钢板：依据主筋的位置，确定钢板位置，其上表面高度与主筋的下表面平齐。

3、主筋安装顺序：先安装内箍筋内的主筋，内箍筋安装后，再安装内箍筋外的主筋。先进行梁底钢筋安装，再安装梁面钢筋。

4、主筋安装：梁面或梁底主筋摆放完毕后，检查钢筋的端头锚固、接头位置、接头面积百分率等复核要求后，钢筋接头连接。

5、箍筋安装：箍筋制作为整箍筋。在梁面两侧主筋上按照设计间距划位置点。箍筋的开口放置在梁面，相邻开口错开放置。箍筋从下向上拉开后套在梁主筋上，同时将箍筋上部与主筋绑扎牢固。箍筋绑扎要将箍筋与主筋、腰筋的交点全部绑扎牢固。

6、腰梁安装：内箍筋安装完毕后，将靠近内箍筋一侧的腰筋绑扎在箍筋上，将外侧腰筋临时固定在箍筋上，外箍筋全部绑扎完毕后进行绑扎到位。

7、外箍筋绑扎与内箍筋做法相同，绑扎完毕后，绑扎拉接钢筋，最后将梁底部钢筋落到箍筋上并绑扎牢固。

注意：1、焊接主筋锚固段，由专业焊工进行焊接，双面焊接，焊缝长度不小于5d。2、纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度应符合设计要求。钢筋保护层厚度的控制措施一般在梁底部采用细石混凝土垫块或塑料垫块，侧面采用塑料卡。3、加防裂网，防裂网用扎丝绑扎牢固，绑扎点间距控制在500mm，最后进行验收。

2.3混凝土浇筑

型钢—混凝土梁结构，型钢受拉、混凝土受压，两者共同工作才能发挥其应有效果。本工程中由于钢梁的妨碍，混凝土浇筑较为困难，特别是钢梁下翼缘下部，空气不易排出，容易形成空洞，从而达不到组合效果。因此在浇筑过程中，我们从型钢梁一侧下料，让混凝土从一侧向另一侧赶，直至混凝土从另一侧冒出并逐渐漫过下翼缘，此时应停止浇筑该部位，到其他工作面施工，一方面让混凝土有散热的机会，另一方面让混凝土有一个沉淀、泌水、出气泡的时间。在混凝土初凝前，继续从一侧下料，适当振捣，看见另一侧有混凝土翻出后从钢梁两侧均匀下料振捣，临近上翼缘时同样停止一段时间，让混凝土沉淀一段时间后再继续浇筑，确保钢梁上下翼缘下部不会因为混凝土的沉淀而出现缝隙、达不到组合效应。

本工程采用了上述控制措施后，效果明显，拆模后混凝土成型良好，未发现混凝土浇捣不实的现象，混凝土回弹强度达到设计要求，未发现有害裂缝。

3、混凝土裂缝控制

（1）设置栓钉

型钢—混凝土梁中有无栓钉，裂缝开展的差异极大。有栓钉梁，裂缝间隔较小，裂缝密集，裂缝宽度小。无栓钉梁，裂缝间隔较大，裂缝稀疏，裂缝宽度大。

本工程型钢—混凝土梁跨度大，截面尺寸大，型钢上均设置栓钉，型钢和混凝土之间的粘结力大大加强，大于混凝土之间的抗拉能力，能显著提高型钢混凝土梁的抗裂性能。型钢上设置栓钉，混凝土产生了有效的约束作用，防止裂缝的产生，是一种裂缝控制的有效手段。

（2）控制保护层厚度

型钢—混凝土梁的混凝土保护层厚度对裂缝有一定的影响。当混凝土保护层较小时，开裂荷载大幅降低，裂缝宽度急剧增大。因此，保证梁底受拉区混凝土保护层厚度，保证梁底混凝土浇筑质量，是控制裂缝的有效手段。

（3）混凝土温度控制

本工程由于梁截面较大（1000×2300），混凝土内部温度高，而施工位置通风情况好较好，混凝土表面温度降低速度快，失水快，极易出现温度梯度，导致有害裂缝的产生。为此，在施工阶段，梁的竖向断面以钢梁下翼缘、钢梁上翼缘为分界线。分三层浇筑混凝土，前后浇筑间隔1小时左右，要保证在交接面混凝土初凝前浇筑上一层混凝土。

（4）型钢梁的温度变形

在混凝土塑性阶段型钢梁由于温差导致收缩，将导致钢梁反复伸缩，势必会引起混凝土和钢梁的黏结力减弱，混凝土将被拉裂。

为防止此现象发生，本工程混凝土分段浇筑，以减小钢梁收缩对混凝土的影响，且每段混凝土的浇筑均选在天气好、气温较高的中午完成，控制终凝时间在下午4点左右，初凝和终凝的温度差不大，防止混凝土被拉裂导致裂缝的产生。

4、结束语

超大跨度型钢—混凝土组合梁结构具有承载力高、刚度大、抗震性能好等优点，因此必须努力提高其施工技术，使其向着更加高效合理的方向发展，在高层、超高层及高耸结构、地震区的建筑物和构筑物、大跨结构、承受大荷载的结构等得到越来越广泛的应用。

参考文献

[1]吴晨.浅谈型钢混凝土组合结构梁、柱钢筋绑扎施工方法.

[2]赵鸿铁.钢与混凝土组合结构.北京：科学出版社，2001.

[3]邵永健，阎石.型钢混凝凝土梁受剪承载力的计算及其可靠度分析.沈阳建筑大学学报（自然科学版），2006.

[4]徐小兵.大跨度型钢-混凝土组合结构施工技术.工程管理.