多层大跨度钢桁架-砼组合结构施工工法教材.doc

多层大跨度钢桁架－混凝土组合结构施工工法 南通建工集团股份有限公司 江苏兴邦建工集团有限公司 易兴中 施永明 张忠达 王奎清 王金锋 1．前言 大跨度钢桁架-混凝土组合结构充分发挥了空间钢结构与混凝土结构的各自优点，以其承载力高、抗震性能好、整体结构自重轻、有效改善结构功能等特点，能够满足现代结构对大柱网、大开间、大跨度、多功能等方面的需求，迎合着建筑技术发展的潮流。 多层大跨度钢桁架-混凝土组合结构作为建筑裙房结构一部分一般布置于大型地下室结构上，其钢骨混凝土劲性柱坐落于地下室深基坑中，钢柱重量大，吊距长，采用常规施工艺，吊装就位难度较大，对交接界面上关键线路工序作业安全与质量影响大、范围广；用于上部结构安装用场地的地下室顶板钢筋混凝土结构承载能力有限；同时大跨度钢桁架-混凝土组合结构平面呈双向、空间受力特性，竖向结构少，结构节点构造复杂；又由于大跨度钢桁架-混凝土组合结构的因其施工工艺因素存在由平面钢结构→空间钢结构→空间钢混凝土组合结构的组合过程，施工过程须充分考虑各部件或系统的安全性能及其因施工工艺导致的结构次应力对最终结构性能的影响；而上下层大跨度钢桁架-混凝土组合结构间相互制约影响，过程安装作业受到作业空间的限制。因而多层大跨度钢桁架-混凝土组合结构施工难度大、工艺技术要求高。我们在多项多层大跨度钢桁架-混凝土组合结构施工过程中组织开展了技术创新活动，取得了显著的技术经济效果，总结形成了多层大跨度钢桁架－混凝土组合结构施工工法，工法工艺工序过程“用钢柱对钢筋混凝土结构梁进行临时支撑加固的施工方法 201010148051.0），“多层大跨度钢桁架－混凝土组合结构施工技术研究”作为江苏省建设系统科技计划项目（项目编号：JS2010ZD13）。 图5.0.1 多层大跨度钢桁架-混凝土组合结构施工工艺流程图 5.2 操作要点 5.2.1 施工方案的确定 1 应采用计算机软件对施工全过程各工况进行模拟分析，优化钢桁架制作工艺及安装顺序与方法，选用适宜的吊装与安装设备，明确作业场地承载能力要求及其加固措施方法，确定合理的临时胎架支撑方案和拆除控制顺序，并制订施工过程的验收控制程序等技术质量与安全控制措施，以对实际施工进行指导。 2 施工设计方案实施前须通过相关专家的方案评审论证，严格履行审核、审批程度，并取得工程设计师的认可。 5.2.2 多层大跨度钢桁架-混凝土组合结构基础内钢骨混凝土劲性柱钢柱的处置 1 在深基坑土方开挖阶段，在基础结构下预置钢骨混凝土劲性柱钢筋混凝土叠合基础，用作钢柱安装阶段性支承基座。如图5.2.2-1所示。 图5.2.2-1 钢骨混凝土劲性柱钢筋混凝土叠合基础构造示意图 2 在深基坑土方开挖阶段完成地下部位钢柱的吊装就位。如图5.2.2-2所示。如按常规在基础筏板承台完成后进行深基内钢柱安装就位，安全技术管理与控制要求高、难度大，对地下室内其它工序作业影响极大，经济性较差。 图5.2.2-2 基坑土方开挖阶段完成深基内钢柱安装现场实物照片 5.2.3 作业场地的加固与胎架基座处理 1 当作业场地或胎架基座位于回填土地坪上时，按方案策划组织地基基层的施工，回填土应分层夯填密实，分层压实系数应不小于0.94或设计规定的参数要求，场地基础最上层应夯填厚度不小于300㎜的碎石垫层，以为钢结构安装及胎架的搭设与布置提供承载能力可靠的地基基座。 2 当胎架布置于钢筋混凝土结构梁板上时，应按施工时最不利荷载作用工况条件，对该楼层结构梁板进行受力分析验算，确定后撑钢柱临时支撑范围与密度、间距。 后撑钢柱临时支撑加固系统施工工艺流程：先根据场地荷载作用条件确定后撑钢柱临时支撑加固方案，根据策划，在钢筋混凝土基座上预埋（或植筋）布置锚栓，在结构梁（或板）内布置穿螺栓孔，或在结构梁（板）内预埋穿螺栓套管，螺（锚）栓采用HRB400（500）螺纹钢筋制作，螺（锚）栓端头设直螺纹，螺帽采用直螺纹套筒，钢柱安装时，先布置好基座底板，利用穿螺栓孔，穿钢丝绳，采用葫芦等相应简易提升工具，将钢柱提升至梁底支撑位置，在梁（或板）预设孔内穿螺栓，钢柱垂直度调整限位后，螺栓固定钢柱顶托支座，采用液压千斤顶将钢柱预压顶紧并建立预压力，在完成钢柱基础支座处置后，移出千斤顶装置后形成可靠的钢筋混凝土梁板结构临时钢柱支撑系统；采用上述相同的步骤可完成其它临时支撑钢柱的布置，从而形成可靠的临时支撑钢柱系统，然后在梁板上铺设砂垫层、路基板，可用于机械设备的行走或吊车吊装使用，在相应加固的梁板上布置设备基础，满足施工机械的安装布置与其运行过程荷载作用要求。如图5.2.3-1、5.2.3-2所示。 图5.2.3-1 钢柱临时支撑示意 图5.2.3-2 液压千斤顶预压工作原理示意 如图5.2.3-3，对现场安装作业场地所在钢筋混