型钢混凝土柱施工技术简介

型钢混凝土柱施工技术简介结合工程实例，介绍型钢混凝土柱的施工工艺，通过对型钢柱二次深化设计，对关键节点部位的优化设计，合理安排施工工序，加快了工程施工进度，提高了工效。型钢混凝土组合结构(SteelReinforcedConcreteCompositeStructures，简称SRC)是把型钢埋入钢筋混凝土中的一种结构型式。型钢以其固有的强度和延性，以及型钢、钢筋、混凝土三者结合成整体的工作使型钢混凝土结构具备了比传统的钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好的优点，还可以减小构件截面、增大使用空间、节省模板和支撑：与钢结构相比，具有防火性能好，结构局部和整体稳定性好，节省钢材的优点。型钢混凝土组合结构兼有钢结构和混凝土结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益。近年，型钢混凝土结构在高层与超高层建筑中普遍采用，其施工工艺不同于普通混凝土结构：型钢柱安装与钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑等工序如何穿插施工，节点部位如何进行深化设计，根据塔吊吊装能力钢柱如何分段加工、吊装等，上述问题对整个工程的施工进度影响较大，若未得到有效解决，工效将比普通混凝土结构大大降低。本文以**大厦暨**大厦工程为例，介绍实腹型钢混凝土柱组合结构的深化设计与施工工艺。1工程概况**大厦暨**大厦是由两栋点式超高层建筑组成，分别为公寓楼50层和办公楼39层，建筑总高度170．2m，总建筑面积约l1万m2(图1)。型钢柱位于公寓楼，共计16根，范围从负2层顶至18层顶。其基础位于负2层顶框架梁、柱交接处。型钢柱为十字型，主材为Q345B级钢，栓钉为Q235级钢，采用圆柱头焊钉。型钢柱总长69．6m，总计重约500t。型钢柱规格、型号及平面布置如图2所示(标准楼层，以8～l8层为例)。2优化设计2．1型钢柱长度的优化原设计型钢柱分段情况：第一节柱与第二节柱分别重约5．6t与5．5t，长度分别为7．5m与7．3m；标准节柱每3层一节，每节重约3．5t，长度为9．3m。施工现场公寓楼区域使用一部固定式自升塔式起重机，型号为F0／23B，最大起重100kN，臂长5Om，具体技术参数详见表1。常规钢结构的吊装采用吊车将钢柱吊至楼板操作层，在操作层上支三角架或抱杆，利用倒链人工再将型钢柱吊装到位，此法操作繁琐，费时费工，占用场地，影响其他工序的施工。本工程位于繁华的市中心，施工场地紧张，综合考虑采用塔吊吊装。考虑塔吊的位置与吊装能力，将型钢柱分拆成不同的长度，虽增大现场焊接量，但比较传统吊装法，每节钢柱节省吊装时间1～2d，有利于其他工序的穿插进行，吊装效率高，节省成本。根据型钢柱离塔吊的远近及塔吊技术参数，通过计算将型钢柱分拆成不同的长度(图3)。型钢柱KZ13距离塔吊最远为42m，塔吊在此位置的最大起重为2．9t。将第一节柱与第二节柱变更为2节，每节分别重约2．8t与2．75t，各柱均能满足塔吊吊装要求将2-A轴线四支标准节型钢柱按每两层一节加工安装，每节重约2．25t，能够满足塔吊吊装要求。2．2梁柱节点的深化设计本工程部分柱纵筋穿过型钢柱的钢牛腿，部分梁纵筋穿过型钢柱的腹板，因此梁柱节点区钢柱上的钢筋穿孔必须根据设计图纸预先做好深化设计节点图(图4)，由加工厂将钢牛腿及腹板的钢筋穿孔孔洞按节点图一次加工完成。如此，可以缩短钢筋绑扎的时间，避免现场开孔造成型钢腹板截面损失，提高工效。督节点优化的原纺则：节点区梁然纵筋尽量绕过辉型钢贯通，或庙穿过型钢腹板鹰贯通，不能贯此通的第一排纵滋筋焊接于钢牛洒腿上；不能贯圈通的第二排梁唉纵筋或腰筋可圾用直螺纹套筒则连接于型钢翼唱缘撒上弱(拾图破5肯)昌。踏节点部位深化刻设计主要包括爸：根据框架梁售截面尺寸与纵轮筋数量，对钢甜筋进行排布，宫确定绕过型钢既、穿型钢腹板也或焊接在钢牛钥腿的钢筋根数抓；根据焊接在羞钢牛腿的钢筋喇根数确定钢牛泰腿尺寸；根据爽不能贯通的第骄二排梁纵筋或记腰筋，确定用筹于连接的直螺案纹套筒的位置依和数量。坚2战．舅3升型钢柱对接节化点的优化设计蔽在每节钢柱端舍头连接处上下蹄两侧均焊有连愁接耳板，通过咱深化设计确定轻耳板钻孔梦的位置与数量浊用于螺栓连接果。两节钢柱对仁接时，通过耳云板用螺栓连接久固定，减少了血现场焊接工作鞠量，有利于其头他工序衔接，郑加快施工速度匀。3施工工艺梦3台．嫁1胆工序优化对比否初始施工阶段锯工序：型铜柱叉吊装焊接、超亿声波检迅测膨→砌绑扎墙柱钢弄筋虽→等支设墙柱模要板译→勉浇筑墙柱混凝雹土定→葬支设顶梁板模松板阔→畅绑扎项梁板钢降筋泳→难浇筑顶梁板混瓶凝始土启→壁⋯⋯犬按上述工序施市工，工序间歇颗时间长，易造预成窝工，不利侨于工序间的衔秩接。通过对原丹工序进行调整遭，优化的工序导在支设顶梁板前模板和绑扎顶授梁板钢筋的同党时进行型钢柱晕的吊装、焊接拜、检测，型钢或柱的施工穿插预进行，不占用写工期；墙柱钢甘筋与顶梁板钢诱筋同时绑扎，虏本层的墙柱与糖顶梁板混凝土洞一起浇筑，这朴样就缩短了浇捡完混凝土与绑陕扎墙柱钢筋的侮时间间隔。答同时为加快施调工进度，缩短良工期，本工程碑从贿第翼7哄层开始进入标棉准层施工后，许在核心筒部位挠一分为二划分拆为南北两个施示工段，形成流践水穿插施工。链标准层建筑面盛积约为植866m三2截，木工、钢筋型工人数固定不绸变，将标准层注工期缩弟至确5做d海／层，效果显雪著。圾3航．湖2闪型钢柱安装尊3袭．应2很．不1流地脚螺栓的预惕埋尾预埋直径为陵42mm芒的地脚螺栓，吹材质确为等Q23敲5忍，长度尝1200mm扛(屈图确6令)牛。在柱混凝土胸浇筑前将地脚达螺栓在柱钢筋峡笼内旗用宏1Om螺m扛厚定位钢板固狐定，确保地脚痛螺栓相互之间慎的距离不变形党：在绑扎粱钢萌筋时将地脚螺勾栓下部焊接在壶柱筋上固定同坐钢筋连成一体番，防止浇筑混辛凝土时移位。竹在定位钢板上联弹出构件的轴转线，复核定位慎轴线是否同原步定位线重合。益采用标准米尺稼实测柱距，柱肯距偏差值应严价格控制沾在境±州3mm鸦范围内。在预盲留的墙柱钢筋迹上弹出标高控役制线，拉线并宅通过米尺测量林来控制定位钢粥板上表面标高避。定位轴线测刷量、定位钢板窗标高、平整度忽及地脚螺栓位坐置要反复测控榜，准确无误后演方可进行梁板煎钢筋绑扎。梁亮板钢筋绑扎完季成后再次复核伐，经纠偏合格秒并固定牢固后贩方可进行混凝迹土浇筑。荣混凝土浇至定范位钢板底表面渴以下岛50mm特处霜(党即虾负叫2垃层顶板结构标仓高疗)互，待终凝后姿二次灌刘入务CG痕M俯高强无收缩混发凝欺土蛙C6射0恩，采用压力灌们浆。亡3戚．听2盈．马2魔钢柱的连接与另焊合怪(1济)扭焊接顺序：从径中间向四周扩直展，采用结构控对称、节点对债称的焊接顺序弊。用(2葛)梨焊接工艺流程兆：焊接设备、肠材料、安全设兵施锣→行定位焊接衬板罗、引弧阻板绵→给坡口清准理忌→矮焊侧接备→口焊缝外观及超垂声波检袜测满→刚焊接验收。灭(3锄)荐焊接方法分析怠：现场型钢柱唱焊接使熄用著CO裳2袋气体保护焊，圣相比较手工焊铜、埋弧自动焊劝等方法拦，殃CO氧2铜气体保护焊具滑有焊接质量好关，效率高，可骡全方位焊接的槐优点：且设备趣简单，操作灵符活，可在钢筋烈绑扎、模板支房设等施工过程晃中穿插进行钢似柱的焊接，不卷占用过多工作炭面，缩短焊接示时间。症(4释)斗钢构件焊接连记接验收标准：仅施工中要确保栋现场型钢柱拼残接和梁柱节点喇连接的焊接质光量。根据设计欣要求，型钢柱窄腹板之间、腹士板与翼缘之间礼、两节对接处趣、第一节与底紫脚板对接处焊免缝均为一级焊药缝，为全熔透炮坡口焊。焊缝寺焊接质量要求惩高。每一节型爽钢柱加工焊接菜完成后，必须索按规范规定请忧第三方进行焊嘱缝检测，合格辉后才能进行下裕道工序施工。颜焊缝缺陷超出决容许值时应按滑相关规程返修户。短3滋．凉3硬型钢柱吊装校遵正瓣(1区)栗利用柱端的耳矛板螺栓孔，穿翼入专用吊装索劳具或销轴进行再吊蛮装谎(肚图炭7信)姓。起吊时钢柱蜂必须垂直，尽董量做到回转扶诱直，吊索应预扣留有效高度。肤(2俘)肺将型钢柱上弹菌有的十字交叉理轴线与地脚板赞上预弹的十字循交叉轴线重合撤，拧上地脚螺自栓，用水平仪闷校正立柱的标洽高。雾(3到)锁钢柱安装标高慕的调整：安装邮完第一节柱用滋底板下的螺母吵调整，以控制愧整体标高的一歪致；每安装完宋一节钢柱后对谣钢柱进行一次挨实测，其控制寇量都±(爽2腾．搞5~3)m播m俊，超出部分用鞭气割整修、磨惜平。冬(4于)仍拧紧地脚螺栓池，用两台经纬冬仪从两轴线方捏向校正立柱的局垂直度，达到禁要求后，使用屑双螺帽将螺栓明拧紧，并按设财计要求将螺帽融与垫板间焊牢弓。毕(5捉)记钢柱垂直度的匙调整：钢柱安翻装后经初校，菜保证垂直度衫在冻2Om尸m视以内，用溜绳务控制住再用耳侧板上的调正螺米栓进行微调，势合格后对接接琴头用点焊固定施。海(6工)郊型钢柱校正后友，采用四周斜关拉法控制型钢辱柱的稳定性，听形成空间刚度习单痕元亮(回图获8葬)驶。败(7绞)姻首节钢柱安装着后，再进行框鼓架柱预留纵筋豪的连接并绑扎啦箍筋。根据柱觉截面尺寸，扣幻除钢筋保护层贸厚度与钢筋直罚径，得出柱纵表筋最小间距为罗125mm完，有足够空间喂手工安装并调兔整钢柱。舰(8广)王钢柱两节对接节时，上节钢柱安对准下节钢柱顿柱项中心线后龙，即用螺栓将渔连接板与钢柱殖两侧的连接耳框板临时固定，瑞通过微调螺杆厚进行上节型钢泥柱的垂直度校课正，然后进行细对接焊接，最猎后将连接板卸寇下，耳板割除额。诸(9抛)照钢柱的吊装就医位应控制的主秆要项目：标高脂、轴线位置、四垂直度与拼接暑接头，其中测卧量的定位轴线常应从基础的控腹制轴线直接引太上。却3掘。耐4颤钢筋工程燃3瞧．捏4冤．床1贡柱钢筋绑扎挂(1断)逆先将柱箍筋套棒在预留的柱钢城筋上，再进行杰纵筋连接。前(2发)窝部分纵筋穿过嘉钢牛腿上的预准留孔与下部预叔留的柱钢筋连背接。轰(3返)骄柱单肢拉钩应你做成一院端乏9O疼o赵另一肾端敞13默5°和，穿过钢牛腿胀腹板与柱钢筋冷拉好后，再最将酸9O狸°栗弯折旨成君13赌5°竞绑扎固定。严墨禁柱箍筋不穿脆过钢牛腿腹板容而与钢板焊接弱。腔3纳．歼4傻．滨2讲梁钢筋绑扎育(1刑)虽务节点梁角部胃钢筋绕过型钢放柱翼板或穿过柔型钢柱腹板预谦留孔绑扎，中佩间不能贯通的处钢筋焊在钢牛匀腿上，焊缝长威度为双面廊焊槐5d(剩d惧为钢筋直锋径掘)博。由于四面钢支牛腿设计要求拖在同一标高，速此框架梁的钢耗筋与牛腿间需己增加相应厚度滴的钢垫板以确锡保钢筋平直。迈(2舅)测框架梁上部的票第二排钢筋无荡法与钢牛腿焊黑接或绕过型钢步柱翼板时，可橡将直螺纹套筒陪连接件焊在型幸钢柱翼板上与盼框架梁的纵筋朋机械连锄接侍(雨图暮9用)拆。经试验证明非，此种连接方汽式切实可行，郊有效的解决了积节点区框架梁初钢筋与型钢柱菊连接锚固的难去点问题。寇3夜．狠6赌混凝土工程影(1期)较梁柱节点区钢哄筋较密，型钢泻又占用一部分伐空间，混凝土佳下料浇筑是施撤工难点。根据表节点区深化设连计，确定梁柱送钢筋排布，最领小钢筋间距为杜25mm使，可选择普通糟的灾H描Z式一御5提0钥插入式振动器育。根据现场操音作，选择普通完混凝土即可，伟石子粒径凑为脂1O~疫25mm伪连续级配，而煤非自密实混凝柱土，可节约成炎本，经济适用孟。谣(2零)竞梁柱节点钢筋星过密的部位，愁须采用同强度独等级的细石混剥凝土振捣密实盐。差(3狮)树型钢内部通过超型钢柱预留的甜振捣孔进行振馒捣，外侧通过摩钢筋排布间距炉进行振捣。要您仔细浇筑和捣宵实，保证其密度实度和防止开毙裂。纪(4更)纳地脚螺栓定位犯钢板下的混凝遭土要振捣密实指。浇筑此部位深混凝土时，钢桶板外侧混凝土授应略加高些，顶再细心振捣使览混凝土压向钢吸板底部，同时折通过定位钢板恶的浇筑孔进行孝振捣，直至有嗓混凝土浆冒出盛，说