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卷管
焊接
现场测量
开孔
安装
穿梁纵向钢筋
柱、梁钢筋安装
模板安装
芯柱内浇注砼
整体浇注砼
五、操作要点
1、测量放线、标高控制
根据已建立的工程测量控制网,利用激光经纬仪、水准仪精确的把控制线、轴线及标高测放到楼层结构内,并逐个放出每根柱的具体位置线和检查线。
轴线测放误差应控制在2mm以内,节点放样误差控制在3mm以内,标高测放误差控制在±
3mm。
2、绘制钢管芯柱穿孔图
钢管芯柱穿孔图用计算机CAD绘图软件绘制,根据设计图纸将钢管芯柱与梁之间的关系进行平面定位,对与芯柱相关的梁钢筋全部进行剖面示意,在剖面示意图上标注梁标高、宽度尺寸,将每根梁的纵向钢筋按照常规施工方法进行放样定位排序,标识全部钢筋的直径、钢筋与钢筋之间的距离、保护层厚度、箍筋位置与肢数,计算出最终开孔位置(高度方向、水平方向)和大小(开孔直径在钢筋直径基础上加5mm),标示在钢管芯柱穿孔图上,同时明确各孔之间的相互关系。
钢管芯柱穿孔图经审核后提交加工厂加工。
D=d+10mmd为梁纵筋直径
3、钢管柱制作
(1)钢管柱板材的配料:
在卷扳机前平台上按钢管柱圆周长配料,如钢管柱外径为1000mm,钢板下料长度为3073mm,用半自动切割机切割成长方形,长度尺寸自始至终要求准确,两对角线尺寸一致,这样可以确保卷出的钢管柱尺寸及垂直度误差在规范允许范围内,并按要求开坡口,用磨光机修整平直。
钢板修边切割时采用两台半自动切割机两边同时切割修边,避免因切割产生变形,一台切割直边,另一台切割坡口,两台切割机同步进行。
(2)钢板的卷制:
将拼对后的钢板送入卷扳机中卷成所需外径的圆筒,先试卷找弧度,待弧度符合要求后一次卷成,合口应在卷扳机辊轴上进行,合口要求预留1~2mm间隙且板边应对齐,偏差不得超过2mm,接口处采用双面自动焊焊接,先焊里面焊缝,然后利用卷扳机将对口缝卷到上面,进行反面清根后焊接,合口焊缝焊接完毕后必须将焊缝在卷扳机中反复卷制3~5次后,待焊缝区弧度达到要求后出胎。
(3)钢管柱节段对接
选择宽度为2m的钢板,每次卷制成的节段为2m长,以减少节段数量即对接焊缝的焊接工作量,根据现场安装需要,在工厂进行节段对接,组成一定长度的安装段长。
因穿筋孔的位置不同,每个对接而成的安装段必须按照图纸进行编号,避免安装时用错。
节段对接时竖缝间距错位要大于300mm。
(4)穿筋孔切割
因穿筋孔为相贯线,卷制前不能在钢板上钻孔成形,而卷制成圆管后,无法直接在钢管上钻孔,故采用仿型切割机切割成孔。
切割的方法为垂直投影法,首先仿型切割机放置在钢管柱(平躺)的水平上方,根据穿筋孔的位置和角度,调整仿型切割机的位置,须保证切割的方向与图纸开孔方向一致。
一个投影面的穿筋孔切割完成后,利用转胎转动钢管柱,同样的方法切割另一个投影面的钢筋孔。
4、钢管柱安装:
(1)安装分段
现场安装根据工地起重设备性能和浇灌混凝土的要求进行安装分段,最上部一段作为调整段。
高层和超高层建筑工程利用塔吊进行安装。
(2)安装对接:
●第一节钢管柱安装:
复核钢管柱埋件的轴线和标高,根据埋件标高误差调整钢管柱在制作场地穿筋孔的位置。
●钢管柱对接:
用塔吊吊起下一个安装节段,与下部的钢管柱进行对接,安装节段坡口朝下,利用T型卡进行预先找圆,局部加卡板,全部找正后进行点焊固定。
对接时根据穿筋孔的标高进行对接间隙的调整。
●钢管柱对接焊缝外侧加设码板加固。
●上下组对节段之间用临时连接板进行螺栓连接固定。
●钢管柱对接完成后进行穿钢筋。
●钢管柱对接完毕经检查无误后,进行筒节环口施焊,焊口清根和基层处理均使用砂轮磨光机和碳弧气刨,焊接时采用多名焊工分段对称焊接。
●由于吊点受力不均匀及钢管柱变形可能导致错口,用千斤顶进行局部校正然后点焊固定。
为克服由于应力集中而导致焊缝局部出现大面积凸起,在焊接前预先加焊码板以防止变形。
5、钢管芯柱内微膨胀混凝土浇筑
微膨胀混凝土采用混凝土厂商供应的商品混凝土,内掺6-8%膨胀剂,芯柱内混凝土浇筑利用现场起重设备运到芯柱内,从上至下浇筑,根据层高选用不同的振动棒振捣密实。
芯柱内混凝土浇筑高度控制在梁底200mm左右。
混凝土浇筑后,钢管内处于相当稳定的湿度条件,水分不易蒸发,仅需在钢管内混凝土表面蓄5-10cm水养护即可。
6、梁钢筋安装
梁纵向钢筋严格根据已编制的下料单加工,对每根梁纵向钢筋位置、编号、方向进行标识,纵向钢筋连接全部采用直螺纹连接,以方便钢筋穿孔安装。
根据已绘制的钢管芯柱穿孔图,先进行主跨方向梁筋安装(即一端支座为核心筒墙体的框架梁),再进行边框梁筋安装。
梁箍筋大小控制非常重要,箍筋下料尺寸也需根据已绘制的钢管芯柱穿孔图配置,其加工控制误差应在+10mm以内,宽度方向加工尺寸不应偏小。
7、柱模板安装
外柱模板采用18厚普通木模板,因柱中有钢管芯柱,其模板定位、加固难度较大。
施工中模板的定位、加固采用φ12对拉螺杆,只是一端需加工成12cm长弯拐,与钢管进行焊接连接,另一端车丝,车丝长度一般控制在8cm左右,留出部分调节空间,用双螺母固定。
对拉螺杆需先根据图纸尺寸加工提交下料单,并进行精确下料加工。
六、机械设备
机具名称
规格
数量
额定功率KW
备注
行车
10t/18m
2
25
平台制作
逆变焊机
ARC500
20
8
安装焊接
自动焊机
26
制作焊接
卷扳机
50×
3500
1
30
钢管柱卷制
仿形切割机
成孔
半自动切割机
CG1-30
50~100mm
下料
地泵
浇注砼
塔吊
F0/23B
磨光机
10
6
外观处理
经纬仪
测量
水平仪
七、劳动力组织
序号
制作工程
安装工程
管理人员
工种
人数
铆工
4
经理
电焊工
16
副经理
3
气割工
总工
起重工
技术员
5
电工
工长
机械工
质检员
7
普工
钢筋工
50
安全员
混凝土工
材料员
9
后勤
合计
32
105
八、质量标准及控制要点
本工法遵守但不局限于下列规范、标准的要求:
《钢结构设计规范》GB50017-2002
《钢结构施工及验收规范》GB50205-2001
《建筑工施工质量验收统一标准》GB50300-2001
《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-2002
《钢结构制作工艺规程》DBJ08-216-95
另外,还要满足以下具体误差要求:
(1)气割后零件的允许偏差如下
项目
宽度、长度允许偏差(mm)
手工切割
±
1.5
自动、半自动切割
1.0
精密切割
±
0.5
(2)坡口加工的允许偏差
项目
允许偏差(mm)
坡口角度
±
4°
钝边
坡口间隙
2.0
(3)切割后的穿筋孔与钢筋的间隙小于5mm。
(4)钢管芯柱安装位置:
芯柱穿孔位置:
高度方向±
水平方向±
芯柱穿孔大小:
+2,-1
梁箍筋大小:
+10
(5)钢管筒体质量满足以下要求
序号
质量要求名称
验收标准(mm)
备注
筒体自由失圆度
≤30
局部垂直度
<1.5
1m尺检
弧度差
2m尺检
筒口平直度
纵、横板缝相对不平整高差
δ/10<2
两板间隙
纵缝错口
>300
工作刻痕深度
<0.5
九、安全措施
(1)起重索具承重结构严格按照规范选用,有足够的安全可靠性,并定期定班检查。
(2)起重索具妥善保管,起重跑绳靠近焊工时,加设防护罩,焊把线不得破损,焊钳加设半园形防击胶皮。
(3)钢管柱吊装操作平台有足够的平台铺板,并加固绑牢,加挂安全绳固定于工作面上方。
(4)高空作业防止实物坠落,散件物品必须设置容器存放,严禁高空掷物。
(5)进入现场施工人员必须佩带相应的个人防护用品,严格使用个人“三宝”,高空作业人员必须穿防滑鞋,安全带高挂低用且应挂在牢固的构件上。
(6)施工人员必须严格遵守和执行安装方案及安全技术交底,按《建筑工人安全技术操作规程》作业,除此外,个人要加强安全知识学习,班组定期召开安全例会。
十、效益分析
钢管芯柱的使用大大减少了结构柱的截面,降低了工程成本。
随着应用和推广,本施工工法可较好的保证工程施工质量、安全,加快施工工期,有显著的社会效益和较高的施工指导作用。
如金中环商务大厦工程应用本工法进行施工后,设计有钢管芯柱的标准层结构施工基本保持在5
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