大跨度劲性钢筋混凝土梁施工质量控制

赵 青（上海容基工程项目管理有限公司， 上海 200023）

0 引 言

型钢钢筋混凝土框架梁是由钢筋混凝土截面内配置型钢形成的结构承重梁，一般被称为劲性钢筋混凝土梁。国内有文献[1]对内置格构式型钢劲性混凝土梁进行了一定的技术研究。型钢梁周围配置了一定数量的钢筋且浇筑混凝土，使钢梁、钢筋和混凝土连成一体共同作用，使得其不仅提升了抗震、防火和承载性能，还能够较好地适用于大截面、大跨度、大面积多层或高层建筑。本文结合上海某在建医疗建筑医技楼大跨度劲性混凝土梁的施工经验，介绍内置实腹式劲性混凝土梁在施工各阶段的质量控制方法。

1 项目应用背景

上海某在建医疗建筑医技楼（以下简称“本工程”）为地上5层、地下1层的装配式钢筋混凝土框架结构，层高4.50 m（首层5.40 m），建筑总高度23.85 m，建筑面积32 281.18 m2，桩基为筏板基础。

结构设计中的劲性钢筋混凝土梁的最大尺寸为800 mm×1 450 mm×24.950 m，单梁最重达7.99 t；内置骨架均为实腹式工字钢，最大型钢尺寸为H900 mm×400 mm×20 mm×30 mm。其他规格的大跨度劲性混凝土梁，如表1所示。

表1 大跨度劲性混凝土梁尺寸表

对于这类大跨度和高度的劲性钢筋混凝土梁，在施工过程中保证型钢安装安全、位置准确，确保混凝土浇捣密实、平整，保证成品施工质量和安全，是施工成功的关键。

2 主要结构施工安装特点和要求

2.1 安装特点

为缩短施工工期，提高加工质量，劲性梁的钢骨均安排在专业工厂中制作完成，在施工现场通过吊装的方式把型钢梁起吊到规定的轴线位置和高度。劲性梁的混凝土均采用商品混凝土，利用混凝土罐车进行运输一次泵送。

2.2 安装特点和要求

由于劲性混凝土梁均布置在医技楼南北走道，其下为地下车库（地下车库顶板多为厚度为250 mm的C35混凝土），根据设计要求，300 t及以上的汽车吊不能在地下车库的顶板上起吊。为满足工程安装要求，必须选用科学合理的安装工艺和施工流程来控制现场型钢构件、模板的吊装、位移及变形，从而保证施工过程中钢梁、钢筋与混凝土有效结合成型。

3 钢构件加工的施工质量控制

3.1 型钢梁的制作

（1）确认型钢梁下料的品质。型钢梁号料前，须确认钢材的材质、规格和尺寸，且必须满足JGJ 138—2016《组合结构设计规范》的要求，并按确认的下料加工清单进行号料。号料使用的钢材必须平整且无损伤和缺陷；在钢板上划线和做记号时不得使用凿子，洋冲印的深度必须≤0.5 mm；号料所划的切割线必须正确清晰，号料的尺寸允许偏差为±1.0 mm；注意对结构起拱的控制。

（2）钢材的切割原则上采用火焰自动切割或数控切割。坡口采用半自动切割，次要部位且无法采用自动、半自动切割的零件可以采用火焰半自动辅助切割，同一条料两边可同时切割。按照需要对切割后的钢材进行加工铣平。铣平后的允许偏差值，如表2所示。

表2 铣平后钢材的允许偏差

（3）对型钢梁进行制孔。对螺栓孔、高强螺栓孔必须采用钻孔的方法，钻孔在数控钻床和摇臂钻床上进行，也可采用空心钻、磁力钻进行钻孔。孔洞的垂直度偏差不大于0.05倍的板材厚度且应＜1 mm，孔径允许偏差为0～＋0.5 mm。

（4）对已加工的钢材进行检验，检验合格后开始拼接焊接组装，所有操作人员必须经焊接工艺检测合格后才能上岗操作，注意焊接中的变形控制。

（5）整个钢构件组装流程为：下料→切割→开坡口→组立→焊接→矫正→BH定尺→穿筋孔制作→部件焊接→栓钉焊接→外观处理→抛丸除锈→包装运输等。

3.2 钢构件的检验、包装和运输

（1）所有的型钢加工制作完毕后，全部进行实测实量检验和超声波探测检查、除锈等质量验收，确保钢构件成品的制作质量符合规范验收要求。

（2）在钢构件装车前进行必要的打包捆扎，直杆构件全部用钢框架进行固定，下部用垫木支承，做好必要的产品保护，防止构件变形。

（3）使用汽车运输时，对于超长构件，除严格遵守当地的交通规定外，还须对超出车身的构件部分进行变形验算，运输中挂示红色小旗或警示灯确保运输安全。

4 钢构件的安装

4.1 吊装前的准备工作

吊装之前，根据现场提供的高程及坐标控制原点，由专业测量人员严格复查安装位置的轴网标高和行、列轴线尺寸，实测实量螺栓孔与定位轴线的尺寸、标高。由于构件自重大，质量要求高，所以各道工序特别是复查核验工作必须认真、仔细，全数检查到位，在自行检查合格报请监理验收、保证准确无误后才能交付安装。

4.2 模板工程

（1）为确保工期和施工质量，本工程大跨度的劲性混凝土模板工程的支设与普通模板工程一同施工。由于钢梁本身具有较大的自重，模板及其支架应具有足够的承载力、刚度及稳定性，并且对支撑杆件还要进行抗倾覆的验算和材料检测，合格后方能进行模板的支设。

（2）由于本工程模板工程属于超过一定规模的重大危险源，依据《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（住房和城乡建设部2018年第37号令），在结构施工前，应由总承包单位编制高大模板专项施工方案，且该方案必须经过专家论证和总监理工程师、业主签发后方可实施。

（3）除了按照经过批准的模板工程施工方案执行外，在支设劲性混凝土梁模板时，须按照设计和规范要求的0.2%进行起拱，下皮受力钢筋、架力钢筋等须按照图纸要求绑扎，经隐蔽验收合格后再开始安装两侧模板。

（4）工字钢钢构件在工厂加工时，须提前在腹板上按模板加固要求预留好Φ20 mm的孔，然后为每根对拉螺栓上套上PVC管。浇筑完混凝土后，拉螺栓可抽出后周转再使用，达到节约钢材的目的。上述过程在模板施工时必须采取必要的加固措施，确保模板体系牢固可靠、截面尺寸准确、具有整体性。同时，该措施也是钢构件保持侧向稳定的预防措施。

4.3 钢构件的安装

钢构件型钢梁在吊装过程中必须确保施工安全，现以施工难度最大的机房层（屋顶层）H900 mm×400 mm×20 mm×30 mm的吊装施工为例进行简述。

（1）首先安装10 t的螺栓千斤顶，考虑到焊接变形和收缩，千斤顶标高应比设计标高高15 mm。

（2）整体施工预案中，由于汽车吊不能在地下车库的顶板上起吊作业，经过验算，钢构件型钢梁利用医技楼的5号塔吊起吊，将到场验收合格的成品钢梁吊至胎架上就位。先调整标高，再调整轴线位移，最后调整垂直偏差，并依次重复上述步骤，直至达到设计要求和规范的标准。

（3）马上组织对钢梁进行焊接固定，此梁焊接共有四个接头，注意先焊接三个接头，最后一个接头必须待焊好的三个接头冷却后再焊接。钢梁对接焊接顺序为：先焊上翼缘板厚度的30%→焊接下翼缘板厚度的30%→焊接腹板厚度的30%→上翼缘板全部焊接→腹板全部焊接→下翼缘板全部焊接。

（4）钢构件焊接完成、验收合格后卸载千斤顶，检查梁是否下挠，若出现下挠则用千斤顶顶起受力，必要时可适当用火工校正，确保钢梁不下挠，确保起拱0.2%，全部工作完成后拆除胎架。

5 混凝土浇筑与养护

模板工程支撑加固安装施工完毕，经监理验收合格后，可以开始进行混凝土浇筑。

（1）混凝土框架截面的最大截面为800 mm×1 450 mm，长24.950 m，按照GB 50496—2018《大体积混凝土施工标准》进行施工和养护。

（2）为保证施工质量，劲性混凝土梁与本层混凝土楼板一起浇筑。经计算，本区域混凝土浇筑一次总方量为2 100 m3。本工程混凝土采用商品混凝土，使用汽车泵进行连续浇筑。项目提前与商品混凝土单位商定好施工场地和混凝土罐车行驶路线，商品混凝土单位确保混凝土浇筑放量足够，塌落度和和易性满足设计要求，保证混凝土浇筑的连续性。

（3）浇筑时采用分层法进行浇筑，先进行框架梁的浇筑，浇筑混凝土的同时用振捣器振捣，保证混凝土密实，每次振捣时间以20 s～30 s为宜，特别是钢构件梁的下翼缘板下的混凝土不能一次下料过多，必须以持续不再出现显著下沉、侧边开始明显翻浆为准。当钢构件梁的下翼缘板全部没入混凝土并且振捣密实后，再全面开始框架梁混凝土的浇筑，注意每层浇筑厚度不能超过300 mm，钢构件型钢梁左右两侧必须对称浇筑和振捣，下一层浇筑必须在上一层混凝土初凝前浇筑完毕，直至浇筑至每层结构顶面的设计标高。

（4）为保证型钢不发生偏移，浇筑时必须实时跟踪测量螺栓的位移偏差，一旦发现螺栓的中心线偏差超过10 mm，则通过调整底座的螺栓孔位置调整型钢位置，保证型钢梁的位置准确。浇捣混凝土时，在保证混凝土浇捣密实的同时，应避免碰撞螺栓，以免引起螺栓的位移变形。

（5）混凝土浇筑完毕后按照专项施工方案对结构混凝土进行养护，养护时间不少于14 d，且在养护期间保证混凝土表面一定湿度和湿度的同时，还要根据混凝土的升、降温的变化情况采取相关防护措施，防止结构混凝土出现温度裂缝。

（6）通过合理的组织施工，本工程大跨度劲性钢筋混凝土梁施工安装一次完成。模板在混凝土达到设计强度要求后拆除检查，整个劲性梁截面全部振捣到位，未出现蜂窝麻面等质量缺陷，且梁表面平整密实光洁、几何尺寸正确，施工质量良好。

6 结 语

根据大跨度劲性混凝土框架梁的施工特点，本文着重分析了钢构件型钢梁的制作、运输、吊装、安装、模板支设及混凝土浇筑和养护等全过程对大跨度劲性钢筋混凝土梁施工质量的影响和质量控制措施，可为今后类似的工程施工提供有益的参考。