型钢混凝土柱施工工法.doc

型钢混凝土柱施工工法 1. 前言 随着我国建筑行业的不断发展，新建的建筑风格日益多样化，特别是2008年奥运会成功申办以后，奥运工程中出现了一批造型新颖独特的建筑。作为第29届奥运会的主体育馆——****建成后将成为国内最大的室内体育馆。为了实现空间上的大跨度要求，****场馆四周应用了“型钢混凝土框架—钢支撑”这种结构体系。由于屋顶设计为曲线形，该结构体系中的主要受力构件——型钢混凝土柱（以下简称“型钢柱”）设计高度不等，单柱最高设计高度达13.5m，单柱施工高度高且与周边楼层连接少，超高“型钢柱”施工是本工程的一大难点，该项目的施工由北京****集团有限责任公司负责完成，超高“型钢柱”施工技术于2007年3月9日由北京***集团申请了“型钢梁下翼缘与钢筋的连接结构及其焊接方法”的发明专利。 2.工法特点 2.0.1 为了解决型钢混凝土框架中的梁、柱节点处型钢与钢筋在空间上的矛盾，以实现柱中主筋自下而上连续、贯通，保证其整体性，在型钢梁、柱加工前需进行钢筋穿孔位置的深化设计；另外，为了模板支设时对拉螺栓的使用，还得进行型钢柱上对拉螺栓眼位置的深化设计。 2.0.2 “型钢柱”柱顶柱主筋通过塞焊连接于“型钢柱”柱顶锚固钢板，钢筋自动成为锚板的锚筋，且节省了钢筋的锚固用量。 2.0.3 场馆四周型钢混凝土框架结构相对独立，模板支设难度大。施工时需搭设单独的操作架及梁、柱支撑体系。 2.0.4 型钢柱高度大，混凝土浇筑时混凝土对模板有很大的侧压力，这对模板方案的选择提出了很高的要求，科学、合理、易操作的模板施工技术对工程的质量、安全、成本等至关重要。 2.0.5 型钢梁、柱节点处，“工”字型型钢梁占据了节点处的大量空间、且“王”字型型钢周围主筋密集，混凝土浇筑时下灰困难。 2.0.6 部分型钢柱柱间有钢斜撑，柱侧模支设困难。 2.0.7 自密实混凝土施工操作工艺简单，劳动强度小，混凝土浇筑质量容易控制。 3.适用范围 本工法适用于大跨度、重荷载和超高层建筑中的型钢混凝土框架结构体系。 4.工艺原理 4.0.1 型钢混凝土框架结构利用型钢、钢筋与混凝土协同作用的原理，大大提高了结构的承载力、刚度、抗震性能。 4.0.2 在型钢梁和钢支撑节点区域变截面翼缘板上适当开孔，保证了型钢梁柱节点处钢筋的连接质量和节点区域的设计抗力。 4.0.3 自密实混凝土在型钢混凝土柱中的应用，解决了型钢框架中钢筋密集部位的混凝土振捣不密实和振捣困难的施工难题。 4.0.4 利用侧压力试验确定了超高型钢柱混凝土浇筑时对模板的侧压力计算公式。 5.工艺流程和操作要点 5.1 施工工艺流程 施工工艺流程如图5.1所示： 图5.1 型钢柱施工工艺流程 5.2 操作要点 5.2.1 深化设计 1、对拉螺栓孔深化设计 根据模板方案设计，型钢柱螺栓竖向间距为900mm，柱底第一道对拉螺栓距地面200mm。深化设计时需确定对拉螺栓孔的位置。型钢柱在厂家加工时根据深化设计结果，在型钢柱腹板上开直径为30mm的圆孔。 2、型钢梁翼缘上钢筋孔深化设计 型钢梁柱节点处由于型钢梁和钢支撑的牛腿存在，其翼缘影响型钢柱主筋在其宽度范围内顺利通过，在型钢梁、柱加工前需进行型钢柱主筋位置的排布方式和主筋穿型钢梁翼缘的方式的深化设计。图5.2.1为型钢混凝土框架典型节点模型图： 1）型钢柱主筋排布方式深化设计时需考虑以下项目： 主筋间最大间距不得太大，以控制柱侧收缩裂缝。 柱纵筋和梁水平筋的位置关系。 型钢柱混凝土的保护层厚度。 钢筋和型钢梁、钢支撑的关系（腹板，翼缘板）。 柱侧双向有型钢梁时还需考虑梁水平筋的X向、Y向的交错关系。 2）型钢柱主筋穿型钢梁翼缘方式的深化设计时需考虑以下项目： 柱主筋直径与孔径的关系。 开孔面积对翼缘的削弱程度。 型钢柱柱主筋的排布形式。 5.2.2 型钢柱安装 1 施测方法 1）轴线、中心线测量 对已安装完的劲性构件的定位轴线和中心线进行复验检查，监理单位验收合格后方可进行下道工序施工。 2）标高测量 依据甲方提供的原始水准点，对任意一个水准点桩进行测定。往、返各测2次，所测得的高程之差不大于3mm为合格，取平均值作为最后观测结果。利用已测定的水准点桩，使用N3水准仪对其它点桩进行测定，往、返各测一次，2次观测结果不大于±0.5mm为合格。 3）垂直度的控制 使用2台经纬仪，按正交的方法，对劲性柱进行垂直校正。 2 型钢柱吊装 1）吊点采用工厂制作时设置的专用钢板制吊耳，每根钢柱设置2个吊耳，直接焊在钢柱的顶部两侧，吊耳距顶面10cm，同时柱体翼缘板上焊接四个拴倒链的耳板。 2）柱子起吊前为保证柱子稳定性，采用4根Ф14mm钢丝绳作为缆风绳，分别栓在柱子顶部，做为找正、临时固定使用。选用两根6×37（GB1102—74）ф30 mm钢丝绳作为吊装索具