超高层劲性混凝土柱施工技术.pdf

超高层劲性混凝土柱施工技术郭云涛(中国核工业华*建设有限公司2 1 0 0 1 9【蔓】劲性挂凝土挂是咀型钢桂作为稍骨，周围配置钢筋井桡筑混凝土埋入式组台构件形成的结构件系该结构件系充分发挥了镪与砼两种材料的特点-具有截面尺寸小、承载能力强，整体刑度好，显著改善结构的抗震性据簪坑点但结构中帮挂的加 使得常鬓弊扎钢筋、支模等结柯施工I 艺增加了较大盼瞄工难度*园拄术中心工程避过从柱内型锕设计、加工、柱内彗鼹安装、钢筋绑扎、攫扳安装及滁土挠筑辱方面翎订有效的技术措施，解丧了舡蓐愿目#【美嘲】施I 仿真技术、柱弹蠕栓预埋、钢拄安装、锕筋绑扎1 工程概况兴园技术中心工程，由地下二层车库、地上3 层裙房及两栋结构相同的3 8 层主楼组成。主楼建筑高度1 5 2 6 5 米，首层层高为5米标准层高为4 米，框架-剪力墙结构体系，其2 4 根框架柱自基础至1 4 层，采用劲性混凝土柱。劲性馒凝土构造示意瞬见图l。劲性混凝土柱截面为矩形劲性钢柱采用Q 3 槐钢扳拼焊而成钢拄翼板厚度为3 6 m m，腹板厚度均为2 0 r a m a 钢柱车甸分节制作，现场安装。劲性混凝土柱技术指标、分部情况及柱截面类型分别见图2、匿3 表1 1 ot 一-_f 一岵一一一串一一日毒盘一 B1 一ii 一曼 噩_u 由n击一-哥哥一告-_ 哥自一岳盎一=二玉r*一 一-、_-一-圈2劲性摁凝土柱平面分鄱圈l 暑Bml 卞枷娜、，5 0 0 0s 卅，瑚，工s，蛳，j 啦6。0坠圈3 型钢柱典型截面类型劲性混凝土柱技术指标袅8、-_8RH柱编号截面尺寸(m)数量(根)钢拄形式备注“19 1 0 0 08十字型边柱9 0 0 x 1，8十字型中心柱9 f l O x l 0 0 04工宇型角柱口8 0 0 x 加O4工字型芯筒柱2 劲性混凝土柱施工重点殛难点2 1 劲性混凝土柱中型锯柱与钢筋的相交点多钢柱与柱周主筋、箍筋、铜柱与通过锯柱的水平黎钢筋关系成为处理的重点。22 混凝土柱结构中加 型钢柱，比常规扎筋、主模等旃工工艺增加很大的施工难度，施工中要求确保型钢柱的施工精确度，否则，舍造成诸如铜柱偏位、粱筋无法通过等问题。导致返工，严重影响施工质量和进度。因此，旌工中应重点控制型铜轴线位置，垂戢、焊接质量、锅船绑扎质量及楼板安装质量。混凝土粱与钢柱连接构造如图4 所示：1 7 0。，卜二T西弼r_【ruL凰盟蘑r一：|i w。LJ，“警卜1l。：h 一一，：”I I|+l*-t t|J，!越踟雠鼍鬻攀*。十。M#圈4掘凝土粱与铜柱的连接构造3 劲性混凝土柱施工流程l 加工图深化设计H 型钢柱制作卜_ 叫锅柱吊装、耳扳临时固定卜_ _ 叶铜柱接头施焊、探伤l二二=二二二=二丁一臣壶丑1 至至亟圈一匹匦母一医时臣霹亘圈 二二二i=二二二二干=二二|l粱筋弊扎、粱侧模与板底模安装I+l板筋绑扎、安装预埋r 斗l 混凝土浇筑、养护14 型钢柱的深化设计型钢柱的棵化设计既要体现结构设计意图，又要为制作和吊装提供依据。对于每根钢柱，应运个粱柱节点出翻样图确定钢筋连接板标高、穿筋孔洞数量、直径与位置型钢柱的加工圈设计质量是保证劲性混凝土柱的顺利施工若键第一步。深化设计过程中制订的有效措施和重点注意的坶匦如下：t l 应用钢结构安装施工仿真技术，优化加工图设计采用T e k l a$m 劬a r e(钢结构详图设计软件)对每根型钢柱进行建模，认真分析框架粱柱钢筋与型钢柱的位置关系，下料尺寸、穿孔铜筋数量等，保证粱柱接头部位钢筋能顺捌找到自己位置，相互之间不发生冲突在模型中优化设计方案，深化设计图纸。井在建立的模型基础上利用此软件导出正式的c A D 图纸，指导施工。三维模拟图形如圈5 所示4,2 设计过程中与土建施工的衔接，要重点注意的问题(1)镝柱每段的制作长度问题在车闻制作条件和现场吊装能力满足的前提下进行加工。图5 三维模拟图形(2)钢柱制作长度和标高、现场钢柱安装标高、粱筋标高等会产生一定允许偏差。当多种允许偏差叠加在一起时会造成粱截面与钢柱牛腿截面标高偏差，粱钢筋无法穿过钢柱预先留设的孔洞。施工中加强控制外，另深化设计时应考廖牛腿尺寸与粱截面相比不宜过大，保证孔位的基本准确(3)钢柱穿孔的孔径需考虑钢筋接头的形式，由于接头位置比原钢筋直径赂大，使得经过接头加工的钢筋无法穿越铜柱孔洞孔径应适当放大。5 型钢柱制作与验收钢柱用厚板拼焊，加工制作要求十分严格宣委托专业加工厂制作构件验收分出厂前检验和现场验收两步进行，对构件要重点检查其型号编号、长度、孔位和孔径以及附设耳板的位置和尺寸，对构件外观检查其挠曲变形、焊缝外观质量、焊缝坡口几何尺寸等。6 型钢柱安装6 1 铜柱柱脚锚栓设置钢柱由四根预埋M 4 0 柱脚锚栓固定，柱脚螵挂的预埋质量直接关系到首节劲性柱的安装。柱脚螺栓主要是通过套板控制螺桂相互之间距离，利用固定支架控制螺栓不变形、位置准确。固定架在基础绑扎钢筋时就应事先埋A，然后同基础钢筋连成一体，同时保证套板面标高符合设计要球。浇混凝土时将支架、套板、螺栓一次固定、浇成一体。柱脚螺栓固定见图6。6 2 安装基础节安装前将每根锚杆的调整螺母上标高调至设计的柱脚板底标高。当图6 柱脚蠕桂固定橱柱昂至距其位置上方2 0 0 3 0 0 r a m 左右时，使其稳定，将柱脚底板的桂孔与锚秆对直，缓慢下落，下落过程中避免磕碰地脚螺栓丝扣。钢柱就位后在锚杆上加设1 5 0 1 5 0 2 0 的锚杆垫板即用单螺栓对连接板进行临时固定。微动四角锚轩的调整螺母可完成铜柱基础节的垂直度和标高的校正及轴线的调整，校正完成后，将基础节的底板与预埋螺栓采用取螺帽拧紧，井将锚杆垫板与柱底板四周进行围焊之后进行周边钢筋的安装。6 3 上部结构铜柱安装6 3 1 分节吊裴J-一钢柱运到现场进行检查验收舍格后。直接卸到现场钢柱吊装区内待安装。吊装前在柱头位置划出柱翼缘中心标记线，以便于上层钢柱田7 锕眭椰寸固定节点圈的安装就位及与下层柱对中使用。型钢柱安装按照编号顺序依次进行。6 3 2 临时固定钢柱就位后，对齐安装定位线，利用耳板展螺栓作为临时周定。每节柱翼板的接头端设置了连接耳板，柱就位时，使上下柱接头娅两个方向的安装线对齐，用高强螺栓(充当临时螺栓对巴连接板和上下耳扳连接起来，稍加拧紧，即可脱钩，详见图7 锕柱临时固定节点图。63 3 铜馘t从钢柱接头位置的四处耳扳问隙中打 钢楔块通过打 钢楔块的深度校正铜柱的垂戢、标高以及对接可隙；击打连接板与耳扳间隙中的楔铗可校正钢拄的平面位置。在钢柱相互垂直的两个方向设2 台经纬仪，观铡钢柱垂直控制线校正结果，使铺柱的垂直度、标高、错边误差符合规范要求。6 3 j 4 钢柱蚪接(1)钢柱之间采用完全熔透的剖口对接焊缝连接，焊缝阀隙5 m m 坡角4 5。(2)焊接采用C 0 2 气体保护焊，焊丝直径12 叫b(3)锕柱焊接时必须按先寞板后腹板同时对称逆向施焊”的原则进行，每根柱派2 名焊工同时焊接，焊接速度应保持一致，焊速3 5 0 4 5 0 m m m i n t 7 2q，；轧dqqq。：目(4)施焊时，第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板之连接处，然后逐道逐层累焊至填满坡口，每焊完一道焊缝均应清理铲磨。每道焊接层间温度控制在5 0-8 0 0 C，温度太低时重新预热，太高时应暂停焊接。一个接口必须连续焊完，若必须中途停焊时，再焊前应重新预热。(5)当风速超过6 m s 时，应在型钢柱周边搭设临时防风棚，施焊前应检查焊件表面是否潮湿，必要时应加热去湿。(6)焊接完成后，及时敲除焊渣，检查焊缝质量，并请专业检测单位到现场随机抽查2 0 焊缝进行无损探伤，无损探伤合格后方可开始下一道工序施工。7 劲性混凝土柱钢筋施工劲性混凝土柱中型钢柱与钢筋的交叉点多，钢柱与柱周主筋、箍筋，钢柱与通过钢柱的水平梁钢筋关系较为复杂，处理难度相对较大。施工过程中，通过钢结构安装施工仿真技术的应用，能直观的反映出钢柱和钢筋之间复杂的空间关系，可事先理顺钢筋的施工顺序，解决可能存在的各种矛盾，明确有效的施工方法，使劲性柱的钢筋施工得到简化。7 1 框架柱主筋穿插劲性砼柱内穿过牛腿孔的主筋难以进行电渣压力焊焊接，故而采用直螺纹套筒连接，其余主筋仍采用电渣压力焊连接。为保证穿过牛腿的主筋位置准确，特采取以下方法：(1)在满足设计要求的前提下，征得设计同意将牛腿预留穿筋孔适当放大2 m m；(2)在框架柱根部及主筋接头位置以下1 0 0 m m 设置定位箍筋。7 2 框架柱箍筋绑扎框架柱内箍筋受钢柱影响，需穿过型钢柱的箍筋，按照常规做法无法施工，采用制作o 型箍筋，穿过预先在型钢柱的留孔，再将把r 型钢筋焊接闭合，焊接长度满足规范要求，单面焊应不小于1 0 d，双面焊5 d。7 3 框架梁主筋绑扎框架梁主筋的绑扎形式主要采用钢柱穿孔通梁筋和梁筋与钢柱焊接相结合的方式。由于梁主筋要从钢柱内穿过，梁不能架起绑扎，为防止梁筋箍筋绑扎困难，支设模板先立底模，留下侧模不支，绑扎钢筋按如下顺序：8 劲性柱模板施工由于受柱内型钢柱的影响，加上柱内钢筋较为密集，无法采用常规的中间穿对拉螺杆的方法进行柱模板的加固。为了保证柱模板的刚度，模板选用1 8 厚双面覆膜多层板，主肋为1 0 0 m i n x l 0 0 r a m方木，间距3 0 0 r a m，外楞采用2 1 1 2 槽钢全高加固，外楞间距：标高2 0 0 0 r a m 以下为4 0 0 m 1 n；2 0 0 0以上为6 0 0 r a m，外楞间拉杆采用0 1 6 圆钢制作。9 劲性柱混凝土施工由于劲性柱间钢筋及钢骨十分密集，里面空间很狭小，混凝土流动性被严重限制，浇筑砼时，施工的关键控制点是确保型钢和钢筋之间的砼的密实度。选择合适的砼施工配合比，严格控制砼塌落度，在浇筑砼时，应加强钢柱两侧对称振捣，通过振动棒在有效半径内的充分振捣，从而使型钢空隙部分的砼挤密，确保钢骨柱砼的浇筑质量。1 7 3 1 0 结语兴园技术中心工程劲性混凝土柱旌工过程中，通过制定有效的技术措旌和合理的旌工方法，克服了劲性混凝土施工中的一系列难题，施工质量得到了较好的保证，经过工程实践积累了相关的施工经验，为今后类似的工程麓工提供借鉴。1 7 4 超高层劲性混凝土柱施工技术超高层劲性混凝土柱施工技术作者：郭云涛作者单位：中国核工业华兴建设有限公司210019 本文链接：http:/