1—— 型鋼混凝土勁性柱施工工法
2—— 前 言
3—— 為了滿(mǎn)足建筑型體變化、內(nèi)部高大空間和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的需要，越來(lái)越多的高層建筑采用了型鋼混凝土勁性柱組合結(jié)構(gòu)。型鋼混凝土除了鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)外還具備混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)結(jié)構(gòu)具有良好的防火性能。由于柱內(nèi)型鋼截面尺寸大，重量大，安裝不便，且柱內(nèi)鋼筋密集，綁扎不便，勁性混凝土柱與其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件相交點(diǎn)多，鋼筋處理復(fù)雜，混凝土澆筑難度大；其關(guān)鍵技術(shù)是如何合理解決梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋的穿筋問(wèn)題，以確保節(jié)點(diǎn)良好的受力性能與加快施工速度。
4—— 一、工法特點(diǎn)
5—— 1、型鋼結(jié)構(gòu)對(duì)接采用對(duì)稱(chēng)焊接，減少焊接變形，并利用焊接收縮控制勁混凝土梁（剪掉了）縱向受力筋性柱的垂直度偏差。
2、混凝土梁縱向受力筋遇型鋼柱翼緣板時(shí)，型鋼柱與混凝土梁縱向受力筋連接采用工廠(chǎng)內(nèi)焊接連接板，并在連接上預(yù)先焊好套筒的連接方式，避免現(xiàn)場(chǎng)仰焊帶來(lái)的質(zhì)量隱患，同時(shí)還加快了梁柱節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)施工速度。
3、混凝土梁縱向受力筋遇型鋼柱腹板時(shí)，型鋼柱與混凝土梁縱向受力筋連接采用在型鋼腹板上廠(chǎng)內(nèi)預(yù)先開(kāi)孔，梁縱向受力筋直接穿腹板的連接方式。
4、柱箍筋采用在型鋼腹板上廠(chǎng)內(nèi)預(yù)先開(kāi)孔，現(xiàn)場(chǎng)采用雙開(kāi)口箍封閉焊，解決了勁性柱箍筋穿筋難的問(wèn)題點(diǎn)。
6—— 二、作業(yè)條件
7—— 1 材料要求
1.1 型鋼
應(yīng)有出廠(chǎng)合格證和試驗(yàn)報(bào)告；品種和性能符合《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 》 GB/T1591-94 標(biāo)準(zhǔn)的要求。
組合型鋼的焊縫采用自動(dòng)埋弧焊，四道連接焊縫均需滿(mǎn)焊，不得采用單面焊接。焊接質(zhì)量檢驗(yàn)等級(jí)應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
1.2 焊條
焊條采用E50型焊條。
2 主要機(jī)具設(shè)備
主要機(jī)具設(shè)備有：電焊機(jī)、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、磁力線(xiàn)墜等。
8—— 3 作業(yè)條件
3.1、參加操作人員已經(jīng)過(guò)培訓(xùn)、考核，持證上崗。
3.2、施工設(shè)備經(jīng)檢修，符合施工要求。
3.3、勁性型鋼柱由專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家制作，應(yīng)符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)及規(guī)范要求。
3.4、勁性柱安裝焊接前，應(yīng)對(duì)構(gòu)件的組裝尺寸進(jìn)行檢查，主要檢查構(gòu)件的幾何尺
3.5 施焊前，應(yīng)清除焊接區(qū)域內(nèi)的油銹和漆皮等污物，同時(shí)根據(jù)施工圖要求檢查坡口 角度和平整度，對(duì)受損和不符合要求的部位進(jìn)行打磨和修補(bǔ)處理。
9—— 三、施工工藝
10—— 1 型鋼柱安裝
1.1 地腳螺栓預(yù)埋
（1）對(duì)地腳螺栓進(jìn)行檢查，看有無(wú)缺絲、少絲、破損現(xiàn)象；在固定架上放設(shè)控制線(xiàn)，以備測(cè)量定位偏差。
（2）將地腳螺栓與預(yù)制好的固定架進(jìn)行組裝后地腳螺栓組放入鋼筋籠，并調(diào)整模板的軸線(xiàn)位置及標(biāo)高，調(diào)整無(wú)誤后固定模板。
11—— 1.2 型鋼柱吊裝、就位及臨時(shí)調(diào)整
吊裝時(shí)采用單機(jī)回轉(zhuǎn)法起吊，起吊前鋼柱應(yīng)橫放在枕木上，起吊時(shí)不得使鋼柱在地面上有拖拉現(xiàn)象，鋼柱起吊必須距地面2米以上才可以回轉(zhuǎn)。
就位后通過(guò)耳板間安裝連接板固定，上下柱不能出現(xiàn)錯(cuò)口，然后進(jìn)行校正焊接。每一個(gè)柱的定位軸線(xiàn)，應(yīng)從地面控制軸線(xiàn)引到柱頂，以保證每節(jié)鋼柱安裝無(wú)誤，避免產(chǎn)生過(guò)大的積累偏差。
耳板連接并經(jīng)過(guò)垂直度初測(cè)完成后臨時(shí)電焊固定，（剪掉了）臨時(shí)點(diǎn)焊固定結(jié)束后的復(fù)校，是防止在點(diǎn)焊固定過(guò)程中發(fā)生型鋼柱垂偏。
1.3 垂直度的校正
用經(jīng)緯儀檢查型鋼柱垂直度的方法是用經(jīng)緯儀后視柱腳下端的定位軸線(xiàn)，然后仰視柱頂型鋼柱中心線(xiàn)，互相垂直的兩個(gè)方向柱頂中心線(xiàn)投影均與定位軸線(xiàn)重合，或誤差小于控制要求，認(rèn)為合格；垂直度偏差在螺栓緊固、焊接前后都應(yīng)嚴(yán)格控制。
12—— 1.4 型鋼連接
型鋼對(duì)接采用全熔透焊焊接，對(duì)接位置一般設(shè)在三分之一層高處，對(duì)接時(shí)采用臨時(shí)連接耳板進(jìn)行連接，待準(zhǔn)確定位后進(jìn)行校正焊接，在安裝過(guò)程中始終在縱橫兩個(gè)方向用經(jīng)緯儀進(jìn)行定位，保證安裝和連接的效果。對(duì)接節(jié)點(diǎn)形式祥見(jiàn)下圖：
13—— 1.5 型鋼焊接
1.5.1 定位焊：在型鋼柱對(duì)口連接板上的安裝螺栓定位擰緊后，在四個(gè)方向上等分進(jìn)行定位焊,分布位置要避開(kāi)連接板的位置,定位焊縫長(zhǎng)20～30mm,焊縫高度4～6mm。
1.5.2 焊接工藝
型鋼柱組裝定位點(diǎn)焊后,要嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)定的參數(shù)和焊接順序進(jìn)行焊接：
（1）對(duì)口質(zhì)量檢查:焊前班長(zhǎng)要檢查型鋼柱的對(duì)口質(zhì)量，特別是錯(cuò)口情況, 錯(cuò)口量超過(guò)壁厚的1/10或大于3mm時(shí)應(yīng)在調(diào)整合格后進(jìn)行焊接。
（2）打磨:使用鋼絲刷或電動(dòng)鋼絲砂輪對(duì)坡口內(nèi)及兩側(cè)的浮銹進(jìn)行打磨清理。
（3）焊接順序:焊接前對(duì)施工區(qū)域內(nèi)型鋼柱的整體垂直度和柱頂位移數(shù)據(jù)與焊前數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,利用焊接變形減少或糾正型鋼柱的垂偏和柱頂位移偏差。
（4）焊接完成后將耳板割除。
（5) 超聲波檢查：全熔透焊縫在完成外觀(guān)檢查之后進(jìn)行20%的超聲波無(wú)損檢驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《GB11345¬¬—89鋼結(jié)構(gòu)焊接手工超聲波探傷方法和結(jié)果分級(jí)》，焊縫質(zhì)量不低于B級(jí)的二級(jí)。
14—— 2 型鋼柱箍筋施工
型鋼柱的箍筋綁扎經(jīng)常與型鋼相遇，為解決箍筋的安裝，可按箍筋位置預(yù)先在型鋼腹板上開(kāi)孔，與腹板相遇的對(duì)稱(chēng)箍筋改為開(kāi)口箍；與翼緣板相遇的箍筋均與在翼緣板上廠(chǎng)內(nèi)預(yù)先焊接耳板后與耳板相焊；也可與設(shè)計(jì)協(xié)商改成八角箍，減少現(xiàn)場(chǎng)焊接量，解決型鋼柱箍筋的穿筋問(wèn)題，加快施工進(jìn)度。
15—— 3 梁柱節(jié)點(diǎn)施工
在梁柱節(jié)點(diǎn)處，梁為鋼筋混凝土梁，框柱為型鋼勁性柱，節(jié)點(diǎn)部位的梁縱向受力筋安裝始終是施工的一大難題。
混凝土梁縱向受力筋遇型鋼柱腹板時(shí)，型鋼柱與混凝土梁縱向受力筋連接采用在型鋼腹板上廠(chǎng)內(nèi)預(yù)先開(kāi)孔，梁縱向受力筋直接穿腹板的連接方式。
16—— 混凝土梁縱向受力筋與型鋼柱翼緣板連接時(shí)，型鋼柱與混凝土梁縱向受力筋連接采用工廠(chǎng)內(nèi)焊接連接板，并在連接板上預(yù)先焊好套筒的連接方式，或在型鋼柱翼緣板上廠(chǎng)內(nèi)直接焊套筒的連接方式，避免現(xiàn)場(chǎng)仰焊帶來(lái)的質(zhì)量隱患，同時(shí)還加快了梁柱節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)施工速度。
17—— 4 型鋼柱模板支設(shè)
型鋼混凝土框架柱模板支設(shè)時(shí)，由于框柱中間設(shè)有型鋼，對(duì)拉螺栓無(wú)法穿越型鋼。為此，在型鋼翼緣板上應(yīng)在加工廠(chǎng)內(nèi)按照螺栓的豎向間距要求提前焊接加長(zhǎng)螺母，使用兩頭均帶螺紋的螺栓在模板安裝前先將螺栓擰進(jìn)螺母，調(diào)整方向，模板套裝后背木方次楞與鋼管主楞加固；在型鋼腹板一側(cè)，則利用穿腹板的箍筋，在同一肢箍筋兩側(cè)焊接短螺栓，把其作為一根整體受力的一次螺栓使用。混凝土澆筑完成模板拆除后，割除外露螺栓。
18—— 5 混凝土施工
型鋼混凝土框架柱施工中，由于箍筋過(guò)密，采用以下施工方法。
1）自密實(shí)混凝土施工：由于箍筋過(guò)密，且按抗震設(shè)計(jì)要求，其箍筋彎后平直段長(zhǎng)度為10d，按此方法安裝的鋼筋，給混凝土澆筑帶來(lái)極大的難度，難振搗，施工難度大，可采用免振自密實(shí)混凝土進(jìn)行澆筑。此混凝土配合比中摻加了大量硅粉，且石子粒徑均在10mm以下，和易性好，無(wú)需振搗。
2）普通混凝土施工：由于使用自密實(shí)（二聲）混凝土造價(jià)高，可采用普通混凝土進(jìn)行施工，但由于箍筋過(guò)密不易振搗。針對(duì)這一特點(diǎn)，可經(jīng)設(shè)計(jì)同意后，對(duì)箍筋形式進(jìn)行改造，即雙開(kāi)口箍相焊接成封閉箍，避免了箍筋彎后平直端的產(chǎn)生，使箍筋形成網(wǎng)格狀易振搗；振搗宜選擇Φ30mm振搗棒，方便振搗過(guò)程中的下插和上拔，避免被箍筋網(wǎng)卡住；同時(shí)，嚴(yán)格控制混凝土分層澆筑的厚度。
19—— 6 糾偏處理
勁性柱在焊接和澆筑完混凝土后，勢(shì)必存在著一定的偏差。如果偏差不大時(shí)，可采取鋼板錯(cuò)位焊接糾偏。具體做法為：在勁性柱吊裝時(shí)用不同厚度鋼片墊在上下耳板間，作為糾偏的依據(jù)，在型鋼柱臨時(shí)固定后取出鋼片進(jìn)行大面積焊接，每次糾偏不得大于3mm，大于3mm（剪掉了）應(yīng)分節(jié)多次糾偏。勁性鋼柱整體偏位較大時(shí)，應(yīng)在正確位置額外焊接鋼板，并于原勁性柱焊接連成整體進(jìn)行糾偏。
20—— 四、質(zhì)量控制
21—— 1、工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
本工法須執(zhí)行《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)收規(guī)范》GB50204-2002，《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ138-2001及《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205-2001。
2、質(zhì)量保證措施
2.1 從型鋼柱的制作加工、安裝方法及質(zhì)量要求，在每一工序施工前均由技術(shù)人員進(jìn)行詳細(xì)交底及現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，對(duì)于復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的處理先做樣板組織現(xiàn)場(chǎng)操作人員現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)，同時(shí)加強(qiáng)質(zhì)檢力量。將質(zhì)量檢查工作貫穿于施工全過(guò)程，并嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量獎(jiǎng)罰制度，使施工工序質(zhì)量達(dá)到內(nèi)控要求。
2.2 防止鋼骨、柱主筋偏位：在鋼骨安裝、柱主筋連接時(shí)要對(duì)鋼骨和連接好的柱筋進(jìn)行臨時(shí)固定（沒(méi)剪干凈），防止偏位或扭曲后無(wú)法套箍。對(duì)個(gè)別偏位的柱筋要在箍筋綁扎前進(jìn)行調(diào)較。
2.3 型鋼柱的安裝應(yīng)嚴(yán)格按圖紙規(guī)定的軸線(xiàn)方向和位置定位，受力和孔位應(yīng)正確；吊裝過(guò)程中應(yīng)使用經(jīng)緯儀嚴(yán)格校準(zhǔn)傾斜角度，并及時(shí)定位。
