型钢混凝土柱施工技术的工程实践.pdf

槭糖建彳 殳 型钢混凝土柱施工技术的工程实践 T II o 0 f S c 娜 e c j n 懿咖c 雕 岫 1 工程概况 柳州阳光 1 O o 城市广场 D 地块五 星级酒店及裙楼工程 ， 总建筑 面积 4 4 4 7 8 m ， 其中地下建筑面积 6 7 8 3 m 。 ， 地上建筑面积 3 7 6 9 s m ； 地下2 层， 地 上 2 6 层。该工程是柳州市第一个使 用型钢混凝 土柱 的工程 ， 主楼 部位共 有 1 8 根型钢砼柱， 其 中 轴交 一 轴 共 有 8根 柱 子 从 一 O O 5 m一 1 6 5 m 为 独立 型钢 砼柱 ， 不与 梁板 相 连接； 其他的型钢柱分层设置 ， 柱子 截面尺寸 9 o o m m9 O O 哪 和 8 o o m m 8 o o 唧； 型钢为“ 十字型” 交叉工字型 钢柱 ， “ 十字 型 ” 交叉工 字型 钢为 2 O 。 m m5 0 0 m m1 6 m ml 6 m m ； 栓 钉直 径 1 9 m m ， 长度8 O m m ； 焊缝等级为二级。 该工程在 轴支间设一台 任举亚张裕刚 R e n J u y a Zh a n g Yu g a n g 摘要 本文通过工程实例， 介绍型钢混凝土柱的施工工艺， 该工艺采用特殊梁 柱 节点构造措 施和施工技术 ， 解决 了框架柱箍筋 的就位 、 梁受 力筋 与型钢连接 的 难 点 问题 。 关键词 型钢混凝土； 构造措施； 施工技术 文章编号 1 6 7 2 7 0 4 5 ( 2 0 0 9 ) 1 1 0 0 8 7 0 4 中图分类号 T U 5 2 8 文献标识码 B Ab s t r a c t ： B y e n g i n e e r in g c a s e s ， t h is p a p e r i n t r I ) d u c e s t e c h n i q u e s 0 f s t e e I s e c t i o n c 0 n c r e t e c o I u mn b e i n g a s j 0 i n t s b e t w e e n b e a m a n d c o l u mn s p e c i a l l y ， wh i c h s O I v e s p 0 s it i o n O f s t i r r u p i n I u mn a n d c 0 n n e c t i O n b e t we en c a r r y i n g b a r a n d s t e e I s e c t j 0 n 1 【 e y w o r d s ： s t e e l s e c t I o n n c r e t e ： s t r u d u r a I m e a s u r e ： n s t r u c t i0 n t e c h n 0 l o g y 半径5 5 m的塔吊( 尾部起吊重量为 1 3 吨) ， 完全能覆盖完 1 8 根型钢砼柱， 安 装最远的 一轴交轴柱子， 塔 吊 小车距离尾部还有 6 m ， 该处的起吊重 量可达2吨。型钢柱分层安装， 最重 的一段为 负一层柱 ( 见图 1 ) 。经计 算， 塔吊起吊重量满足安装要求。 型钢混凝土柱施工工艺 2 1 型钢柱脚预埋件施工 2 1 1 预埋件的制作 按J G 卜o 2 尺寸下料， 用车床或手 工钻进行开孔， 孔直径 4 O ； 预埋件 埋脚为中3 2 ， 长度 8 。 0 m 们 ： 采用E 4 3 焊 条工焊接， 穿透焊焊缝必须达到二级 要求， 钢板必须设排气孔， 以保证钢 板下砼饱满。 2 1 2 预 埋 件 安 装 ( 1 ) 一 6 3 5 m梁板钢筋 已绑 扎完 毕， 安装预埋件 比较 困难， 如安装时 碰到梁的主筋， 必须拆除梁的钢筋 ， 以保证预埋件的精确定位。 ( 2 ) 预埋件钢 板面必须保证水 平， 精确调平后， 点焊加固( 包括柱头 钢筋也要加 固定位) ， 每个柱子预埋 件钢板面尽量在 同一水平面上， 如无 法保证的， 必须通过将第一节型钢柱 的长度在一 0 O 5 m处调整为一个水平 面， 为后面的型钢柱的加工和安装创 造有利条件。 2 2 6 3 5 m 层梁板砼浇筑 预埋件、 钢筋验收合格后， 可进 行一 6 3 5 m 梁板砼浇注， 因柱子的砼为 c 6 o ， 梁的砼标号为 c 3 o ， 所 以应先浇 c 6 o 柱子砼( 已在柱边 1 m 处设有钢丝 囝 ： l C it i e s a n d T o wn s CO n s t r u c l iO n i n Gu a n g x l 广 槭携建设 、 网) 到一 6 3 5 m ， 然后才浇筑梁板砼， 在 面上， 作为型钢柱的定位和下料依据。 生的变形相互抵消。 浇筑梁柱交叉处的砼时， 必须注意钢 2 4 型钢柱的制作 ( 5 ) 焊接质量检查 。施工前必须 板下砼是否饱满， 如果砼浮浆过多， 工程委托中铁 2 5 局钢结构公司 对焊接设备 、 母材 、 焊条、 焊工艺 、 焊 必须铲除并作凿毛处理。 在加工厂内进行加工制作， 并要求该 工技术水平等进行检查； 焊接中要对 2 3 轴线、 标高测量 公司安排具备“ 船舶焊接一级” 的焊 母材预热温度、 焊接电流、 电弧电压、 砼强度达到 1 2 M P a 后， 用经纬仪 工进行型钢柱安装， 在型钢柱 出厂 焊接速度、 焊接顺序、 运条方法、 焊接 和水准仪将轴线和标高引到预埋钢板 前， 派专人对型钢柱进行质量检测。 位置等进行检查； 焊接质量验收： 外 2 4 1机 械 切 割和 气割 的 龙 许 偏 差 观 马 龠 详 呵嘉 5 ： 招 声 浦 榛 伤 榆 杏 ： 枘 ( 见表1 、 表2 ) 杏焊逢长度的 5 o ， 质量检验标准详 2 4 2 制孔 见表 6 。 9 9 5 0 7 一 型钢柱采用机械开孔， 开孔的尺 ( 6 ) 梁钢筋开孑 L 位置： 梁的纵横钢 拼 接点 寸按表3 进行。 筋开孑 L 位置详见图5 。 1 6 4 5 O 、 在钢结构加工 中制孔的方法有 ( 7 ) 柱模拉筋的开孔。因柱子尺 7一 钻孑 L 、 冲孑 L 。A 、 B 级螺栓孔( I 类孔) 应 寸 较 大 ( 8 O O m m8 。 0 哪 和 9 o o m m x 拼 接点 。 。 。 。1 具有H 1 2 的精度， 孔壁表面粗糙度R a 9 0 0 仉 m ) ， 为保证柱子模板不胀模， 原 不应大于 1 2 5 m 。其孔径的允许偏 模板施工方案在中间设一道拉杆， 现 1 1 0 5 O 7 差应符合表4 要求， B 、 c 级螺栓孔 ( 型钢柱在中间， 且不能在型钢柱的翼 拼 接 点 类孔) ， 孔壁表面粗糙度R a 不应大于 缘上开孑 L ， 为错开该翼缘， 需再增加 2 5 m ， 其允许偏差应符合表4 规定。 道拉杆( 见图2 ) 。 5 6 5 O _ 孔径超过偏差时， 允许采用与母 ( 8 ) 梁钢筋的处理。因型钢柱固 材材质相匹配的焊条补焊后， 探伤合 定后， 为减少穿孔过多损伤钢板， 并 措 接 点 格后重新制孔 。严禁采用钢块填塞。 确保穿筋操作安全、 方便( 梁的直径 一O O 5 O 2 4 3 型钢柱的焊接质量标准 为中2 5 、 中3 2 ， 梁的钢筋长度超过两 ( 1 ) 采用 Q 2 3 5 钢板拼焊成“ 十字 个型钢柱的间距， 且施工工作面小) ， 形” 型钢柱。 特别是边柱梁钢筋带弯钩的， 只能从 ( 2 ) 采用E 4 3 焊条工焊接， 焊缝必 一 6 3 5 0 须 达 剑 “ 二 缴 ” 要 求 。 l 2 拉杆 ( 垂直方 _ ( 3 ) 焊前预热： 正式焊接前要对焊 i r 1 向 盈 5 0 0 设一道 ) 缝区进行预热 。 L J V F _ _ ( 4 ) 焊接顺序： 从焊接的中心开始 一 J - 图 1 觯拄 占圈 向四刷扩 展； 先 焊收 绢量 大 的， 后焊 ，i 一 IllH L 1 ， l 1 x 一 、 叫 1 T 开孔 收 缩量小 的； 尽 能 对称 施焊 ，使产 、 L l ， 衣 l机 械 切 割 九 许 偏 差 衣 项目 允许偏差 图2 零件宽度、 长度 3 O m m i n J L j 正 r 口 L ， 、 衣 L 概 丌 扎 尺 可 衣 、早伍 ： m 田 边缘缺棱 1 O m m 型钢端部垂直度 2 O m r I1 钢筋直径 1 2 2 2 2 5 3 2 主。 名由1 主 连 兰 圭 穿孔直径 1 8 2 6 3 O 3 O 3 2 4 O 孤 舌 。 J ， P 1 -岍五 项目 允许偏差 表 4 孔径 允许偏差 零件宽度 、 长度 3 O m m 项目 允许偏差 切割回半回反 o o 5 t ， 但不大于 2 。 0 m m 直径 十 1 O O 0 O 割纹深度 O 3 m m 圆度 2 O 局部缺 口深度 1 O m m 垂直度 O 。 3 t ， 且不应大于2 O O 9 ： I 移嘏辘建设 型钢柱的外侧面进行穿筋， 但两侧面 没有足够的工作面， 因此必须在型钢 柱 的外侧重新搭设悬挑外架 以增加 工 作面 。根 据施 工规 范 和施 工 现场 的实际情况， 尽量减少通长钢筋的长 度， 中间支座钢筋在支座 内用直螺纹 连 接 ( 直螺纹 连接 等级 为“ A 级 ” ) ， 避 免穿孔过多损伤型钢柱腹板钢板。 2 5 满堂脚手架的搭设 ( 1 ) 在引测轴线和标高后， 为 了 给型钢柱创造工作面， 必须先搭设满 堂架， 但在型钢柱的四周1 5 m内先不 搭设立杆， 以保证下部有足够的工作 面。在型钢柱吊装完毕后， 再搭设柱 表 5 外观验 收标 准表 质量标准 序 号 项 目 二级焊缝 1 气孔 不允许 不要求修磨的焊缝 深度不超过o 5 m m ， 累计总长度不得超过 2 咬边 焊缝长度的 1 0 鬈 要求修磨的焊缝 不允许 表 6 质 量检验标 准表 质量标准 序号 项 目 二级焊缝 1 裂纹 不允许 2 未熔合 不允许 对接焊缝及要求焊 未焊透 不允许 透的 K 型焊缝 3 深度 1 o 6， 但不得小于 1 5 r fI ff l， 管件面单焊 长度 条状夹渣总长度 4 气孔和点状夹渣 母材( 1 6 m m ) 点数( 1 2 ) 单条状夹渣 ( 2 3 ) 6 5 条状夹渣 条状夹渣总长度 在6 6的长度内不得超过 6 条状夹渣间距 ( m m ) 3 L 图 3 两种 吊装点 图 子四周的立杆。 ( 2 ) 轴交 轴的8 根 型钢砼柱 因高度较大( 1 6 5 m ) ， 满堂 架必须按高支架进行搭设， 立杆必须 错开搭设， 力杆 间距为 9 O 0 m m ， 步距 1 2 m ， 型钢柱两侧各设一道剪刀撑。 2 6 型钢柱吊装 ( 1 ) 吊装点 的设置 。由于型钢 柱 在加工厂 内加工好后才运到施工现 场进行 吊装， 因此共有两个 吊装过 程： 水平方向的吊装( 汽车运输) 和竖 向吊装， 因此需设两种吊装点( 见图3 ) 。 ( 2 ) 支座预埋钢板的精确定位 。 在预埋钢板上弹出型钢柱的中心位 置后， 为保证型钢柱 中心能落在预埋 钢板的中心线上， 需在预埋钢板面上 加焊定位角铁， 以保证型钢柱精确对 中( 见 图4 ) 。 ( 3 ) 型钢柱安装。必须配备 2 名 架子工跟 随安装 。要做 好“ 三个控 制” 工作， 才能保证型钢柱的施工质 量 。 轴线控制： 型钢柱出厂前， 需对 型钢柱的成型尺寸仔细检测， 特别是 两片工字钢腹板的交叉垂直度以及 翼缘和腹板的垂直度检测， 以避免在 两根 型钢 柱 对接 时 发生 错位 而 无法 安装。安装前， 在四片翼缘面用墨线 弹出型钢柱的中心线， 以便和底板及 下层型钢柱中心对接就位， 上下层型 钢柱对接时为保证中心线重合， 可在 柱子与柱子的连接衬板不同侧面加设 垫板进行调节。型钢柱的轴线检测必 须是全高检测， 严禁用下层型钢柱的 轴线进行控制， 以免误差累计过大。 垂直度控制： 型钢柱吊装基本就 位后( 此时吊钩不能松钩) ， 临时用连 接板和高强螺栓临时固定( 底层型钢 柱可采用临时电焊 ) ， 随后安排架子 工在型钢柱的顶部安设四个吊陀( 每 个翼缘均设一个吊陀， 每个 吊陀均离 开翼缘 1 o o m m ， 以便统一测量) 用于型 钢柱的初步调整垂直度 。通过用缆 风绳和千斤顶、 电动葫芦等调节钢柱 。 ： J J I c il ie s a n d T o w n s c o n s t 九 J c l io n I n G u a n g x i I 广 槭糖建 设 垂直度后， 用两台经纬仪对型钢柱垂 直度进一步校核。完成最终的垂直 度调整后， 先用 电焊对称焊接翼缘， 最后才安装连接板和高强螺栓。在 整个型钢柱的安装过程 中， 必须用两 台经纬仪全程监测， 以保证型钢柱垂 直精度要求。 标高控制： 型钢柱安装完毕后， 须将楼层标高引测到型钢柱上， 以便 检查型钢柱的柱顶标高， 为下层型钢 柱的下料 、 开孔定位提供依据， 成型 后 的钢柱 ， 需立 即和该层 范围 内的梁 板柱子形成 空间稳定体系 。 吊装时焊接： 精确定位和调好垂 直度后， 由专业焊工对拼接点进行正 式焊接。 2 7 梁钢筋绑扎 ( 1 ) 针对不同的型钢梁柱节点和 配筋图， 画出每个节点的施工大样图 ( 见图5 ) ， 从而确定每根钢筋的走向、 相对位置和接头位置， 并依据编号配 料， 采用机械连接较好的完成梁柱钢 筋的节点施工。虽然型钢柱腹板上 已预 留孔， 但 由于整根箍筋无法穿 过， 施工时尽量采用焊接封闭箍。 ( 2 ) 同框架柱梁钢筋绑扎， 注意 钢筋接头位置， 搭接长度、 间距等。 2 8 支模和浇筑混凝土 ( 1 ) 在型钢砼柱 中， 因其 内有型 钢， 外有梁 、 板、 柱的钢筋与其交织， 故对拉螺栓穿过钢骨架上的预留孔 眼较难， 特别是梁、 柱节点位置， 故施 工时严格控制和钢筋和杆件的位置 是关键所在。 ( 2 ) 砼的浇筑。由于型钢柱的柱 子钢筋和框架梁钢筋在梁柱交叉处 过于密集( 如图2 ) ， 且型钢柱砼标号 为 c 6 0 ， 泵送 很 困难 ， 为解 决该 问题 ， 可将梁柱砼分开浇筑， 实际施工中发 现在型钢柱中心有4 个空位， 振动棒 能勉强放入。由于型钢柱安装时， 不 能进行模板支撑搭设， 梁、 柱砼分开 浇筑后， 必须利用外架或临时搭设施 工平台进行型钢柱砼的浇筑 。考虑 到泵送时本管会对型钢柱产生侧 向 力， 故实际施工时只能采用塔 吊吊运 砼进行浇筑。由于十字型钢柱已将 整根柱子分割成4 个部分， 在浇筑砼 时需对称浇筑， 且不能一次浇筑到顶 ( 注意要预留出框架梁的高度) ， 以免 柱模板支撑系统受力不均匀出现涨 模、 爆模 ， 影响到型钢柱的垂直度。 序号 梁柱交接类型 1 号型钢柱钢筋开孔位置 2 号型钢柱钢筋开孔位置 一 - _ l 9 1 号 匕 部钢筋 4 盐 2 5 1 号下部钢筋 3 韭 4业 2 5 2 号 匕 部钢筋 4 业 2 5 2 号下部钢筋 4 韭 2 5 图5 型钢柱接点大样 图 型钢柱砼浇筑完后， 必须及时清理掉 上部型钢柱的砼残渣， 以免影响到该 部位的型钢柱和后续砼的结合。由 于型钢柱砼强度等级为c 6 0 ， 水泥和 粉煤灰的用量都比较大， 在振捣后浮 浆较多， 因此浇筑完成后要及时清理 浮浆。 3 结语 目前， 该工程主体结构已施工完 毕， 型钢砼柱施工质 量取得 了良好 的 效果， 同时还发现了许多不足， 主要 是施工准备不足及型钢砼柱加工技 术不足， 虽然在施工前期采用了计算 机模拟型钢砼柱和结构梁钢筋施工 ( 主要是在 c A D中进行二维钢筋定位， 见图5 ) ， 但实际施工时结构梁的钢筋 实际定位仍存在较大误差， 因此在今 后的施工中应加强计算机的三维仿 真模拟工作。 参考文献 1 0 4 s G 5 2 3 ， 型钢砼 组合 结构 构 造【 s 2 G B 5 O 2 O 4 2 O O 2 ， 砼 结 构 工 厂施 工质量验收规范【 s 】 【 3 J G J 1 8 2 O 0 3 ， 钢 筋 焊 接 及 验收规程 【 s 4 G B 5 O 2 0 5 2 O 0 1 ， 钢 结 构 工 程施 工验 收规 范【 s 000 任举亚， 建筑工程师， 广西爱真 装饰工程有限公司柳州阳光 1 O 0 城市 广 场五 星 级 酒店 项 目经理 。 张 裕 刚， 本科 学历 ， 广 西 爱真 装 饰工程有限公司柳州阳光1 0 o 城市广 场五 星级酒店技术 负责人 。 收稿日期： 2 0 0 9 0 9 1 0 o ： I