屋面钢桁架结构支撑柱墩施工技术总结.docx
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屋面钢桁架结构支撑柱墩施工技术总结.docx
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屋面钢桁架结构支撑柱墩施工技术总结
一、技术概况
1.1总体思路
屋面钢管桁架结构支撑柱墩施工是承上启下的关键点,该项成果的总结从柱墩的定位开始逐项关键点加以阐述,重点做好抗剪键坑的设置和剪力键坑的二次灌浆,最终钢结构抗剪键与混凝土结构形成一体,实现屋面钢管桁架结构侧向剪力的有效传递。
1.2技术方案
1、屋面钢管桁架结构支撑柱墩定位测量方案;
2、屋面钢管桁架结构支撑柱墩抗剪键坑的设置方案;
3、屋面钢管桁架结构支撑柱墩临时型钢支撑方案;
4、屋面钢管桁架结构支撑柱墩混凝土浇筑方案;
5、屋面钢管桁架结构支撑柱墩抗剪键安装方案;
6、屋面钢管桁架结构支撑柱墩(以下简称柱墩)剪力键坑二次灌浆方案;
1.3关键技术
1、椭圆形屋面钢管桁架结构支撑柱墩定位放线技术;
2、钢结构柱墩抗剪键坑的预留设置;
3、钢结构柱墩采用型钢临时支撑施工技术;
4、钢结构柱墩二次灌浆施工控制技术。
二、施工总体策划:
2.1施工流程
2.2施工区域划分
1、根据屋盖钢管桁架结构设计情况,结合工程施工总体部署,先进行E座钢结构柱墩的施工,之后再进行F座钢结构柱墩施工。
其他区座根据土建施工情况而定,目前暂未施工。
E座、F座图示见图2.1。
2、根据土建施工进度计划,先E座后F座的施工顺序,所以在柱墩施工中,也是遵照先E座后F座的顺序进行。
在两个区座内均按照长方向分成Ⅰ区、Ⅱ区施工,先进行圆形柱墩施工,后进行方形柱墩施工的原则。
E座柱墩分区施工图见图3.2。
2.3施工工期安排
根据施工流程顺序,涉及到土建施工与钢结构安装施工的交叉配合,各工序之间既有紧密施工要求,又有时间间隔要求。
所以,施工工期必须按照工序的节拍走。
1、E座柱墩施工时间安排:
自定位放线到柱墩混凝土的浇筑安排20天,钢结构抗剪键的安装需要30天,剪力键坑混凝土浇筑紧跟抗剪键的安装,也需要30天。
直到柱墩临时支撑拆除,总计80天。
2、F座柱墩数量较E座多些,在E座施工时间安排的基础上,各节点时间延长5天,总计:
90天。
2.4施工质量目标
1、柱墩施工总体质量目标符合工程“鲁班奖”的质量要求。
2、各分项工程施工满足规范要求,质量观感良好。
2.5施工安全目标
柱墩施工安全目标符合工程总体安全目标要求,即:
避免各类重大安全事故的发生,轻伤率控制在30/00以内。
2.6施工组织体系
2.7施工控制点
1、柱墩定位放线;
2、柱墩钢筋绑扎
3、柱墩抗剪键坑的设置
4、柱墩混凝土的浇筑
5、柱墩抗剪键坑模板拆除
6、柱墩临时支撑的设置
7、柱墩钢结构抗剪键的安装
8、柱墩剪力键坑混凝土浇筑
9、柱墩临时支撑拆除
三、施工准备:
3.1施工技术准备
1、图纸理解透彻:
熟悉图纸、吃透图纸,将土建施工图纸与钢结构施工图纸相结合。
特别是柱墩节点做法详图,往往图纸中土建与钢结构设计相矛盾,不能同时满足土建和钢结构施工要求,需要多次与钢结构专业人员、设计人员沟通,进行反复调整,最终使设计节点符合现场实际情况。
2、技术质量标准确定:
柱墩施工涉及分项工程较多,各分项工程都有自己的施工标准,但是,在同样一个节点下,如何有效的进行结合,既不相互矛盾又能相互弥补,却是没有一套系统的、全面的施工依据。
因此,在施工之初,各项施工控制点必须制定质量标准,做到有的放矢。
只有标准确定了,施工才有依据,才能有施工方向。
3、做好方案策划
制定钢结构柱墩施工方案,这其中还需要编制一些具体的小方案。
如柱墩抗剪键坑施工方案、剪力键坑混凝土灌注方案、临时支撑设置方案等。
3.2施工材料机械准备
1、材料方面除了必须的主材之外,还必须根据柱墩特点,配备一部分柱墩施工专用材料。
表3.2柱墩施工专用材料
序号
专用材料名称
使用部位
数量
备注
1
钢模板
圆形柱墩
40套
1米高
2
剪力键坑定型模板
抗剪键坑
40套
自制、尺寸根据图纸加工
3
角钢
固定螺栓用
152套
自制、尺寸根据图纸加工
4
型钢
抗剪键临时支撑
40套
自制
5
混凝土振捣勾
剪力键坑混凝土
10个
自制
2、施工所需的机械提前准备到位,以防影响施工。
特别是电焊机,因为需要电焊的工序比较多。
3.3施工劳动力准备
柱墩施工过程参与的工种比较多,诸如土建施工队、钢结构专业施工队、测量放线工、电焊工等。
而柱墩作业面的特点是工作面窄,各工种只能穿插作业,柱墩之间交替作业,人员不需要太多,但是人员配备要齐全、要及时。
因此,柱墩施工要求配备专门的操作工,单一为柱墩施工服务,只有这样才能保障施工的连续性、及时性。
四、关键施工技术:
4.1柱墩定位放线
本工程是由七个椭圆形单体组成的,每个椭圆形单体形成一个屋盖钢管桁架结构体系,而每一个钢结构体系是由多个柱墩支撑组合而成的。
因此,组合柱墩的定位放线就尤为重要。
4.1.1内业准备
1、运用CAD电子画图技术,结合施工蓝图,在电子版整体施工放线图内将组合柱墩的位置一一复核、定位,确定柱墩的准确位置。
期间,土建施工队和钢结构专业施工队分开准备,各自完成后再相互结合,如果一致则完全可以使用,如果有矛盾的地方再共同研究解决,如有疑问再联系设计单位,由设计单位最终给予确认。
2、组合柱墩坐标点确定后,召开测量班组研讨会,具体商定定位测量实施方案。
实施方案为:
分成土建测量班组和钢结构测量班组,土建测量班组运用极坐标法进行定位,而钢结构测量班组运用相对坐标方法进行定位。
两队使用同样的坐标原始点,共同进行引测。
待两者统一后,报监理单位验线,监理单位确认后交由下道工序施工。
4.1.2现场施测
按照既定的方案,由两个不同的测量班组进行现场定位测量,两者吻合后,再展开放线。
1、由于组合柱墩形成椭圆形,柱墩内有纵向受力钢筋,因此,柱墩轴线不宜施测。
由土建测量班组,采用极坐标法直接放出柱墩10cm控制线,土建施工队以此为准,弹出柱墩边线;钢结构施工队也以此为准,固定预埋螺栓。
四个预埋螺栓使用角钢固定,形成一个固定架,在固定架上划线定位。
2、抗剪键坑的定位:
剪力键坑设置之前,预埋螺栓固定架以及柱墩模板已经支设完毕,可在角钢固定架上弹出剪力键坑的中心线,中心线通过拉十字交叉线即确定了剪力键坑的中心。
4.1.3定位复核
柱墩定位复核十分关键,因为组合柱墩是椭圆形,单个的柱墩定位可能没有错,但是,在形成椭圆的过程中,就会出现累计偏差。
因此,需要从不同的角度进行复核。
1、根据椭圆形的形状特点进行复核,椭圆形是由四段圆弧组成的,两两对称,这就是复核的依据。
通过架设经纬仪,利用这一原理,任选其中几处柱墩进行复核即得出结论。
2、根据柱墩布置的规律进行复核,短方向对称柱墩直线相连后,各相连直线之间的距离均有明确尺寸,根据这样一个规律拉通线来进行复核。
如下图示意图5.1.3-1。
柱墩形状尺寸见图5.1.3-2。
4.2柱墩钢筋绑扎
圆形柱墩钢筋是框架柱钢筋的延伸,因此,在框架柱钢筋绑扎、混凝土浇筑的过程中就要加强钢筋质量控制,特别是圆形柱墩钢筋的定位。
而且,柱墩钢筋、剪力键坑周围加强钢筋较多,绑扎难度大。
4.2.1柱墩纵向钢筋的控制
1、在圆形柱墩下框架柱混凝土施工过程中,采用定位箍将纵筋固定。
混凝土浇筑完成后及时调整到位,将纵筋绑扎规矩。
见图5.2.1。
2、按照图纸设计要求绑扎柱墩钢筋,由于方形柱墩钢筋是在框架梁上预留插筋,因此,插筋按照定位放置后,绑扎两道柱墩箍筋,并将纵筋弯钩点焊,起到临时固定的作用。
此部位的临时固定非常重要,不允许出现较大偏差。
否则,柱墩将偏位,无法进行钢结构施工。
4.2.2剪力键坑周围加强钢筋的控制
1、柱墩钢筋完成后,需要按照图纸设计要求,设置抗剪键坑。
剪力键坑为圆形,周围要增加钢筋,由于剪力键坑尺寸较小,钢筋设计比较密集,所以,该部位钢筋绑扎需要细心、认真。
2、剪力键坑周围的加强钢筋要在柱墩模板封闭之前进行施工,这样安装钢筋比较方便。
加强钢筋下料要精确,否则无法放置或者钢筋外露。
见图4.2.2。
4.3柱墩抗剪键坑的预留
柱墩抗剪键坑的设置非常重要,这是柱墩施工关键点中的关键。
因为,钢结构抗剪键与剪力键坑之间的间隙非常小,只有5mm的间隔,剪力键坑预留如果稍有偏差,抗剪键将无法安装。
因此,抗剪键坑预留的尺寸、位置相当重要。
1、为了保证抗剪键坑的预留尺寸,我们采用自制的定型圆模。
定型圆模的尺寸考虑到混凝土浇筑的影响,圆模直径放大了1cm。
2、为了保证抗剪键坑的位置准确,我们将定型圆模与钢筋、预埋螺栓相连一体,确保定型圆模不发生位移。
4.4柱墩混凝土的浇筑
柱墩混凝土浇筑需要注意:
混凝土的配比,混凝土的振捣,对预埋螺栓、钢筋、定型模板的保护以及对混凝土自身的养护、保护工作。
1、混凝土的配比:
该部位的混凝土配合比除了常规的做法外,还应增加缓凝剂、膨胀剂,以延长混凝土的凝固时间、增强混凝土的收缩特性;石子的选择采用5-20mm之间的合理级配;塌落度要求在140-160mm之间,有良好的和易性。
2、混凝土的振捣:
采用机械振捣与人工振捣相结合的方法。
由于钢筋比较密集,完全采用振捣棒,可能会振捣不到位、有漏振的地方,用人工使用混凝土振捣勾可以振到柱墩的边角。
此项工作选用经验丰富的振捣手进行操作。
3、混凝土浇筑过程中,注意保护预埋螺栓、钢筋和定型模板,不能碰撞、破坏预埋螺栓,如混凝土灌入困难,则减少输送量、降低塌落度,有必要的进行人工灌入。
此项工作安排专人进行看护。
4、混凝土浇筑过程中,经常观察预埋螺栓、钢筋、模板、抗剪键坑等有无位移、变形或堵塞情况,发现问题立即处理,并在混凝土凝结前修正完好。
5、混凝土浇筑完成后,安排一个工人专门负责覆盖毛毡养护,并经常洒水养护以保持混凝土表面湿润。
七天内,每天有专人检查养护情况。
6、在混凝土未达到强度之前,不得进行柱头钢结构节点施工、不得对混凝土柱墩造成破坏。
7、按照规范要求,试验人员现场见证取样,留置混凝土试块。
8、混凝土浇筑过程中,注意施工安全,人员不得站在女儿墙挑板外侧,泵管在指挥下要靠近挑板内侧,控制输送口软管的操作人员不得用力过猛。
4.5柱墩抗剪键坑模板拆除
柱墩抗剪键坑定型圆模待混凝土浇筑完成后,圆模深陷在混凝土柱墩内,所以,需要掌握好模板拆除时间。
既不能过早,过早会破坏混凝土,又不能太晚,太晚模板无法拆除。
根据施工经验总结,最适宜拆模的时间是混凝土浇筑完成7到10个小时之间。
除了掌握定型圆模拆除的时间外,还应注意拆模过程中,不得碰撞预埋螺栓和固定角钢架,如确实不能拆除,待混凝土强度达到设计要求后,再进行处理。
4.6柱墩钢结构抗剪键的安装
1、柱墩钢结构抗剪键的安装由钢结构专业施工队来完成,抗剪键是由型钢和钢板组成,形状、尺寸均有具体设计。
2、带钢板的抗剪键放入剪力键坑内,四个预埋螺栓穿过钢板,通过高强螺栓进行固定。
在安装过程中,根据剪力键的设计标高,通过水准仪检测钢板平整度来控制,确保钢板平整度符合要求。
3、抗剪键要插入剪力键坑内,如剪力键坑的尺寸、深度不能满足抗剪键的要求,则需要对剪力键坑进行剔凿处理,并清理干净坑内的杂物。
4.7柱墩临时支撑的设置
1、抗剪键安装过程中,需要设置型钢支撑,在整个屋盖桁架安装完成后方可拆除。
2、柱墩临时支撑是由型钢组成的三角架,事先在框架梁上预埋钢筋,型钢三角架一端依靠预埋钢筋固定在框架梁上,另一端与抗剪键焊接。
临时支撑图见图5.7。
4.8柱墩剪力键坑混凝土浇筑
1、抗剪键坑二次混凝土料灌注前,由钢结构专业施工队伍负责完成柱墩钢构节点的隐蔽验收,并交接给土建施工队。
项目部按照混凝土配合比的要求,特别是确保膨胀剂按照使用说明合理添加,经现场计量、搅拌完成灌浆料的制作。
在浇筑过程中,试验人员现场见证取样,按规定留置试块。
2、根据抗剪键的设计情况,混凝土灌筑采用人工填料、人工振捣为主、机械振捣为辅的方法进行施工。
分两次灌注到位,第一次灌注到抗剪键坑的上表面,第二次灌注剩余的100mm。
3、第一次灌注抗剪键坑内的混凝土塌落度相对大一些(180mm-200mm),以混凝土有较好的流动性为主,边灌注边用混凝土振捣勾捣实,方法同混凝土试块的制作,直到混凝土表面出现气泡。
同时用机械振捣棒振动工字钢,对混凝土进行辅助振捣。
4、第二次灌注剩余的100mm,此混凝土塌落度相对小一些(120mm-140mm),以混凝土有较好的稠度为主,此部位的混凝土可侧面插入振捣棒进行振捣,最后按图纸设计完成混凝土的收压工作。
5、对工字钢以轻微振动为主,切勿用力过猛。
注意对钢构件进行保护,如有污染及时清理。
混凝土灌筑完成后,及时覆盖毛毡养护。
之后每天有专人检查养护情况。
4.9柱墩临时支撑拆除
1、在混凝土未达到强度之前,不得拆除钢结构柱墩工字钢临时支撑,临时支撑在混凝土全部灌注完成之后,并达到设计强度时,方可根据钢结构施工方案拆除。
2、柱墩临时支撑拆除顺序:
采用跨越式拆除,隔一个拆一个,边拆除边进行位移观测,同时,每天观察柱墩混凝土的变化情况,注意是否有裂纹出现,如有变化,则延缓临时支撑拆除时间。
五、施工质量控制:
5.1柱墩定位质量控制
1、轴线尺寸偏差在2㎜内,必须满足钢脚螺栓的顺利安装。
2、钢筋下料偏差在5㎜内,有效控制在钢筋绑扎过程中保护层过大或过小,符合规范要求。
绑扎过程中严格控制纵向和水平方向钢筋的间距,并符合设计规范要求。
3、模板拼缝偏差在3㎜内,达到清水混凝土效果。
5.2柱墩钢筋质量控制
剪力键坑钢筋的绑扎是难点,在圆柱外侧钢筋绑扎完毕后,进行内部剪力键坑的绑扎,剪力键坑内首先绑扎纵向钢筋,按图纸要求尺寸弯折成U型,绑扎于内测,沿剪力键坑内边均匀分布,纵向绑扎完毕后,绑扎剪力键坑内水平向钢筋,按尺寸做成封闭式箍筋并焊接,作上、中、下三道箍筋,水平方向绑扎完毕后,绑扎剪力键坑内底部钢筋,底部绑扎水平方向钢筋,钢筋绑扎成十字交叉分布。
5.3模板的质量控制
1、为确保工期质量要求现场对圆形混凝土桁架支墩采用钢模板,这种钢模强度高、韧性好、耐磨、耐腐性好,模板支拆方便操作,缩短工期。
对生产圆钢模板厂家进行考察,提出质量要求,模板表面必须平整、光滑、无毛刺。
模板拼接的接缝必须严密,无变形现象,并派专人跟踪制作。
2、剪力键坑内模板采用木条拼装成圆形,外边用三合板封闭,首先按一定尺寸在木模版上画出圆的轮廓,必须用手锯沿轮廓线锯割成型,在按尺寸把木方锯成布条,把锯好的木条钉于圆形板的侧面,沿圆板侧面钉上一周圈,定好后用三合板卷成桶装封闭即可。
3、待柱子混凝土达到设计强度时方可拆模,必须通过试块试压后在进行拆除,拆除过程中注意保护成品,防止掉角缺棱现象,拆模后急时养护、覆盖,防止裂缝。
由于水泥的碱性较大,拆模后一定要及时清理模板表面的水泥残渣,防止腐蚀模板,刷好脱模剂。
4、剪力键坑拆模;剪力键坑内拆模一定要掌握混凝土的浇筑时间,时间过长会造成难以拆除模板,时间短混凝土不凝固,造成混凝土构件不成形或掉角少楞现象。
5.4混凝土的质量控制
1、对原材料的质量控制:
水泥选用42.5复合硅酸盐水泥,砂子采用中砂,碎石最大粒径不宜超过20mm,掺入5%的膨胀剂,以利于混凝土的灌注。
2、混凝土浇筑前,针对结构特点编制专项施工方案,方案中的人员组织、混凝土配合比、混凝土的拌制、浇筑方法及养护措施;混凝土的温控及保湿保温措施;施工机械及材料储备、停水、停电等应急措施;都要合理控制落实。
要认真检查模板支撑系统的稳定性,检查模板、钢筋、预埋螺栓是否按按设计要求施工,其质量是否达到施工质量验收规范要求。
3、为了保证剪力键坑混凝土的密实度,我们采用人工使用振捣勾来进行振捣,振捣要求仔细、到位,直至出现浮浆。
对已浇筑的混凝土,在终凝前进行二次振动,提高粘结力和抗拉强度,并减少内部裂缝与气孔,提高抗裂性。
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