浙江新东阳建设集团有限公司
摘要：针对钢骨混凝土柱节点复杂，焊接难度大的缺点，开发了“钢骨混凝土柱变截面转换节点施工技术”，该技术优化钢骨的焊接组装顺序，一方面简化了十字转箱型柱构件的加工制作工艺，另一方面降低了焊接难度，而且提高了钢骨的整体性和制作效率。除此之外，对于焊接比较弱的部位采取栓焊组合的连接方式；吊装时采用连接板准确吊装定位；混凝土浇筑采用分层分次序浇筑等一系列的措施，缩短了工期，保证了施工质量。
关键词：钢骨混凝土柱；变截面；转换节点
1 前言
钢骨混凝土柱大量采用高强度超厚板，角接接头和T形接头数量多，构件节点复杂，焊接难度大，容易造成应力集中；构件截面尺寸小，焊工难以在柱内完成焊接工序。钢柱与柱周主筋、箍筋，钢柱与通过钢柱的水平梁钢筋关系成为处理的难点[1-2]。为此，研发了“钢骨混凝土柱变截面转换节点施工技术”，保证了施工的经济性、安全性和混凝土柱施工质量。
2 工艺原理
本技术中钢骨混凝土柱是以钢骨架为柱芯[3]，钢骨内外浇筑混凝土的构件。钢骨采用十字钢骨转箱型钢骨的形式，整个钢骨架外部焊接栓钉，十字形截面翼缘板之间焊接缀条，箱型截面内部焊接加劲肋，外部焊接牛腿，钢骨内外浇筑混凝土[4]，如图1所示。钢骨底部十字形截面翼缘板上焊接四块带孔的连接钢板，钢骨吊装定位时，钢骨柱上的连接板与下部结构的连接板孔孔对齐，栓紧螺栓实现钢骨的吊装定位。梁柱节点处，梁的第一排主筋直接焊在牛腿的翼缘板上，采取双面搭接焊，牛腿上预留连接筋与梁底部的第二排主筋用直螺纹套筒进行连接。直螺纹套筒现场连接速度快，而且节能降耗。钢骨与混凝土组合的形式，增强结构及建筑物的刚度和抗震性能。
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图1 装配式十字转箱形钢骨结构示意图
3 施工工艺流程
钢骨混凝土柱变截面转换节点施工工艺流程如图2所示。
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图2 施工工艺流程图
4 操作要点
4.1 钢骨焊接、装配
1、首先放置底板，并画出组装定位线，将定位线延伸至板厚度方向，划线允许偏差≤0.5mm，装配竖向十字腹板并焊接完成。焊接前用夹具固定底板，并减小焊接电流电压，控制焊接变形。
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图3 钢骨混凝土柱平面图
2、梁柱节点处，钢骨内加筋肋安装时须注意坡口方向，定位时对齐安装位置线。电渣焊衬板与底板采用间断焊接。
3、横向十字腹板组装，在竖向十字腹板上划出横向十字腹板装配线，装配横向十字腹板，并焊接与竖向腹板连接的焊缝。焊前用千斤顶支撑、板条点焊固定横向腹板，减小焊接电流电压，两侧横向腹板同时焊接，以控制焊接变形。
4、装配两侧翼板，对横向十字腹板与两侧翼板、内隔板与两侧翼板的焊缝进行焊接。用码板、夹具夹紧固定两侧翼板，箱体内部加板条支撑。
5、盖上面板，对箱体主焊缝进行施焊。
6、焊接栓钉和坠板，钢骨底部翼缘板上焊接4块带孔连接钢板。
4.2 钢骨安装定位
1、钢骨钢柱用垂直吊装的方法，为防止吊装时钢丝绳缠绕打结，用双背式槽钢把钢丝绳撑开将钢柱吊装就位，在钢柱靠近上口位置的翼缘板中心线处焊接带孔的连接板，当柱下落到距底板上的带孔连接板顶部100mm时，如图4所示，柱缓缓下落中，使连接板上的螺孔与底板连接板的螺孔对齐，待柱落实，拧上螺帽，但不拧紧，初步校正后，拉紧缆风绳，防止刮大风使柱晃动，使柱底中心线移位，缆风绳拉紧稳固后吊机才能松钩，柱吊装前应预先把缆风绳系挂在柱上。
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图4 钢骨柱与底板连接示意图
2、柱垂直度的允许偏差为h/1000， 且不大于100mm。在两个相互垂直的方向，用经纬仪对柱的垂直度进行检测，同时检测柱底脚中心与底板面轴线是否对正，若柱底中心线偏差过大，可通过松紧楔铁进行调整，也可使用千斤顶进行调整，保证安装轴线位置及垂直度。
3、如果钢柱底板中心线与轴线对正后，垂直有误差，可通过松紧缆风绳调整，揽风绳可捆绑在成型的混凝土柱上。
4.3 钢筋绑扎
1、待钢骨安装定位并验收合格后，开始绑扎钢骨外柱钢筋。如图5所示，由于栓钉的影响，绑扎内侧套箍时，不能采用常规从上向下下落方式进行，而需将箍筋掰开从侧面套入。操作时禁止为绑扎箍筋方便将钢骨上栓钉砸弯。节点区钢筋焊接必须选用焊接技术过硬的操作人员，并需在正式焊接前做焊接件试验，试验合格后方可大面积开展正式施工。
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a 钢骨混凝土柱十字形截面图 b 钢骨混凝土柱箱形截面图
图5 钢骨混凝土柱截面图
2、梁柱节点钢筋连接主要采用直螺纹套筒和焊接相结合的方式[5]。梁纵筋与钢骨混凝土柱内的型钢正交时，如图6所示，将梁上、下第一排主筋直接焊在牛腿的翼缘板上，采取双面搭接焊，牛腿上预留连接筋与梁底部的第二排主筋用直螺纹套筒进行连接。
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图6 框架梁与钢骨混凝土柱连接示意图
4.4 柱模板支设
钢骨柱模板，竖楞采用100mm×100mm方木间距200mm排列设置，横向背楞采用2[12背楞@500mm；模板外采用φ48钢管支撑锚固在φ22钢筋地锚上，钢管支撑上端连接可调顶托用于调节钢管的高度。
4.5 混凝土浇筑
1、钢骨柱内采用自密实混凝土。先浇筑转换节点以下钢骨柱混凝土，再浇筑梁柱节点区域箱形钢骨内混凝土，最后浇筑梁柱节点区域箱形钢骨外混凝土。
2、由于钢结构柱占据了很多的空间，且外牛腿钢筋较多，因此钢柱周围混凝土浇筑应进行严格的工序控制，通过认真控制混凝土的骨料粒径和坍落度。
3、混凝土浇筑时，钢柱四周定位缆风绳不要拆除，钢柱与模板固定牢靠，同时在混凝土浇筑过程中纵横方向上使用经纬仪跟踪测量监控，发现垂直度偏差及时采取缆风绳和手动葫芦等措施进行调正。
4、由于柱脚钢板、加筋板、钢筋间隙较密，在浇筑时必须加强底部振捣，确保底部混凝土密实，浇捣时设专人用锤头检查底部是否密实;必要时用木钻在模板底部钻孔，检查混凝土是否到位。
5 结论
钢骨混凝土柱变截面转换节点施工技术适用于钢骨混凝土柱厚板钢骨的装配组合形式的施工，经过实际工程施工，取得如下经验结论：
1、本技术的钢骨混凝土柱厚板钢骨装配顺序合理，先底板，再焊接腹板和翼板，最后组装面板。不仅简化了十字转箱型柱构件的加工制作工艺，还提高了钢骨的整体性和制作效率。
2、本技术在面板和腹板连接处采用栓焊组合，节点连接除了全熔透塞焊外，还布置有L形连接板进行螺栓连接，保证了焊接质量，提高了连接强度，解决了柱内难以施焊的难题。
3、本技术在梁柱节点处，梁的第一排主筋直接焊在牛腿的翼缘板上，采取双面搭接焊，牛腿上预留连接筋与梁底部的第二排主筋采用直螺纹套筒连接的形式，实现了操作简单，现场连接速度快，节能降耗，加强节点连接，增强结构整体性的目的。
4、本技术采用在钢骨底部翼缘板上焊接带孔连接钢板，并与下部结构的连接板孔孔对齐的连接方式，实现了钢骨准确吊装定位的目的。
5、本技术采用自密实混凝土分层浇筑，钢骨内外分次序浇筑的形式，先浇筑转换节点以下钢骨柱混凝土，再浇筑梁柱节点区域箱形钢骨内混凝土，最后浇筑筑梁柱节点区域箱形钢骨外混凝土，达到了混凝土密实、均匀、施工方便的要求。
参考文献：
[1] 支晨. 道路桥梁冬季施工中混凝土的浇筑[J]. 中国科技博览, 2013(34):148-148.
[2] 陈小良, 顾理, 肖强. 钢骨混凝土组合结构典型节点施工技术研究[J]. 建筑技术开发, 2014, 041(003):15-19.
[3] 刘睿, 罗宗礼, 胡畔. 超大截面倾斜劲性钢骨混凝土柱施工技术[J]. 建筑, 2013, 43(23):17-19.
[4] 李党义, 黄政宇. 超高层建筑大体积混凝土施工技术分析[J]. 科技通报, 2013(04):61-62+65.
[5] 刘斌. 超高层建筑工程施工技术分析[J]. 建筑知识:学术刊, 2014(3):487-488.