钢梁支座端嵌接钢筋混凝土柱顶锚固施工技术

李 立

(山西三建集团有限公司，山西 长治 046011)

1 工程概况

长治市体育运动学校新建搬迁建设项目射击射箭馆工程，建筑基底面积11 978.80 m2,总建筑面积22 110.41 m2,其中,地下室建筑面积449.87 m2，地上建筑面积21 660.54 m2；建筑层数：局部地下1层，地上2层(局部3层)，建筑高度23.15 m；建筑结构安全等级为一级，建筑抗震设防类别为乙类，结构设计安全使用年限为50年。该工程是山西省目前唯一的一座射击射箭场馆。

本工程AC-V轴交1-18轴结构标高11 m处设置钢梁，钢梁材料采用18厚和20厚的钢板组装，钢梁截面为300 mm×1 000 mm；钢梁跨度为15.8 m，每榀钢梁重量为5.03 t，共24榀钢梁；钢梁的支座端嵌接在混凝土柱内的锚固长度为0.6 m，重量为0.226 t。钢梁与混凝土柱连接处需在钢梁外部焊接φ19平头栓钉，柱箍筋贯穿钢梁腹板与钢筋混凝土柱进行嵌接锚固。其钢梁支座端嵌接锚固的施工质量要求高、施工难度大。其结构形式详见图1,图2。

2 施工难点和关键点的分析

1)钢梁支座端的制作工艺相对比较复杂，尤其是钢梁支座端嵌接平头栓钉需要与钢梁骨体进行精准连接，以确保钢梁与钢筋混凝土柱子的锚固质量。

2)钢梁需要在钢筋混凝土柱施工前进行吊装就位、校正垂直、临时定位，尤其是钢梁支座端位置必须和柱子位置相吻合。

3)钢梁支座端与混凝土柱节点处在空间上实现柱中主筋自下而上连续、贯通，柱箍筋与钢梁支座端交贯、裹合，满足钢梁支座端在钢筋混凝土柱子中的锚固要求。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

钢梁加工制作、运输→钢梁吊装就位→校正轴线、标高与垂直度→临时精准固定→柱子主筋穿支座绑扎→支座端箍筋裹合绑扎→柱模板安装→柱混凝土浇筑。

3.2 钢梁加工制作、运输

1)钢梁构件根据设计图纸，按1∶1的比例放样，放样工作完成后，对所放大样和样板进行检验后开始制作。

2)钢梁拼装前，必须对钢梁弯曲度、翼缘对腹板的垂直度、翼缘板的不平度、截面宽度和高度进行校正。

3)带孔的钢板要保证第一个孔到梁上翼缘之间的距离和筋板孔中心线到腹板中心线之间的距离。

4)钢梁支座端φ19平头栓钉与骨体焊接位置准确，采用对称施焊以消除支座端热应力引起的变形。

5)钢梁构件在运输过程中要保证在车辆上的支点、绑扎方法和端部伸出长度，保证构件不产生变形、不损伤涂层。

3.3 钢梁吊装就位

1)钢梁吊装前，先在钢梁位置搭设钢梁的安放点(临时脚手架)，位置和标高准确无误。

2)用塔吊将锚入混凝土柱内的钢梁吊运至临时脚手架上，吊装就位后，对照轴线进行双向找正、标高找平位置后，并将钢梁与架体做临时固定。

3.4 校正轴线、标高与垂直度

1)用经纬仪将钢梁位置的轴线与钢梁的中心线进行校正，用撬棍和千斤顶将钢梁中心线与轴线对齐后完成位置定位。

2)用水准仪对每根钢梁两端标高进行测量，首先用倒链将钢梁一端吊起，然后用钢垫板进行找平的方法，至钢梁标高满足设计要求。

3)垂直度的校正，用线坠和钢尺校正其垂直度，当一侧支承面出现空隙，应用楔形铁片塞紧，以保证支承贴紧面。

3.5 临时精准固定

完成校正后，在每根钢筋混凝土柱四周(即：钢梁支座端处)搭设双排脚手架，并且四个方向上的脚手架连成整体架，在进行精准校正合格后，与脚手架的水平横杆牢固连接固定。

3.6 柱子主筋穿支座绑扎

1)按图纸要求，钢筋混凝土柱主筋避让开钢梁的位置，在一层梁内插筋时，严格按照主筋位置排布进行插筋。

2)绑扎柱子主筋时，先计算好每根柱箍筋数量，将柱箍筋套在下层伸出的钢筋上，然后再连接主钢筋，主筋接头位置依据设计、规范要求错开。

3)柱子主筋位置摆放正确后，将钢梁下部的柱子箍筋与主筋进行牢固绑扎。

3.7 支座端箍筋裹合绑扎

1)在柱子竖向钢筋上，画出箍筋间距，然后将已套好的箍筋往上移动，移至钢梁底部，然后由上往下进行绑扎。

2)钢梁支座端箍筋采用裹合绑扎，绑扎柱子支座范围内箍筋时，从柱子一端穿过钢梁支座端穿筋孔，以此类推完成裹合箍筋的绑扎。

3.8 柱模板安装

1)楼面上弹纵横轴线和四周边线，并做好检查复核工作，将柱根部杂物清理干净。

2)框架柱模板安装加固采用的对拉螺栓，在钢梁位置无法拉通对拉螺杆，因此在钢梁侧面焊接对拉螺栓，尾部插入模板孔眼内，与侧模板外部楞木形成牢固拉结。

3.9 柱混凝土浇筑

1)由于钢梁支座与混凝土柱交接处钢筋及栓钉非常密集，浇筑混凝土从钢梁两侧交替浇筑。

2)框架柱独立高度大于3 m，必须分层浇筑，每层浇筑高度不得大于1.5 m，混凝土采用插入式振捣器振捣，振捣厚度不得大于振捣棒的长度。

3)混凝土的振捣采用随浇随振捣，振捣棒垂直插入混凝土，插入到下层尚未初凝的混凝土中约50 mm～100 mm，以使上下层互相结合；操作时要做到快插慢拔。

4)柱子混凝土浇筑完成后随即用塑料膜进行包裹，12 h后进行浇水养护。

4 施工质量控制措施

1)施工前要进行技术操作交底，严格遵守国家地方相关规范要求。选派钢结构专业技术人员到现场参与技术管理工作，负责施工方案的施工管理、施工监测、技术指导等工作。

2)钢梁制作过程中要按照1∶1放大样下料后焊接，在施焊前将所有穿筋孔机加工成形，焊接需要对称施焊(尤其在支座处)，消除施焊过程中的热应力变形。

3)钢梁安装前应对建筑物的定位轴线、基础轴线的位置、标高等进行检查，并对基础进行检测和办理交接验收手续。基础轴线标志和标高的基准点要准确、齐全。

4)安装钢梁的临时脚手架需要经过计算(强度、刚度和稳定性)保证能够承受施工可能产生的各项荷载，避免安装过程中出现位移和变形。

5)柱子主筋和裹合箍筋绑扎时位置要准确，绑扎要牢固，同时不能撬动钢梁；钢筋接头位置、箍筋间距、箍筋弯钩角度必须符合施工规范及设计的要求，并做好隐蔽验收。

6)柱子支模前在地面弹出通线，将柱子位置兜方找中，校正柱子的插筋位置及钢梁位置，与钢梁制作接触处的模板需要结合钢梁截面进行加工，模板与钢梁接触处加设海绵条密封。

7)混凝土浇筑过程中振捣棒严禁触碰到钢梁的支座，尤其不能伤害到平头栓钉。

8)混凝土浇筑完成后12 h必须及时浇水养护，养护不得少于7 d，保证钢梁支座端与混凝土柱的锚固质量。

5 总结与体会

本文是对长治市体校射击射箭馆工程实际施工的经验总结。从设计角度分析：用钢梁在钢筋混凝土框架中代替混凝土梁，发挥了钢结构的特点，减轻了结构重量、增加了建筑公共使用空间，最大程度满足了使用功能，符合倡导绿色建筑的发展理念；从施工角度分析：钢梁的工厂化加工减少了现场操作、提高了施工效率、缩短了施工周期，顺应了建筑装配式的时代发展。综上所述，钢筋混凝土框架中用钢梁替代混凝土梁的设计和施工有较好的经济效益和社会效益。