混凝土梁鋼筋與型鋼柱組合連接技術(shù)

1、逆施混凝土梁鋼筋與正施型鋼柱組合連接技術(shù)【摘要】xxxxx廣場工程逆施結(jié)構(gòu)與正施型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中采用了“逆施混凝土梁鋼筋與正施型鋼柱組合連接技術(shù)”，解決了窄間隙下逆施混凝土梁筋與正施型鋼柱連接鋼筋不同心、鋼筋無伸縮的連接難題，為正逆施粗直徑鋼筋連接、特別是正施結(jié)構(gòu)采用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)鋼筋連接技術(shù)作出了成功的探索?！娟P(guān)鍵詞】可焊接套筒 熔槽幫條焊 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu) 鋼筋連接 正逆施前言：隨著施工技術(shù)的發(fā)展，高層建筑越來越多,鑒于逆作法施工在工程周期方面的優(yōu)勢、型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)在抗震、防火及造價方面的優(yōu)勢，逆作法施工工藝及型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)在高層、超高層建筑中應(yīng)用越來越多。而高層、超高層

2、結(jié)構(gòu)中混凝土梁配筋量大、鋼筋排數(shù)多、鋼筋間距較小，加之結(jié)構(gòu)體系抗震等級高，鋼結(jié)構(gòu)體系不允許開洞，且正逆施連接部位空間較小，如何實現(xiàn)逆施混凝土梁鋼筋與正施型鋼柱的合理連接，成為此類工程施工的難點。 1工程概況圖1 逆施混凝土與正施型鋼柱對接平面圖xxxx廣場工程包含1棟辦公樓，3棟公寓樓及商業(yè)裙樓，設(shè)有4層地下室。1棟辦公樓及3棟公寓樓為超高層建筑，辦公樓共53層，總高度258m；A、B、C三棟公寓分別為57層、53層、49層，總高度分別為191m、179m 、168m。工程抗震設(shè)防烈度為7度，主體結(jié)構(gòu)抗震等級為特一級或一級。本工程地下結(jié)構(gòu)采用敞開式逆作法施工工藝，逆施結(jié)構(gòu)與正施結(jié)構(gòu)型鋼柱間距最

3、小為600mm如圖1所示。由于抗震等級高，與型鋼柱連接的逆施混凝土梁鋼筋直徑大（最大達(dá)32）、排數(shù)多（大部分為3排），為保證結(jié)構(gòu)的整體性，設(shè)計禁止在型鋼柱上開洞，要求梁鋼筋與型鋼柱連接采用機(jī)械連接方式直接連接。2施工技術(shù)難點逆作法施工中，正施結(jié)構(gòu)與逆施結(jié)構(gòu)的鋼筋連接一直是逆作法施工的難點之一，特別是在超高層建筑逆作法施工中，正施結(jié)構(gòu)柱若為鋼柱或型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)柱，因操作空間受到限制，逆施混凝土梁鋼筋與正施型鋼柱連接更加困難。傳統(tǒng)的逆施混凝土梁鋼筋與正施型鋼柱連接，一般選用型鋼柱上焊鋼牛腿/型鋼柱上開孔/可焊接套筒+直螺紋套筒/搭接焊（幫條焊）組合連接方式，但以上連接方式存在如下弊端：（1）逆

4、施梁預(yù)留鋼筋與正施型鋼柱連接時，預(yù)留鋼筋與型鋼柱均已定位，采用普通直螺紋套筒連接需要鋼筋轉(zhuǎn)動伸縮，但此部位鋼筋為定尺連接，不能伸縮，普通直螺紋套筒根本無法連接。（2）本工程梁鋼筋排數(shù)多，焊接鋼牛腿方式無法解決第二、第三排梁鋼筋與型鋼柱連接的問題。（3）當(dāng)梁配筋比較密集時，型鋼柱上開孔會較大面積的削弱型鋼柱翼緣板/腹板，甚至將翼緣板/腹板上下截斷，嚴(yán)重破壞型鋼柱結(jié)構(gòu)，危及結(jié)構(gòu)安全。（4）對于超大超深基坑，逆施期時間一般較長，預(yù)留鋼筋絲頭保護(hù)困難，到了正施期預(yù)留鋼筋絲頭可能被破壞，無法保證直螺紋套筒連接質(zhì)量。（5）當(dāng)逆施結(jié)構(gòu)邊至正施型鋼混凝土柱邊空間較小，若梁鋼筋接頭一部分位于結(jié)構(gòu)柱內(nèi)，搭接焊或幫

5、條焊鋼筋擠占結(jié)構(gòu)柱鋼筋位置，結(jié)構(gòu)柱鋼筋無法綁扎；當(dāng)結(jié)構(gòu)梁鋼筋直徑大、排數(shù)多、單排鋼筋之間間距小時，焊接質(zhì)量難以保證，焊接后鋼筋間距過小而影響混凝土澆筑質(zhì)量。如此，如何合理有效的進(jìn)行窄間隙下逆施混凝土梁鋼筋與正施型鋼柱連接成為正逆施型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的難點。3 逆施混凝土梁鋼筋與正施型鋼柱組合連接技術(shù)為保證正逆施交接部位鋼筋連接的質(zhì)量，我們通過研究提出了逆施混凝土梁預(yù)留鋼筋與正施型鋼柱連接，采用“熔槽幫條焊可焊接套筒” 組合鋼筋連接技術(shù)，解決了逆施混凝土梁鋼筋與正施型鋼柱連接困難的問題。3.1施工原理圖3后澆帶位置“熔槽幫條焊+可焊接套筒”連接效果圖2熔槽幫條焊+可焊接套筒連接示意圖本施工工藝為

6、：在鋼結(jié)構(gòu)加工場內(nèi)將可焊接套筒與型鋼柱焊接成型，現(xiàn)場將型鋼柱安裝就位并校正好后，現(xiàn)場定尺加工一批一端帶絲頭鋼筋，然后將鋼筋與可焊接套筒連接，另一端與逆施期間預(yù)留鋼筋采用熔槽幫條焊焊接工藝連接成整體，如圖2所示。為確保鋼筋連接質(zhì)量，熔槽幫條焊在工程中實際應(yīng)用前編制了專項施工方案，并進(jìn)行了工藝試件檢驗，經(jīng)試驗室工藝檢驗試驗證明，熔槽幫條焊焊接接頭強(qiáng)度鋼筋母材抗拉強(qiáng)度。3.2施工流程3.2.1可焊接套筒焊接施工流程檢測進(jìn)場套筒質(zhì)量 將與可焊接套筒同型號的短鋼筋頭擰入套筒中 將可焊接套筒與型鋼點焊連接 沿可焊接套筒倒角進(jìn)行施焊一周至規(guī)定焊縫要求 對焊縫進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查 進(jìn)行下一個套筒的焊接 同一梁截面

7、最后一套筒焊接完畢 清理作業(yè)面垃圾 將短鋼筋頭擰出 用紙封堵套筒 其他梁截面鋼筋套筒焊接 型鋼拋丸3.2.2逆施混凝土梁鋼筋與正施型鋼柱連接工藝流程型鋼柱安裝就位、現(xiàn)場加工正施梁筋（一端直螺紋絲頭、一頭無齒鋸切平） 正施梁筋與型鋼柱可焊接套筒連接 正施梁筋與逆施梁筋采用熔槽幫條焊焊接工藝對接 結(jié)構(gòu)梁剩余工序施工3.3施工工藝3.3.1可焊接套筒焊接施工工藝型鋼構(gòu)件在鋼結(jié)構(gòu)加工廠焊接完畢，拋丸前進(jìn)行可焊接套筒的焊接施工工作。為保證可焊接套筒焊接后能夠滿足土建鋼筋連接需要，可焊接套筒施工過程中應(yīng)按以下要求進(jìn)行：1）對進(jìn)場套筒進(jìn)行逐個檢驗，對質(zhì)量不合格的套筒作退場處理，嚴(yán)禁使用在工程之上。2）為防止

8、可焊接套筒焊接時造成套筒的變形及焊接中造成的焊渣進(jìn)入套筒中，在套筒焊接前將與可焊接套筒相匹配的鋼筋短頭與可焊接套筒連接（從非焊接一端擰入套筒）。3）將可焊接套筒有大倒角的一端面對型鋼點焊，焊接時應(yīng)對稱焊接2點，并應(yīng)保證套筒和型鋼之間的間隙控制在2mm。4）沿可焊接套筒倒角進(jìn)行施焊一周至規(guī)定焊縫要求：焊縫不得有氣孔、夾渣、裂紋、弧坑、焊瘤等，發(fā)現(xiàn)有缺陷時應(yīng)及時補(bǔ)焊；焊縫外形應(yīng)均勻、飽滿、過渡平滑，在焊縫任意25mm長度范圍內(nèi)，焊縫表面高低差值不得大于2mm；焊腳尺寸應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定，其偏差為03mm。5）待同一梁截面可焊接套筒焊接完畢后，方可將鋼筋短頭擰出，然后用紙將套筒進(jìn)行封堵，以防止在拋丸施工

9、及其他工作中將套筒污染。6）將型鋼構(gòu)件上的套筒全部焊接完畢后，方可進(jìn)行型鋼構(gòu)件拋丸施工。7）質(zhì)量檢查：焊直螺紋套筒與型鋼柱之間保證焊縫的高度即可保證焊接連接強(qiáng)度，焊縫高度由生產(chǎn)廠家通過試驗確定，焊縫等級為三級，施工時可根據(jù)GB/T50205鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范中三級焊縫的驗收方法進(jìn)行驗收，外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及尺寸允許偏差應(yīng)滿足GB/T50205中三級焊縫的相關(guān)規(guī)定。3.3.2鋼筋加工鋼筋兩端面平頭 剝肋滾壓螺紋 絲頭質(zhì)量檢查 帶帽保護(hù) 絲頭質(zhì)量抽檢 存放待用鋼筋端面平頭：平頭的目的是讓鋼筋端面與母材軸線方向垂直，同時將鋼筋頭部彎曲的部分切掉，宜采用砂輪切割機(jī)或其它專用切斷設(shè)備，嚴(yán)禁氣割。剝肋滾

10、壓螺紋：使用鋼筋剝肋滾壓直螺紋機(jī)將待連接鋼筋的端頭加工成螺紋。鋼筋絲頭加工長度應(yīng)為一倍可焊接套筒長度，公差為+1P（P為1個螺紋絲扣）。絲頭質(zhì)量檢查：操作者對加工的絲頭按規(guī)范進(jìn)行的質(zhì)量檢查。帶保護(hù)帽：用專用的鋼筋絲頭保護(hù)帽將鋼筋絲頭進(jìn)行保護(hù)，防止螺紋被磕碰或被污物污染。絲頭質(zhì)量抽檢：對自檢合格的絲頭按規(guī)范進(jìn)行的抽樣檢驗。存放待用：按規(guī)格型號及類型進(jìn)行分類碼放。3.3.3鋼筋與型鋼柱上的套筒連接逆施鋼筋與型鋼柱連接如圖4所示：圖4逆施鋼筋與型鋼柱連接示意圖1）將正施梁筋旋入型鋼柱上可焊接套筒并擰緊，擰緊力矩應(yīng)滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)滾壓直螺紋鋼筋連接接頭JGJ163-2004的規(guī)定；2）擰緊后正施梁筋與原預(yù)

11、留鋼筋間距應(yīng)控制在10mm20mm之間，若不合格則需更換鋼筋；3.3.4熔槽幫條焊焊接工藝1）材料準(zhǔn)備（1）焊條：E5516；（2）角鋼：25及以下直徑鋼筋用規(guī)格為L40×4；32及以上直徑鋼筋用規(guī)格為L50×5，角鋼長度為100mm。牌號均為Q235。2）連接形式正施梁筋與逆施梁筋連接端頭均用無齒鋸切平，兩鋼筋端頭間隙控制在10mm20mm之間，結(jié)構(gòu)下墊設(shè)角鋼（角鋼中心兩鋼筋間隙中心重合），從接縫處墊板引弧后連續(xù)施焊，并應(yīng)使鋼筋端部熔合，焊接過程中應(yīng)停焊清渣一次，鋼筋與角鋼墊板之間，應(yīng)加焊側(cè)面焊縫3層，但焊縫高度不得大于3mm。如圖5所示：圖5熔槽幫條焊鋼筋連接示意圖圖6

12、熔槽幫條焊上視圖圖7熔槽幫條焊側(cè)視圖3）外觀驗收標(biāo)準(zhǔn)（1）焊縫表面應(yīng)平整，不得有凹陷或焊熘；（2）焊接接頭區(qū)域不得有肉眼可見裂紋；（3）咬邊深度、氣孔、夾渣等缺陷允許值及接頭尺寸偏差應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定；表1焊接缺陷及接頭尺寸允許偏差接頭彎折角（度）接頭處鋼筋軸線偏移（mm）橫向咬邊深度（mm）在全部焊縫變面上的氣孔及夾渣數(shù)量（個）面積（mm2）3°0.1d-0.526（4）接頭焊縫余高不得大于3mm。4、實施效果實踐證明，和黃地鐵廣場工程中逆施梁鋼筋“熔槽幫條焊+可焊接套筒”組合連接技術(shù)是成功的，收到了良好的效果：在設(shè)計上鋼筋與型鋼構(gòu)件采用可焊接連接器連接，解決了傳統(tǒng)連接板連接方式中鋼筋不能軸心受力的不利因素，同時也解決了多排鋼筋與型鋼構(gòu)件不能連接的施工難題；在施工上，逆施梁預(yù)留鋼筋與正施型鋼柱連接時，預(yù)留鋼筋與型鋼柱均已定位，此部位鋼筋為定尺連接，不能伸縮，采用逆施混凝土梁鋼筋與正施型鋼柱組合連接技術(shù)解決了普通直螺紋套筒根本無法連接的問題，接頭質(zhì)量能夠達(dá)到