轉(zhuǎn)換層型鋼混凝土梁施工工法

轉(zhuǎn)換層型單獨(dú)增設(shè)少數(shù)型鋼混凝土梁施工工法前言型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)又稱(chēng)為勁性混凝土結(jié)構(gòu)或包鋼混凝土結(jié)構(gòu)，是在型鋼結(jié)構(gòu)外面包裹鋼筋混凝土外殼形成的型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。型鋼混凝土可以做成多種構(gòu)件，更能組成多種結(jié)構(gòu)，他可代替鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于各類(lèi)建筑和橋梁中。型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的外包混凝土可防止鋼構(gòu)件的局部屈曲并能提高鋼結(jié)構(gòu)的整體剛度,顯著改善鋼結(jié)構(gòu)的平面扭轉(zhuǎn)屈曲性能，使鋼材的輕度得到充分的發(fā)揮，此外混凝土增加了結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展和科技的進(jìn)步，體型復(fù)雜、功能多樣、造型新穎的建筑物日益增多。在同一座建筑中因使用功能的多樣化要求，房屋開(kāi)間、進(jìn)深的不統(tǒng)一，柱網(wǎng)尺寸及墻體數(shù)量也會(huì)有所不同，為了適應(yīng)建筑功能的變化，使結(jié)構(gòu)的受力體系能滿(mǎn)足功能要求，須設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。對(duì)于高層和超高層建筑，由于相應(yīng)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)換構(gòu)件承托的層數(shù)增多，再加上建筑對(duì)層高及空間的種種要求和限制，使得型鋼混凝土轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用日益廣泛。由于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)復(fù)雜、鋼筋綁扎、模板支設(shè)的工藝均不同于普通的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因此，廣西一建泰合青年城二區(qū)工程部把應(yīng)用在該工程地下室頂板三條型鋼梁施工工法作為“型鋼混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)”重點(diǎn)攻關(guān)課題，鋼筋混凝土柱與型鋼梁的連接、型鋼梁與鋼筋混凝土梁的連接、型鋼梁腹板翼緣開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)以及節(jié)點(diǎn)箍筋做法上技術(shù)要求高，各工種的協(xié)作要求高，施工難度大，是型鋼混凝土梁結(jié)構(gòu)施工中需解決的技術(shù)要點(diǎn)。工法特點(diǎn)針對(duì)本工程特點(diǎn)及個(gè)體差異，通過(guò)對(duì)型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中鋼筋混凝土柱與型鋼梁連接，型鋼梁與鋼筋混凝土梁的連接，型鋼梁腹板翼緣開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)及節(jié)點(diǎn)箍筋做法等工藝的研究，解決了型鋼混凝土結(jié)構(gòu)施工難題、使型鋼梁翼緣板開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)、型鋼梁與混凝土結(jié)構(gòu)的連接、梁柱節(jié)點(diǎn)箍筋做法等到達(dá)設(shè)計(jì)要求，保證結(jié)構(gòu)受力的傳遞通過(guò)對(duì)型鋼混凝土梁結(jié)構(gòu)的每一個(gè)連接點(diǎn)繪制鋼筋穿過(guò)型鋼翼緣或腹板穿孔及補(bǔ)強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)大樣，預(yù)先方案型鋼混凝土結(jié)構(gòu)梁鋼筋混凝土柱節(jié)點(diǎn)縱向鋼筋彎折和錨固及穿孔補(bǔ)強(qiáng)情況。型鋼梁構(gòu)件實(shí)行工廠(chǎng)化制作〔見(jiàn)附后圖片〕，保證構(gòu)件尺寸、精度及開(kāi)孔位置的準(zhǔn)確，保證了梁柱縱向受力鋼筋能準(zhǔn)確、順利的穿過(guò)型鋼梁。防止了現(xiàn)場(chǎng)糾偏、補(bǔ)開(kāi)孔的工作量，保證了質(zhì)量和施工進(jìn)度。工廠(chǎng)制作運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)待吊裝成品型鋼梁3適用范圍本工法適用于工業(yè)與民用建筑工程中型鋼混凝土梁結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層或普通型鋼混凝土梁結(jié)構(gòu)的施工。工藝原理型鋼混凝土梁組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件是由型鋼、主筋、箍筋及混凝土結(jié)構(gòu)組合而成。即核心局部有型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其外部那么為以箍筋約束并配置適當(dāng)縱向受力主筋的混凝土結(jié)構(gòu)。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是在型鋼混凝土內(nèi)配置型鋼提高結(jié)構(gòu)的抗剪能力，從而減小梁柱截面尺寸。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的施工由型鋼梁、柱構(gòu)件制造與安裝、鋼筋安裝、模板安裝、混凝土澆筑等環(huán)節(jié)組成。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50205-2001〕、《鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50211-2001〕來(lái)指導(dǎo)整個(gè)型鋼柱、梁的安裝全過(guò)程。采用的施工工藝是在依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)圖紙要求的根底上形成的切實(shí)可行的工藝。采用合理的吊裝方法把型鋼梁起吊到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的軸線(xiàn)位置或標(biāo)高。鋼梁與鋼筋混凝土柱對(duì)接前，校驗(yàn)柱軸線(xiàn)位置、混凝土柱的垂直度、平整度以及柱頂面梁底的標(biāo)高。先調(diào)整柱的垂直度并用水平及豎向的調(diào)節(jié)絲桿來(lái)調(diào)節(jié)鋼梁在安裝過(guò)程中的垂直度和標(biāo)高，把偏差嚴(yán)格控制在標(biāo)準(zhǔn)要求內(nèi)。選用科學(xué)、合理的吊運(yùn)安裝工藝和焊接方法來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)鋼梁的焊接變形。合理設(shè)置抗剪連接件的位置，抗剪連接件與鋼梁翼緣要焊接牢固可靠。型鋼梁受氣溫影響有一定的熱脹冷縮，應(yīng)制定合理的測(cè)量方法和選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量時(shí)間，來(lái)保證測(cè)量的精確度。4、8通過(guò)深化設(shè)計(jì)解決梁柱節(jié)點(diǎn)處、型鋼梁側(cè)面鋼筋的排布及安放、綁扎工藝問(wèn)題，以及型鋼梁合理分段與安裝工藝問(wèn)題。4、9通過(guò)確定合理的鋼筋綁扎、型鋼梁模板支設(shè)、混凝土澆筑的工藝和順序，以保證工程質(zhì)量、加快施工速度。4、10本工法采用自密實(shí)混凝土，以解決因鋼筋密集，而無(wú)法振搗的型鋼混凝土梁。工藝流程及操作要點(diǎn)工藝流程由于本工程只涉及三條型鋼梁與鋼筋混凝土柱的連接，不涉及型鋼柱，只涉及型鋼梁。單型鋼梁：依圖搭設(shè)滿(mǎn)足要求的支撐架體→測(cè)量標(biāo)高及梁底模安裝→安裝梁底鋼筋及型鋼梁槽支撐墊架→深化設(shè)計(jì)各節(jié)點(diǎn)圖→型鋼梁加工制作、運(yùn)輸→起吊→就位→臨時(shí)固定→調(diào)節(jié)水平、豎向調(diào)節(jié)絲桿→校正軸線(xiàn)垂直度、標(biāo)高→焊接固定點(diǎn)→焊接腹板側(cè)邊→焊接翼緣抗剪連接件→焊縫處理→焊接外觀(guān)檢驗(yàn)→超聲波探傷檢驗(yàn)→合格后外圍梁鋼筋綁扎及側(cè)模加固螺桿腹板上焊接固定→梁側(cè)模板安裝→梁混凝土澆筑。5.2操作要點(diǎn)深化設(shè)計(jì)主要包括：1型鋼梁側(cè)面鋼筋的排布。型鋼梁側(cè)面的主筋之間、主筋與型鋼翼緣之間的凈間距應(yīng)≥20㎜，以保證梁底混凝土的密實(shí)，見(jiàn)圖-1。2型鋼梁中部腹板兩側(cè)可設(shè)2排縱筋，以固定拉結(jié)筋，防止在腹板上開(kāi)孔，見(jiàn)圖-1。3梁箍筋由135°彎鉤調(diào)整為直角彎鉤，并在安裝后進(jìn)行焊接。4型鋼梁與普通鋼筋混凝土次梁交接部位。因次梁的底筋遇型鋼而無(wú)法貫穿，可在型鋼梁上增加托板，將次梁底筋焊在托板上，見(jiàn)圖-2。加設(shè)托板與主筋焊接加設(shè)托板與主筋焊接翼緣板上開(kāi)孔翼緣板上開(kāi)孔圖圖-2次梁鋼筋遇型鋼梁構(gòu)造5.2.21、搭設(shè)鋼管支架，將底部主筋排布于每隔3m一道的鋼板底座支架上〔見(jiàn)后附圖片〕，縱向鋼筋的排距采用φ28㎜的短鋼筋控制，短鋼筋間距以2m為宜，然后再用22#鐵絲將短鋼筋固定在支架上，注意梁底與鋼筋混凝土柱鋼筋的布置〔見(jiàn)后附圖片〕。然后吊裝型鋼梁〔見(jiàn)附后圖片〕，調(diào)整定位好以后再進(jìn)行其它鋼筋綁扎。梁槽上型鋼支架及底筋鋪置待吊裝型鋼梁梁槽型鋼梁底筋與混凝土柱鋼筋的搭接型鋼梁吊裝型鋼定位好后鋼筋綁扎圖-1柱模板示意2、圖-1柱模板示意3、梁頂多排縱向鋼筋之間可采用短鋼筋支墊來(lái)控制排距。型鋼與鋼筋的連接1、型鋼安裝就位，設(shè)置校正無(wú)誤，并連結(jié)牢固驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行普通鋼筋的綁扎、連接、錨固。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋綁扎，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋綁扎根本相同。2、柱縱向鋼筋與型鋼梁的連接柱的縱向鋼筋不能穿過(guò)梁的翼緣，因此柱的縱向鋼筋只能避開(kāi)型鋼梁設(shè)在柱截面的四角或無(wú)梁的部位，如附圖A、B。如柱鋼筋不能避讓?zhuān)仨毚┬弯撘砭壱?jiàn)柱縱筋穿型鋼示意圖附圖，如有開(kāi)孔，必須現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械開(kāi)孔，并且開(kāi)孔要加強(qiáng)。3、柱箍筋與型鋼梁的連接在梁柱節(jié)點(diǎn)部位，由于整根箍筋無(wú)法穿過(guò)，箍筋應(yīng)為兩端用電弧焊焊接型鋼梁腹板上采用單面焊接〔10箍筋直徑〕。〔柱箍筋與型鋼梁的連接示意圖見(jiàn)附圖〕，腰筋拉鉤焊接在型鋼梁腹板加強(qiáng)鋼帶上。4、鋼筋混凝土次梁與型鋼混凝土主梁連接次梁中的上皮鋼筋布置在主梁上皮鋼筋的上方通過(guò)，下皮鋼筋與型鋼混凝土主梁連接采用次梁下皮鋼筋焊接連接且焊接長(zhǎng)度為400㎜?！蹭摻罨炷链瘟号c型鋼混凝土主梁連接連接示意圖見(jiàn)附圖〕5.2.41柱模板主要采用兩種形式。當(dāng)柱截面800～1000㎜時(shí)，可采用柱外加箍的形式；當(dāng)柱的斷面較大，須在柱的中間加對(duì)拉螺栓時(shí)。2梁模板。由于此工程沒(méi)有型鋼柱且柱也沒(méi)有提前澆筑，梁支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須考慮型鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋的重量，混凝土、支撐結(jié)構(gòu)自重及施工荷載。梁側(cè)模板需設(shè)對(duì)拉螺栓時(shí)，可在型鋼梁腹板上設(shè)耳板，將其固定于耳板上，見(jiàn)梁側(cè)模加固示意圖。耳板應(yīng)在鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)時(shí)考慮，并在工廠(chǎng)加工時(shí)完成。為保證梁的截面尺寸，除豎向均采用鋼管加固外，在梁高的方向上每隔180㎜、在梁長(zhǎng)的方向上每隔1米設(shè)置耳板，用φ12鋼筋對(duì)拉螺栓加固，φ12鋼筋不套絲的一端帶90°彎鉤，平直局部為120㎜和型鋼焊接，撤除模板后截掉多余的局部并作防腐。梁側(cè)模加固示意圖型鋼梁；2-方木；3-端部彎成90度的對(duì)拉螺栓；4-鋼管支撐；5-對(duì)拉耳板5.2.5混凝土澆筑。對(duì)鋼筋密集，難以使用振搗棒進(jìn)行振搗5.3勞動(dòng)力組織勞動(dòng)力組織情況表序號(hào)單項(xiàng)工程所需人數(shù)備注1管理人員32型鋼加工83型鋼安裝74鋼筋加工安裝85混凝土澆筑66起重操作57木工68普工106材料與設(shè)備6.1材料6..1.1本工法使用主要材料：混凝土、Q235鋼材、Q345〔16錳〕鋼材、栓釘、焊接材料〔包括焊條、焊絲、焊劑等〕；安裝用的普通螺栓、槽鋼等其他輔助材料。自混凝土配合比的設(shè)計(jì)原那么。根據(jù)試驗(yàn)最終確定自密實(shí)混凝土工作性控制參數(shù)范圍，具體參數(shù)要求如下：1坍落度〔SL〕=250mm～270mm；2坍落擴(kuò)展度〔SF〕=550mm～650mm；3T50流動(dòng)時(shí)間=5s～10s；4L型儀〔h2/h1〕=0.85～0.97；5V型漏斗〔TV〕=8s～15s；6拌合物表觀(guān)密度ρ≥2300kg/m3?；炷敛牧弦?采用不低于普通硅酸鹽水泥，質(zhì)量應(yīng)符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》〔GB175-1999〕標(biāo)準(zhǔn)要求。2采用10～20mm和5-10mm的碎石按照1：1的比例混合使用。針片狀骨料含量宜小于10%，空隙率宜小于40%。3細(xì)骨料應(yīng)符合《建筑用砂》〔GB/T14684-2001〕標(biāo)準(zhǔn)要求。宜采用級(jí)配合格的中砂，砂的含泥量宜小于1%。4外加劑應(yīng)符合《混凝土外加劑》〔GB8076-1997〕的要求，同時(shí)還應(yīng)符合《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》〔GB50119-2003〕的有關(guān)規(guī)定，其減水率不低于20%。5摻合料應(yīng)符合《粉煤灰在混凝土和砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》〔JGJ146〕、《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》〔GBJ146〕標(biāo)準(zhǔn)的要求，其等級(jí)應(yīng)不低于二級(jí)粉煤灰。自密實(shí)混凝土配合比。表自密實(shí)高性能混凝土參考配合比混凝土強(qiáng)度等級(jí)水泥強(qiáng)度等級(jí)材料用量〔kg/m3〕水泥粉煤灰碎石中砂水外加劑C50385165835830180C403851658358301802機(jī)械設(shè)備本工法除增加了兩臺(tái)〔50噸和70噸各一臺(tái)〕汽車(chē)式起重機(jī)或大型塔式起重機(jī)、平板拖車(chē)、電焊機(jī)等設(shè)備外，其余機(jī)具設(shè)備同普通的混凝土結(jié)構(gòu)工程。7質(zhì)量控制7.1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50300－2001《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB50204-2002《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB50205—2001《鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》GB50221鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件用的鋼材質(zhì)量應(yīng)分別符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》規(guī)定的Q235鋼材及《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》規(guī)定的Q345鋼材。鋼材必須有出廠(chǎng)合格證和檢驗(yàn)報(bào)告，所有栓釘應(yīng)符合《圓柱頭焊釘》〔GB10433〕規(guī)定，其抗拉強(qiáng)度＞400Kpa，屈服強(qiáng)度＞240Kpa；連接及安裝用的普通螺栓應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》中規(guī)定的Q235鋼制成；焊接工藝應(yīng)優(yōu)先采用自動(dòng)焊。焊條、焊絲、焊劑應(yīng)針對(duì)不同鋼種、板厚和坡口形式，按《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》的規(guī)定選用；鋼骨必須按圖加工，完成后，各加工人員及有關(guān)人員均須簽字驗(yàn)收。鋼構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)提供質(zhì)量合格證明。鋼結(jié)構(gòu)安裝前，應(yīng)對(duì)柱及梁槽的平面位置和標(biāo)高進(jìn)行檢查驗(yàn)收；型鋼梁安裝前，應(yīng)復(fù)核檢查型鋼柱的平面位置和標(biāo)高。所有焊縫均須經(jīng)過(guò)質(zhì)檢人員的檢查。焊縫外表焊波應(yīng)均勻，不得有裂紋、夾渣、焊瘤、燒穿、弧坑和針狀氣孔等缺陷，焊接區(qū)不得有飛濺物。一級(jí)焊縫應(yīng)進(jìn)行100％的無(wú)損檢測(cè)，二級(jí)焊縫應(yīng)進(jìn)行抽檢，抽檢比例應(yīng)不小于20％。8.平安措施本工法認(rèn)真貫徹“平安第一，預(yù)防為主”的方針，根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定、條例，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和工程的具體特點(diǎn)，組成專(zhuān)職平安員和班組兼職平安員以及工地平安用電負(fù)責(zé)人參加的平安生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行執(zhí)行國(guó)家和上級(jí)部門(mén)制定的各項(xiàng)平安規(guī)程，明確各級(jí)人員的職責(zé)，抓好工程的平安生產(chǎn)。8.2人字扒桿吊動(dòng)構(gòu)件前，應(yīng)對(duì)其錨固繩及支點(diǎn)處嚴(yán)格檢查，確認(rèn)無(wú)誤后可起吊。在鋼梁起吊前應(yīng)檢查梁底支撐系統(tǒng)和復(fù)測(cè)相應(yīng)關(guān)鍵點(diǎn)標(biāo)高并試吊，檢查起吊機(jī)具有完好性，有損壞的機(jī)具嚴(yán)禁使用。危險(xiǎn)吊裝區(qū)域應(yīng)拉設(shè)警戒繩，派專(zhuān)職平安員現(xiàn)場(chǎng)值勤。高空吊裝時(shí)應(yīng)考慮到風(fēng)速影響，當(dāng)風(fēng)速到達(dá)10m/s時(shí)，吊裝工作要停止，當(dāng)風(fēng)速到達(dá)15m/s時(shí)，應(yīng)停止所有施工作業(yè)。為便于鋼梁吊裝施工，并保證操作人員的平安，在操作場(chǎng)地要設(shè)操作平臺(tái)。施工期間做好施工樓層面上的防火工作，配備必要的滅火設(shè)備。施工時(shí)所用設(shè)備均需接地，決不允許有破損的電線(xiàn)、電纜。9.環(huán)保措施施工現(xiàn)場(chǎng)采取防塵及防輻射等措施，工完場(chǎng)清，防止材料飛揚(yáng)。設(shè)立專(zhuān)用排漿溝、集漿坑，對(duì)廢漿、污水進(jìn)行集中，認(rèn)真做好無(wú)害化處理，從根本上防止施工廢漿亂流。優(yōu)先選用先進(jìn)的環(huán)保機(jī)械。采取設(shè)立隔音墻、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允許值以下，同時(shí)盡可能防止夜間施工。所有原材料及工程剩余材料應(yīng)堆放整齊，不得隨意亂放，應(yīng)劃分原材料和成品區(qū)域，不得混放?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置消防器材和滅火設(shè)施。9.5遵照國(guó)家和行業(yè)的各種環(huán)境保護(hù)規(guī)定實(shí)施環(huán)境保護(hù)。10.效益分析在泰合青年城二區(qū)工程施工中，采用型鋼混凝土梁組合結(jié)構(gòu)，充分利用了地下車(chē)庫(kù)的使用效率，縮短了施工周期，鋼筋原材料、商品混凝土的需求也大大地減小了。還減少了施工機(jī)械臺(tái)班及各種人工等費(fèi)用。對(duì)大跨度，大高度的結(jié)構(gòu)及高層結(jié)構(gòu)具有非常大的經(jīng)濟(jì)效益。11、實(shí)例應(yīng)用四川南充泰合青年城二區(qū)工程泰合·青年城二區(qū)工程位于南充市濱江中路與勝利路交叉口西南角原糧食倉(cāng)庫(kù)內(nèi)、濱江大道嘉陵江邊。用地呈不規(guī)整矩形,長(zhǎng)約270m,寬約108m,場(chǎng)地根本平整，地塊標(biāo)高東北高，西南低。該工程規(guī)劃建設(shè)用地面積19857m22，其中地上建筑面積為99285.00m2，地下室建筑面積為41515.00m2。擬建物由1～4號(hào)樓組成，其中2、3號(hào)樓為30～33層高層住宅樓、1號(hào)樓為27層辦公、酒店，4號(hào)樓為3～5層商業(yè)裙樓，整體擬設(shè)3層地下室，1～3號(hào)樓結(jié)構(gòu)型式為框支