无钢柱型钢混凝土梁施工工艺

任 超，敖军华，张春辉

（华润建筑有限公司，辽宁 沈阳 110000）

1 工程概况

随着商业综合体项目对底部商业部分的建筑空间及跨度要求越来越大，型钢混凝土结构的产生可有效满足其需求，而无钢柱型钢混凝土梁是根据结构特点形成的一种由钢筋混凝土柱和混凝土型钢梁组成得更为经济的新结构。

沈阳皇姑万象汇为商业综合体项目（图1），总建筑面积15.9 万m2，地下3 层，地上5 层局部6 层，钢结构含量约1 700t，涉及劲性钢梁、劲性钢柱和钢梁、钢梁楼承板、屋面采光顶及外部钢楼梯，其中包括6 根无钢柱型钢混凝土梁，而如何保证该梁的顺利安装是项目需解决的问题。

图1 沈阳皇姑万象汇为商业综合体项目效果图

2 无钢柱型钢混凝土梁特点及常用施工方法

无钢柱型钢混凝土梁（图2）是型钢混凝土的一种，它是采用在一个H 型钢梁的外部包裹钢筋混凝土。这种结构形式具有混凝土和钢结构的双重优点，同时由于自身结构的特殊性还有一些不同的特点：①型钢混凝土结构的延展性高，同时结构耐久和耐火性能优异；②型钢刚度大，承载力高；③由于采用无钢柱设计，与有钢柱型钢混凝土结构不同，对大型型钢梁安装时提出更高的施工要求；④型钢混凝土结构形式较混凝土结构形式截面积小，在结构承载力允许的条件下能够为结构提供更大的空间和跨度，增加使用面积和层高，提高经济效益；⑤钢梁体量大，对其模板的支撑要进行全面设计，保证模板支撑有足够的承载能力与抗变形能力；⑥由于无钢柱支撑大型型钢梁，需先考虑钢梁的支撑问题；⑦钢梁四周离模板只有150mm 的空隙，钢筋密度大，施工难度大。

图2 钢梁进场堆放

无钢柱型钢混凝土梁的结构，常用的施工方法如下。

1）框柱分段施工法 将框柱进行分段混凝土浇筑，先进行框柱根部到梁底的施工，并在上部预埋埋件，等其混凝土上强度后钢梁与埋件进行焊接固定，其作为钢梁的支点，然后进行钢梁四周的钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑。

缺点：施工工序增加，对施工进度有影响；需先进行框柱的支模，由于其四周无梁板支撑，模板加固固定难度较大；框柱浇筑到梁底标高时梁底筋施工困难，很难穿过框柱位置。

2）龙门架吊装固定钢梁法 将钢梁两侧采用龙门架进行吊装固定，然后进行钢梁四周钢筋绑扎及模板支设，最后与框柱、板混凝土一起浇筑。

缺点：龙门架占用空间较大，可能影响周围梁板模板支撑架体的搭设；钢梁固定不牢固，钢筋、模板施工过程中容易晃动，有一定的安全隐患；龙门架的加工、运输安装均会增加一定的成本。

上述两种方法均会对进度、质量、安全产生一定的影响，故项目通过研究采用新工艺来解决该类问题。

3 施工创新

项目通过研究创新采用箍筋后封闭法进行无钢柱型钢混凝土梁的施工，保证了施工质量及安全，加快了施工进度。

1）改进箍筋封闭方式 传统的梁箍筋是在加工区封闭成型，然后现场套在钢梁上，再进行模板的支设，项目通过对装配式叠合梁钢筋绑扎经验的借鉴，将梁箍筋上部做成开口形式（图3），钢梁吊装完成后再进行箍筋封闭。

图3 箍筋开口形式

2）调整施工工序 先进行无钢柱型钢混凝土梁的底模支设及钢筋绑扎，然后进行钢梁吊装。

3）自制钢梁支撑件 采用5mm 厚的钢板和∅20 圆钢自制钢梁支撑件（图4），避免钢梁直接压在模板上，钢梁底部栓钉造成模板损坏，同时保证钢梁底距离混凝土完成面满足图纸设计要求。

图4 自制钢梁支撑件

4 施工工艺及操作要点

1）模板支设体系 该钢混梁截面为600mm×1 000mm,内部钢梁截面为300mm×700mm，根据品茗软件计算，模板面板采用15mm 双面酚醛覆膜木模板，主龙骨采用2∅48mm×3.0mm钢管，次龙骨为40mm×70mm方木，支撑体系采用轮扣式+扣件式钢管脚手架。梁横截面下立杆设置为5 根，沿梁轴间距为900mm，水平杆步距为1.2m，与四周板支撑立杆连成整体，如图5 所示。

图5 梁底立杆布置

由于是无钢柱型钢混凝土结构，所以要先支设梁的底模，设置钢梁支撑件的部位与底部立杆位置对应，加强此部位的承载力，然后进行钢筋绑扎，钢梁吊装完成后再利用钢梁预留孔穿对拉螺杆进行梁侧模的安装加固。

2）钢筋绑扎 梁箍筋加工过程中改变传统的直接在后台形成封闭箍，然后在现场套入纵筋的方式，将上口箍筋形成开口形式，待钢梁安装完成后再现场弯折形成封闭箍，达到规范及验收要求。施工过程中先进行箍筋及底筋的安装，利用腰筋与箍筋绑扎形成钢筋笼，底部增加垫块保证钢筋保护层厚度，钢梁安装完成后再进行拉钩的安装，如图6 所示。混凝土柱筋先将箍筋套到原甩茬钢筋根部，待钢梁安装完成后与原甩茬纵筋进行机械连接，并进行箍筋的绑扎安装。

图6 钢筋绑扎完成效果

3）钢梁支撑铁件安装 梁底模及钢筋绑扎完成后进行验收，合格后进行钢梁支撑件的安装，位置与底部立杆位置对应，梁横截面方向设置2个，沿梁轴间距为900mm，如图7 所示。

图7 钢梁支撑铁件安装

4）钢梁吊装安装 本项目施工的型钢梁最重为5.32t，现场采用塔机进行吊装，就位时将其放在支撑铁件上。型钢梁就位、校正后在其两侧用钢管临时加固，防止钢梁倾倒，同时型钢梁与底部支撑铁件进行焊接固定。

5）混凝土浇筑 考虑到架体的稳定性，将其中间的混凝土柱先进行浇筑。在浇捣此部位梁砼时从中间开始浇捣，然后向两边对称浇捣。梁截面梁高大于1 000mm的，其混凝土采用分次分层浇捣，分层浇筑厚度不超过400mm，但每次浇捣砼的间隔时间应小于初凝时间。

5 结语

无钢柱型钢混凝土结构是适用于商业综合体或高层转换层的一种新型结构形式，其原型是在型钢混凝土组合结构基础上演变优化过来的。它是一种具有显著经济效益和社会效益的新型结构体系，有很大的发展空间，项目通过调整施工工序，改进钢筋绑扎形式，并自制专用钢梁支撑件确保了该种结构体系的吊装安装，保证了施工质量及安全，加快了施工进度，对于其他具有相似类型钢结构的项目具有一定的借鉴意义。