大跨度建筑型钢混凝土梁施工技术

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月下6期   作者:黄 政
[导读] 大跨度建筑采用型钢混凝土结构非常普遍,而型钢混凝
        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
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        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。
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        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
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        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。
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        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
        [1]王尔原.大跨度大截面预应力混凝土梁张拉施工技术综述[J].建筑技术开发,2019(S1):251-258.
        [2]张扬.大跨度人行斜拉桥混凝土梁处拉索锚固分析[J].低碳世界,2019,9(08):248-250.
        [3]姜卫涛.大跨度型钢混凝土梁设计实例探析[J].门窗,2019(12):150-151.
        
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