勁性混凝土型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)預(yù)焊直螺紋套筒鋼筋連接施工工法

勁性混凝土型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)預(yù)焊直螺紋套筒鋼筋連接施工工法xx有限公司xxxx有限公司1前言建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了有效地減小大跨度梁的梁高，滿足內(nèi)部的高大空間及結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換需求，越來越多采用型鋼勁性混凝土組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。為了解決現(xiàn)澆框架梁柱主筋在型鋼梁柱部位無法貫通，或因貫通在翼緣板上開孔對(duì)型鋼梁柱強(qiáng)度造成影響的問題，xx有限公司和xxxx有限公司組織技術(shù)研究，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，總結(jié)出勁性混凝土型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)預(yù)制直螺紋套筒鋼筋連接施工工法。2工法特點(diǎn)本工法為型鋼混凝土框架的梁、柱縱向受力鋼筋，與型鋼結(jié)構(gòu)（工字形、箱形類的鋼梁柱）交接處的施工方法，在型鋼結(jié)構(gòu)上焊接或開孔設(shè)置梁、柱縱向鋼筋的傳統(tǒng)施工方法上，進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)：在梁、柱縱向鋼筋與型鋼結(jié)構(gòu)的交接處，采用對(duì)應(yīng)的鋼筋直螺紋套筒在工廠預(yù)先焊固，型鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場安裝后進(jìn)行鋼筋安裝施工。與傳統(tǒng)的施工方法相比具有以下特點(diǎn)：1安裝方便、快捷，降低了現(xiàn)場鋼筋焊接量或鋼筋穿孔安裝難度，提高了施工效率，有效保證鋼筋連接的施工質(zhì)量。2在型鋼結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)梁、柱的縱向受力鋼筋處，焊接直螺紋套筒對(duì)框架梁、柱的縱筋進(jìn)行同軸線連接，梁、柱鋼筋通過和套筒連接達(dá)到傳力貫通梁柱節(jié)點(diǎn)的目的。3型鋼結(jié)構(gòu)焊接直螺紋套筒處設(shè)置加勁鋼板，避免了型鋼結(jié)構(gòu)因穿筋開孔削弱結(jié)構(gòu)的問題，保證了結(jié)構(gòu)的剛度與穩(wěn)定性。3適用范圍適用于勁性混凝土組合結(jié)構(gòu)型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域鋼筋連接的施工。4工藝原理在梁、柱的縱向受力鋼筋與型鋼結(jié)構(gòu)連接位置處，利用鋼筋直螺紋套筒的可焊性與型鋼結(jié)構(gòu)焊接固定，并相應(yīng)增設(shè)加勁板加強(qiáng)型鋼結(jié)構(gòu)。型鋼結(jié)構(gòu)上的鋼筋直螺紋套筒、加勁板，按照深化后的施工圖在工廠定位安裝、焊接，確保焊接質(zhì)量和鋼筋直螺紋套筒的定位精度。按照深化后的施工圖對(duì)型鋼結(jié)構(gòu)的尺寸、安裝施工進(jìn)行精確控制，保證梁、柱的縱向受力鋼筋的順利安裝連接。5施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1工藝流程根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙深化鋼梁、柱圖紙→確定鋼材并材料進(jìn)場抽檢→型鋼梁柱的工廠加工→定位、焊接直螺紋套筒、加勁板→型鋼梁柱運(yùn)至現(xiàn)場→型鋼梁柱安裝→鋼筋連接→鋼筋綁扎→模板安裝→澆筑混凝土。5.2施工工藝型鋼梁柱的加工型鋼梁柱的加工流程：數(shù)控精密下料切割、零件下料鋼板矯平、拼板→組裝、焊接→矯正→加勁板的焊接→焊接鋼筋套筒由鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)公司及專業(yè)工程師根據(jù)土建施工圖要求及結(jié)合現(xiàn)場安裝條件對(duì)鋼梁、鋼柱進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。原材料經(jīng)現(xiàn)場抽樣送檢合格后使用，并對(duì)加工過程嚴(yán)格控制。鋼結(jié)構(gòu)由專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠家在工廠進(jìn)行分段加工制作，型鋼梁柱構(gòu)件尺寸誤差應(yīng)控制在2.0mm以內(nèi)，對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行100%探傷檢測（如圖）。型鋼梁柱上部直螺紋套筒在工廠進(jìn)行焊接。圖-1型鋼構(gòu)件在加工廠加工型鋼梁柱直螺紋套筒在工廠進(jìn)行焊接，鋼梁柱在工廠加工完成后運(yùn)至施工現(xiàn)場，并按順序擺放到位(如圖-2)。制作時(shí)注意嚴(yán)格控制直螺紋套筒的焊接定位。型鋼梁上部直螺紋套筒，角焊縫圍焊型鋼梁上部直螺紋套筒，角焊縫圍焊圖-2型鋼梁上部焊接的直螺紋套筒直螺紋套筒定位、焊接1梁柱型鋼構(gòu)件制作、校正后，應(yīng)按照深化設(shè)計(jì)圖劃設(shè)軸線、縱向鋼筋設(shè)計(jì)位置。為梁柱安裝用，梁軸線應(yīng)引至梁端的梁底處，柱軸線應(yīng)劃設(shè)縱橫軸線至兩端，經(jīng)檢查驗(yàn)收后進(jìn)行鋼筋套筒定位劃線；鋼筋套筒應(yīng)劃設(shè)中心（同鋼筋軸線）和外圓，套筒中心定位誤差應(yīng)≤1mm，經(jīng)檢查合格后先將將套筒與外圓線重合、定位后，進(jìn)行點(diǎn)焊固定，再次檢查套筒位置無誤后，對(duì)稱施焊。2直螺紋套筒與型鋼鋼板焊接為角焊縫圍焊，焊縫高度≥8mm且小于1.2倍的套筒壁厚，焊縫外觀等級(jí)為Ⅲ級(jí)，外觀質(zhì)量應(yīng)從焊縫高度、厚度、焊縫寬窄度等方面加以檢查控制，外觀檢查不允許出現(xiàn)表面氣孔、夾渣、裂縫等現(xiàn)象。型鋼柱施工型鋼柱分兩段施工，將端部有鋼柱的型鋼柱施工至設(shè)計(jì)鋼柱底標(biāo)高，中間型鋼柱的第一施工標(biāo)高為梁下非加密區(qū)范圍再加35d以下，并澆灌混凝土，以保證鋼柱、高支模支撐的穩(wěn)定性。型鋼梁柱的安裝操作要點(diǎn)1構(gòu)件進(jìn)場和分區(qū)（分節(jié)）卸貨,并檢查構(gòu)件出廠合格證、材料試驗(yàn)報(bào)告記錄、焊縫無損檢測報(bào)告記錄、焊接工藝評(píng)定、各類材料質(zhì)量證明等隨車資料，并檢查進(jìn)場構(gòu)件外觀。2鋼柱運(yùn)到現(xiàn)場，單件重量不大,可采用現(xiàn)場部設(shè)的塔吊進(jìn)行吊裝。3型鋼柱安裝采用全站儀（或經(jīng)緯儀）按照型鋼柱的設(shè)計(jì)將軸線（或輔助線）準(zhǔn)確投測到混凝土結(jié)構(gòu)樓面上，其誤差不得大于2mm，檢查驗(yàn)收后進(jìn)行型鋼柱安裝就位、平面和垂直度校正，使柱上劃設(shè)的軸線與地面平面軸線重合、垂直度≤2mm、并采用臨時(shí)拉撐等措施保持型鋼柱穩(wěn)定時(shí)，對(duì)型鋼柱點(diǎn)焊固定，再次檢查垂直度≤2mm后，進(jìn)行對(duì)稱焊接。4型鋼梁安裝安裝前應(yīng)將梁底模支設(shè)完畢,保證足夠的工作面,檢查柱頂軸線符合要求后、并在梁底模上定出鋼梁位置（當(dāng)梁底有通長鋼筋越過型鋼柱時(shí)，應(yīng)將其先布放到位）。根據(jù)鋼梁自重和現(xiàn)場安裝條件決定鋼梁拼裝情況,確定吊裝方案。若現(xiàn)場條件允許采用大型吊車一次性吊裝就位（若現(xiàn)場條件有限，需事先對(duì)鋼梁進(jìn)行設(shè)計(jì)分解，并保證接頭焊縫在受力較小處。本著先兩端后中間的原則進(jìn)行吊裝就位），按照柱上的軸線校正、安裝完成。圖-1型鋼梁安裝型鋼梁連接鋼筋與下部型鋼柱鋼筋連接1型鋼柱內(nèi)可焊型鋼梁下直螺紋套筒連接方法型鋼梁下套筒連接的鋼筋長度是決定型鋼柱在梁寬范圍內(nèi)柱主筋與型鋼連接的關(guān)鍵，需每根鋼筋一一現(xiàn)場量尺寸，并調(diào)整柱主筋的間距，以保證與梁下套筒的有效連接，也保證套筒與型鋼梁的焊接牢固(如圖-1)。2端部型鋼柱內(nèi)有型鋼柱時(shí)，采用鋼筋搭（焊）接法由于端部型鋼柱內(nèi)有型鋼柱，焊接人員無法在柱內(nèi)進(jìn)行型梁下套筒的焊接，在征求設(shè)計(jì)院同意后，采用先將梁下套筒與型鋼梁焊接，在吊裝鋼梁時(shí)將套筒連接鋼筋與柱主筋按搭接的方式下錨，其搭接下錨長度為38d×1.6，綁扎后并加焊三處5d(當(dāng)型鋼梁下套筒無法后焊時(shí)也可采用此方法)（如圖-2）。鋼梁安裝就位后,利用千斤頂、手拉葫蘆等工具進(jìn)行拼裝、矯正并固定。調(diào)整、校正鋼梁高度及平面位置后，將鋼梁接頭進(jìn)行現(xiàn)場焊接?，F(xiàn)場焊接后，對(duì)焊縫進(jìn)行100%探傷檢測，探傷合格后，將型鋼梁鋼筋綁扎到位。在此過程中通知監(jiān)理單位、建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位以及質(zhì)量監(jiān)督部門等進(jìn)行驗(yàn)收。在型鋼梁主筋完全固定后，在梁上精確放出上部框架柱位置線，并復(fù)核型鋼梁上部套筒位置，確認(rèn)無誤后進(jìn)行上部框架柱插筋的施工（如圖5.2.8）。在型鋼梁、型鋼柱及梁、板鋼筋綁扎、模板支設(shè)完畢后，進(jìn)行轉(zhuǎn)換層混凝土的澆筑，澆筑混凝土前對(duì)轉(zhuǎn)換層高支模支撐進(jìn)行認(rèn)真檢查驗(yàn)收，并加強(qiáng)型鋼梁混凝土澆筑過程中的振搗，確保型鋼梁轉(zhuǎn)換層施工的成功。圖-1型鋼柱內(nèi)可焊型鋼梁下套筒做法示意圖（一）圖-2端部型鋼柱和型鋼柱內(nèi)無法焊接型鋼梁下套筒做法示意圖（二）圖型鋼梁(柱)上直螺紋套筒連接上部柱主筋6材料與設(shè)備6.1主要材料型鋼梁、柱構(gòu)件制作所采用的鋼材、焊接材料、連接材料應(yīng)有質(zhì)量證明書，并應(yīng)符合設(shè)計(jì)及國家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時(shí)應(yīng)按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。型鋼梁、柱應(yīng)具有出廠合格證，并附有相關(guān)技術(shù)文件。直螺紋套筒必須滿足《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程》JGJ107要求，型式檢驗(yàn)報(bào)告必須合格，具有出廠合格證，并附有相關(guān)技術(shù)文件。焊接材料、螺栓等連接材料應(yīng)具有質(zhì)量保證書，并符合設(shè)計(jì)要求及有關(guān)國家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。6.2機(jī)械設(shè)備表6.2主要施工機(jī)具設(shè)備表序號(hào)名稱數(shù)量設(shè)備技術(shù)參數(shù)1多頭直條切割機(jī)GGZ-400001臺(tái)9+1把割槍；44米寬*28米長2H型鋼組立機(jī)Z2001臺(tái)H2000;構(gòu)件件長15米3T型懸臂自動(dòng)埋弧焊焊機(jī)TMZ-22X15套美國林肯牌；軌道道50米長4H型鋼翼緣液壓矯正正機(jī)YTJ-660B1臺(tái)60型；翼板60mmm，Q345BB5三維數(shù)控鉆床1臺(tái)1250*6000；∮12～406BS1250型雙雙立柱轉(zhuǎn)角帶帶鋸床1臺(tái)1250*60007數(shù)控鋸床1臺(tái)750*5008搖臂鉆床Z30550*16//I1臺(tái)∮509磁力鉆2臺(tái)∮5010半自動(dòng)切割機(jī)4臺(tái)11直流電焊機(jī)（5000A）8臺(tái)12CO2焊機(jī)（5000A）16臺(tái)13（半自動(dòng)）埋弧焊焊機(jī)4臺(tái)1000VA14栓釘焊機(jī)1臺(tái)15超聲波探傷儀2臺(tái)ECHOPE222016數(shù)字溫度儀1臺(tái)RKCDP-500017膜測厚儀2臺(tái)345FB-MKKⅡ18數(shù)字鉗形電流表2臺(tái)200319溫濕度儀3臺(tái)WHM5溫110～40℃，濕0～100%20焊縫檢驗(yàn)尺9臺(tái)SK21磁粉探傷儀3臺(tái)DA-400S22全站儀1臺(tái)23水準(zhǔn)儀1臺(tái)S424游標(biāo)卡尺40～150mm25鋼卷尺250m7質(zhì)量控制7.1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，《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204，《鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》JGJ107，《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ138及《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205。7.2質(zhì)量保證措施本工法的質(zhì)量控制事項(xiàng):1確保對(duì)型鋼梁柱尺寸的精確控制：型鋼梁柱尺寸的控制確保型鋼梁柱之間的有效焊接，保證型鋼梁柱上套筒位置的準(zhǔn)確，在鋼柱吊裝后進(jìn)行對(duì)軸線、標(biāo)高、柱間距離校正控制。2套筒軸線位置的精確控制，確保框架梁柱縱筋位置的準(zhǔn)確。3型鋼梁柱之間的連接鋼筋長度的精確下料、加工及安裝。4在現(xiàn)場施工前，應(yīng)對(duì)直螺紋套與型鋼鋼板角焊、直螺紋套筒鋼筋接頭按規(guī)范要求進(jìn)行焊接、鋼筋連接的型式檢驗(yàn)和工藝檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行現(xiàn)場施工，并按規(guī)范要求進(jìn)行現(xiàn)場抽檢。8安全措施8.1施工中應(yīng)嚴(yán)格按《建筑施工高空作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》等國家、地方相關(guān)的安全操作規(guī)定進(jìn)行操作。貫徹執(zhí)行“安全第一、預(yù)防為主”的方針。8.2必須按國家規(guī)定的法規(guī)條例，對(duì)各類操作人員進(jìn)行安全學(xué)習(xí)和安全教育,特殊工種必須持證上崗。進(jìn)入施工現(xiàn)場的所有人員，均應(yīng)穿戴好勞動(dòng)防護(hù)用品，并應(yīng)注意觀察和檢查周圍的環(huán)境。8.3操作者必須嚴(yán)格遵守各崗位的操作規(guī)程，以免損及自身和傷害他人，對(duì)危險(xiǎn)源應(yīng)做出相應(yīng)的標(biāo)志、信號(hào)、警戒等，以免現(xiàn)場人員遭受損害。8.4加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備安全管理，防止機(jī)械帶病運(yùn)轉(zhuǎn)。各種電動(dòng)工具要定期檢查、維修，防止漏電事故。施工現(xiàn)場的施工用電，應(yīng)按施工用電方案進(jìn)行統(tǒng)一布置，消除亂拖亂拉現(xiàn)象。現(xiàn)場供電采用“三相五線制”，并裝好觸電保安器，用電設(shè)備應(yīng)按有關(guān)規(guī)定實(shí)行一機(jī)一閘一漏電保護(hù)，并有安全可靠的接地。8.5加強(qiáng)現(xiàn)場施焊人員防火安全教育，提高防火安全意識(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行動(dòng)火證制度，操作現(xiàn)場配備滅火器等消防器材，并應(yīng)有專人看火，在模板上作業(yè)時(shí)，增加鋼板阻燃設(shè)施。8.6不得隨意拆除腳手架等臨時(shí)作業(yè)設(shè)施，不得已必須拆除腳手架或搭板時(shí)，需得到安全人員的允許，作業(yè)結(jié)束務(wù)必復(fù)原上述裝置。8.7起吊構(gòu)件的移動(dòng)和翻身，只聽從一人指揮，不得兩人并列指揮或多人參與指揮。起重構(gòu)件移動(dòng)時(shí)，不得有人在本區(qū)域投影范圍內(nèi)滯留、停立和通過。8.8在鋼梁吊裝至施工作業(yè)面進(jìn)行梁下套筒施焊及鋼筋連接時(shí)，應(yīng)盡可將高度降至最低，并根據(jù)鋼梁的最低高度在梁下用型鋼制作并安裝設(shè)多個(gè)支撐平臺(tái)（支撐平臺(tái)確保承受型鋼梁自重）平臺(tái)上安裝千斤頂支撐設(shè)備，并等型鋼梁擱置平臺(tái)上時(shí)，操作人員方可進(jìn)行鋼梁下作業(yè)。作業(yè)時(shí)，吊裝鋼絲繩不允許解除，以分解鋼梁自重，起到雙保險(xiǎn)效果。9環(huán)保措施9.1成立對(duì)應(yīng)的施工環(huán)境衛(wèi)生管理機(jī)構(gòu)，在工程施工過程中嚴(yán)格遵守國家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章，遵照國家或行業(yè)的各工種勞動(dòng)保護(hù)條例規(guī)定實(shí)施環(huán)境保護(hù)。9.2將施工場地和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許的范圍內(nèi)，合理布置、規(guī)范圍擋，做到標(biāo)牌清楚、齊全，各種標(biāo)識(shí)醒目，施工場地整潔文明。9.3噪聲應(yīng)滿足環(huán)保要求，必須限制在95dB以下，對(duì)于某些機(jī)械的噪聲無法根治和消除時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)控制并采取相應(yīng)的個(gè)人防護(hù)，以免給操作者帶來職業(yè)性疾病。9.4嚴(yán)格控制粉塵在10mg/m3衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，操作時(shí)應(yīng)佩戴有良好和完美的勞動(dòng)防護(hù)用品以保護(hù)。9.5當(dāng)進(jìn)行射線檢查時(shí)，應(yīng)在檢測區(qū)域內(nèi)劃定隔離防范警戒線，并遠(yuǎn)距離控制操作。9.6合理安排作業(yè)時(shí)間，盡量減少夜間作業(yè)，以減少施工時(shí)機(jī)具噪色污染，避免影響施工現(xiàn)場內(nèi)或附近居民的休息。9.7完成每項(xiàng)工序后，應(yīng)及時(shí)清理施工后滯留的垃圾，保證施工現(xiàn)場的清潔。10效益分析10.1解決了型鋼勁性混凝土組合結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆框架梁柱主筋在型鋼柱梁部位無法貫通的問題。10.2此法具有安裝方便、快捷，降低了現(xiàn)場鋼筋焊接量，提高了施工效率，在保證施工質(zhì)量的同時(shí)，加快了施工進(jìn)度，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。本工法有效地保證了工程質(zhì)量和施工安全、快速，節(jié)約成本，節(jié)省資源，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分明顯。隨著越來越多的勁性混凝土組合結(jié)構(gòu)的項(xiàng)目產(chǎn)生，此類型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)部位施工的問題會(huì)越來越普遍，其推廣前景良好。11應(yīng)用實(shí)例實(shí)例一：深圳市濱海醫(yī)院施工總承包工程Ι標(biāo)段深圳市濱海醫(yī)院位于深圳市南山區(qū)濱海大道與僑城東路交匯處，深圳灣填海區(qū)16號(hào)地塊，是深圳目前標(biāo)準(zhǔn)最高、醫(yī)療功能和學(xué)科最全、規(guī)模最大綜合性醫(yī)院，也是目前國內(nèi)少有一次建設(shè)的現(xiàn)代化大型生態(tài)醫(yī)院建筑，將滿足深圳、港澳及周邊地區(qū)的醫(yī)療需求。深圳濱海醫(yī)院工程Ⅰ標(biāo)段-門診醫(yī)技樓，是濱海醫(yī)院工程的核心部分。門診醫(yī)技樓總建筑面積13.98萬平方米，地下室二層，地上建筑為四層。該工程地下室二層至屋面采用了勁性柱、梁結(jié)構(gòu)?？拐鹪O(shè)防烈度為7度。工程于2009年4月開工，2012年6月竣工。該工程已于2010年被評(píng)為“廣東省安全生產(chǎn)文明施工優(yōu)良樣板工地”，其中2011年8月被評(píng)為“二○一一年度上半年深圳市優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)工程獎(jiǎng)”，并被授予2010年度深圳市建筑業(yè)新技術(shù)應(yīng)用示范工程稱號(hào)，榮獲2009年度“AAA級(jí)安全文明標(biāo)準(zhǔn)化誠信工地”，深圳市綠色施工示范工地。圖11-1深圳市濱海醫(yī)院實(shí)例二：前海灣地鐵前海灣車輛段上蓋物業(yè)（一期）保障性住房深圳前海灣地鐵前海灣車輛段上蓋物業(yè)（一期）保障性住房主體1標(biāo)段總建筑面積25萬m2，由1～8#樓組成，其中在1#、8#樓A、B塔樓之間連接體C組成，其余為獨(dú)立塔樓、板樓。連