超高層大直徑鋼管混凝土柱施工方案

1、超高層大直徑鋼管混凝土柱施工方案1、工程概況重慶新聞傳媒中心一期工程位于重慶市渝北區(qū)空港新城同茂大道和秋城大道相交處西北側(cè)，同時也位于軌道交通五、十號線交匯處的西北側(cè)，即重慶空港新城兩路組團(tuán)F-132-1地塊。地下5段（含基礎(chǔ)段，除基礎(chǔ)段，其余每段為一層高度），地上22段，共27段采用鋼管混凝土柱，每層14根，最大鋼管混凝土柱高度（地下/地上）-20.7m/99.9m。施工高度高，難度大，工藝復(fù)雜。鋼柱與結(jié)構(gòu)層間硅梁的連接采用環(huán)板+牛腿的方式，其節(jié)點大樣如下圖1所示。鋼管柱分布、規(guī)格及混凝土強(qiáng)度等級如下表1所示：表1鋼管柱分布、規(guī)格及混凝土強(qiáng)度等級廳P分布區(qū)域樓層規(guī)格備注116軸-19軸/F軸

2、-K軸基礎(chǔ)、-4F3F（含3F）（|）1200*30鋼管柱內(nèi)澆筑素混凝土強(qiáng)度等級：1段-23段為C60ZY;24段-27段為C50ZY216軸-19軸/F軸-K軸4F10F（含10F）（|）1200*25316軸-19軸/F軸-K軸11F22F（含22F）（|）1200*20.二二I'-I''r-7-圖一混凝土梁與鋼管混凝土柱連接A型節(jié)點t=20岑6,看煤用不小f2點）點坨不小于2國廠7=2口7如二S片不小旌町先/%亮就斗營/t=20-7/回（后押.不”?同（軌儂"日期Z1V。，匚葭七口1-,(©比嘉/%;八fliiJif號乙需itxC<jK肚

3、ill綽i”用u手制岫,前jiiimiiiinh圖二1-1剖面圖三A型節(jié)點A-A剖面圖圖四2-2剖面圖五梁與鋼柱節(jié)點典型實物圖2、鋼管柱制作2.1 鋼管柱制作工藝流程：施工圖一原材料復(fù)檢一鋼板號料一自動切割下料一鋼板坡口加工一鋼板卷制一二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊打底焊一碳弧氣刨清根一焊鋼管直焊縫一超聲波探傷檢驗一校正一鋼管對接、拼裝一焊鋼管環(huán)焊縫一超聲波探傷檢驗一焊內(nèi)襯環(huán)、耳板一除銹、涂裝一檢驗合格出廠。2.2 制作前的準(zhǔn)備(1)技術(shù)準(zhǔn)備：在充分、詳實的審圖基礎(chǔ)上，依據(jù)設(shè)計交底、設(shè)計變更及規(guī)范要求等繪制加工詳圖，明確加工工藝要求、技術(shù)規(guī)定鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB50205-2001)、質(zhì)保體系

4、等；(2)主材準(zhǔn)備：鋼管柱的鋼管及預(yù)埋環(huán)板采用Q345-B鋼材(鎮(zhèn)靜鋼)，錨栓、耳板采用Q235-B鋼材(鎮(zhèn)靜鋼)。焊條選用E4315、E4316和E5015、E5016型系列焊條；(3)統(tǒng)一量具：所有參加與制作及質(zhì)檢人員所使用的一切量具，不僅要統(tǒng)一廠定、統(tǒng)一校核，而且必須定期送計量部門或自行嚴(yán)格校核，使其符合國家有關(guān)規(guī)定(4)模具制作：本工程的鋼管卷制采用3輯卷板機(jī)進(jìn)行卷制，由于卷板機(jī)的相鄰兩滾輪中心軸線間的距離達(dá)350mm,故鋼管卷制后，此范圍內(nèi)是平直段，滿足不了鋼管應(yīng)有的圓度。2.3制作要點(1)鋼板氣割前應(yīng)將切割區(qū)域表面的鐵銹、污物等清除干凈，氣割后應(yīng)清除熔渣和飛濺物；(2)放樣、號料

5、應(yīng)根據(jù)工藝要求預(yù)留制作和安裝的焊接收縮余量；制作時應(yīng)考慮切割余量；(3)中板下料用自動切割機(jī)進(jìn)行下料，而薄板下料采用機(jī)械剪切，切割后均需清除毛刺；(4)切割后出現(xiàn)變形的零件，要矯正其平直度，質(zhì)量要求為局部彎曲矢高f的允許偏差值在1.5mm范圍內(nèi)(f45mm);(5)板材坡口加工及端面加工，為保證施工質(zhì)量，應(yīng)進(jìn)行線切割，其加工余量不應(yīng)小于2.0mm。3、鋼管拼接組裝(1)組裝前，應(yīng)先檢驗合格，所有焊接面需按要求打磨，打磨范圍：焊縫邊緣每邊3050mm,并不得有大于1mm的局部缺口；(2)鋼管柱每層只有一個拼接點，其節(jié)點在樓層以上1.2m位置，鋼管柱長度按樓層高度加工；(3)鋼管卷制：卷管方向應(yīng)與

6、鋼板壓扎方向一致。在卷板過程中，應(yīng)注意保證管端平面與管軸線嚴(yán)格垂直。卷壓鋼板時，考慮到一次變形量不能太大，應(yīng)及時調(diào)整上滾間隙。鋼管卷制后應(yīng)在管端打上十字軸線并作標(biāo)記。(4)組對時上、下節(jié)間相鄰兩條縱縫應(yīng)錯開500mm以上。把鋼管放在托輪架上，在鋼管上劃出0°、90°、180°、270°四根基準(zhǔn)線，作為后續(xù)組裝的基準(zhǔn)線，劃線時全盤考慮鋼管柱及連接節(jié)點部件的位置、方向，便于現(xiàn)場組對及垂直度觀測。(5)鋼牛腿組裝：鋼牛腿由上、下外環(huán)板及其腹板組成，按照四個方向均部置有鋼牛腿計算，其對稱方向上的鋼牛腿最外端跨距為2.9m,在平板胎架上無法完成組裝工作，故制作專用

7、胎架對鋼牛腿進(jìn)行組裝。如下圖2所示：表二組裝胎架一用料表(見下圖)廳P材料名稱型號規(guī)格材質(zhì)重量kg件數(shù)總重量kg1熱軋H型鋼HW200*200*8*12Q235B1566462642鋼板8=20Q235B534.442137.64樣耕森S2圖2牛腿組裝(6)鋼管焊接成型后，為消除焊接變形，應(yīng)采用機(jī)械校正，直至達(dá)到尺寸精度要求。機(jī)械校正無法完成的可用熱加工來校正。(7)在鋼管卷制過程中，由于設(shè)備和材料的條件限制，需要進(jìn)行對接，其對接在托輪架上進(jìn)行操作。對接時應(yīng)嚴(yán)格保持焊后管肢平直。焊接時，除控制幾何尺寸外，還應(yīng)控制焊接變形，焊接宜采用分段反向順序，分段施焊應(yīng)保證對稱，并預(yù)留對接間隙，以抵消收縮變

8、形。(8)鋼管對接時，為確保對接處的焊接質(zhì)量，在對接處鋼管內(nèi)壁設(shè)置附加襯板，其寬度為100mm,厚度為6mm,與管內(nèi)壁保持0.5mm的間隙。4、鋼管柱與基礎(chǔ)承臺的連接4.1 工藝流程：澆注基礎(chǔ)C30墊層一綁扎底部鋼筋網(wǎng)片一綁扎側(cè)壁鋼筋網(wǎng)片一安裝4根M36錨栓檢查錨栓定位精度-定位環(huán)板預(yù)埋。4.2 鋼管柱錨栓定位在基礎(chǔ)坑梢驗收合格后，澆筑基礎(chǔ)C30墊層硅，綁扎底部網(wǎng)片鋼筋，綁扎側(cè)壁鋼筋，綁扎側(cè)壁鋼筋的同時開始安裝4根M36錨栓,錨栓安裝定位的準(zhǔn)確，直接影響鋼管柱的安裝精度，采用外徑900mm,寬度100mm,厚度10mm的鋼板帶，定位錨栓位置，而后采用鋼管支架固定鋼板帶的方式進(jìn)行錨栓的空間定位。

9、鋼管柱/限位板/'厘=!=4!預(yù)埋環(huán)板圖3鋼管柱底定位示意圖4.3 鋼管柱錨栓安裝錨栓安裝前由測量在基坑墊層上用全站儀放出基坑十字線，按照圖紙分出4根立桿的外邊線，在綁扎底部鋼筋時避開4根立桿的位置，并沿著鋼管切線放線鉆d16mm,深度20mm的孔，然后用©16mm鋼筋打入孔內(nèi)，把鋼筋與立桿進(jìn)行焊接，鋼管焊接完畢后把三層網(wǎng)片筋放在底板鋼筋上面，1#、2#鋼管調(diào)平固定后，在鋼管下方綁扎第一層網(wǎng)片筋，第一層網(wǎng)片筋綁扎完畢后固定3#、4#鋼管，鋼管固定后綁扎最后兩層網(wǎng)片筋。圖4錨栓支架安裝5、鋼管柱吊裝5.1 吊裝準(zhǔn)備(1)考慮到鋼管柱吊裝的需要，選用型號為QTZ250(7035B

10、-16)附著式起重機(jī)；(2)對加工好的鋼管柱運達(dá)現(xiàn)場后，進(jìn)行尺寸、外觀的二次檢驗，鋼管構(gòu)件外形尺寸(如直徑、長度、管口圓度等)允許偏差不得超過規(guī)范要求；(3)在第一段鋼管柱吊裝前進(jìn)行標(biāo)高復(fù)核時，應(yīng)對地腳錨栓的調(diào)整螺母標(biāo)高進(jìn)行精確控制，以保證第一段鋼管柱安裝完成后，其柱頂標(biāo)高滿足設(shè)計要求。(4)柱腳地面標(biāo)高及柱位軸線應(yīng)先進(jìn)行復(fù)測；(5)吊裝使用的機(jī)具、工具材料及輔助設(shè)施用料等必須準(zhǔn)備到位，加固措施必須提前完成；(6)鋼管柱組裝后，在吊裝時應(yīng)考慮減少吊裝荷載作用下的變形，必要時采取臨時加固措施，對吊點的位置經(jīng)計算后確定；5.2 鋼管柱安裝及焊接要點(2)安裝工藝流程：檢驗一吊升-就位一臨時固定一校

11、正-永久固定一焊接一探傷檢測。(3)首節(jié)鋼管柱的安裝:鋼管柱安裝時，起吊吊點位置是鋼管柱上部的耳板，通過卸扣與鋼絲繩連接起來。由于第一段(-20.700m-17.700m)鋼管柱的重量約為6.6t,且塔機(jī)還未安裝完成，故采用25t汽車吊進(jìn)行吊裝(如下圖5),安裝鋼管柱時應(yīng)在兩個垂直方向架設(shè)二臺經(jīng)緯儀，同時觀圖5首節(jié)鋼管柱吊裝圖6垂直度觀測示意圖(4)上部鋼管柱對接上部鋼管柱即從第二段(-17.7m)開始，每段鋼管柱的重量在4.510.5t之間，由現(xiàn)場塔機(jī)QTZ250進(jìn)行吊裝，鋼管柱安裝時，起吊吊點位置是鋼管柱上部的耳板，通過卸扣與鋼絲繩連接起來，為保證吊裝安全，采用。21mm鋼絲繩4股(四方對

12、稱捆綁)進(jìn)行吊裝(如圖圖7上部鋼管柱吊裝鋼管柱吊裝就位后，將柱上下端的“十字”軸線對齊用鐵尖、鐵碼將上下筒節(jié)調(diào)平，用千斤頂調(diào)整鋼管柱的垂直度及標(biāo)高，當(dāng)上下鋼管軸線稍有偏差時，采用特制包箍鉗調(diào)整?，F(xiàn)場對接焊采用人工焊，接口焊縫為熔透二級焊縫，分次焊滿。如下圖所示：對稱點焊標(biāo)高檢測圖8鋼管柱對接做法當(dāng)上層鋼管柱定位、校核完畢后，進(jìn)入施焊階段。為保證焊接質(zhì)量不受風(fēng)力影響，必要時在簡易操作平臺上再搭設(shè)一個防護(hù)措施，并用彩條布進(jìn)行四周圍擋，制作一個簡易防風(fēng)屏，保證焊縫的焊接質(zhì)量(5)鋼管柱施焊鋼管柱施焊前，應(yīng)將焊縫清理干凈，并由兩個焊工對稱施焊(如圖9)。圖9對稱施焊施焊過程中，應(yīng)及時用吊線檢查鋼管柱的

13、垂直度。如有偏差，相應(yīng)調(diào)整施焊順序，以保證鋼管柱垂直度誤差在規(guī)范允許范圍內(nèi)。施焊時，應(yīng)將前道焊的焊渣清理干凈，缺陷打磨清除再進(jìn)行下道焊。要保證焊縫美觀，不得咬邊、弧坑、氣孔等缺陷?，F(xiàn)場接口焊縫按二級焊縫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)驗收。(6)焊后打磨、校正及檢查焊后，要將焊縫周圍的飛濺、焊疤等打磨干凈；焊后，檢查鋼管柱的垂直度，若有偏差，應(yīng)及時進(jìn)行校正，將鋼管柱的垂直度偏差校正至規(guī)范允許范圍內(nèi)。用超聲波探傷儀對焊縫內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢查，若有缺陷，用氣弧刨將缺陷清理掉，然后對焊縫進(jìn)行修補(bǔ)。按焊縫長度的20%抽檢超聲波探傷，且外觀質(zhì)量達(dá)到二級焊縫標(biāo)準(zhǔn)。(7)檢查、驗收鋼管柱焊完畢，經(jīng)質(zhì)檢部門相關(guān)人員探傷檢測合格后，形成報

14、告后方可進(jìn)行下一道工序。6、鋼管柱內(nèi)混凝土澆筑鋼管柱內(nèi)混凝土采用C60素混凝土，內(nèi)摻ZP膨脹劑(控制膨脹率為萬分之二至二點五)，用0150的膠導(dǎo)管(相當(dāng)于串筒)進(jìn)行澆注，在混凝土澆筑時，一次澆筑的最大高度為2m(即每層樓分3次進(jìn)行澆筑)，下一層混凝土澆筑進(jìn)行充分振搗后，澆筑上一層混凝土，兩層混凝土的澆筑間隔時間不超過混凝土的初凝時間。6.1 、混凝土施工縫的留置、處理鋼管柱內(nèi)混凝土的施工縫留置在每層樓的鋼管柱對接焊縫下500mm處，在下一層柱內(nèi)混凝土澆筑之前，將施工縫處剔鑿搓毛。混凝土施工縫剔鑿及界面檢驗按如下方式進(jìn)行：(1)混凝土的剔鑿應(yīng)在澆筑的混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度后進(jìn)行，本方案中考慮3天時

15、進(jìn)行；(2)混凝土用人工剔鑿，剔鑿為滿剔，剔除深度以剔鑿處粗骨料為止，并保證剔鑿?fù)瓿擅娴钠秸龋?3)剔鑿后用清水反復(fù)清洗工作面，平整度用水平尺檢查。(4)自檢合格后報監(jiān)理復(fù)驗，監(jiān)理復(fù)驗合格后進(jìn)行上一層混凝土的澆筑?；炷恋臐仓?，除對已澆筑混凝土面的清理、鑿毛，并清除落入管內(nèi)的水及異物等外，還應(yīng)先澆筑一層厚度為100mm-200mm的與混凝土強(qiáng)度等級相同的水泥砂漿，增加施工縫的粘結(jié)和防止自由下落的骨料產(chǎn)生彈跳，再按程序進(jìn)行澆筑。6.2 混凝土的振搗(1)振搗時快插慢拔，振動時間應(yīng)視混凝土表面呈現(xiàn)浮漿和不再下落為準(zhǔn)。(2)振搗上一層混凝土?xí)r，振搗棒應(yīng)插入下層混凝土中不少于50mm,每次振動時間1015S,以消除兩層之間的接縫，而且在振搗上層混凝土應(yīng)在下層混凝土初凝之前進(jìn)行。(3)振動棒振點的移動間距，不大于其作用半徑的1.5倍，防止漏振。(4)振搗嚴(yán)禁振動棒振動鋼管柱。(5)在混凝土澆筑過程中現(xiàn)場測量人員進(jìn)行全程跟蹤，并隨時觀測鋼管柱的位移情況，如澆筑過程中鋼管柱出現(xiàn)位移，應(yīng)停止?jié)仓?，迅速分析位移原因，立即整治，而后繼續(xù)進(jìn)行澆筑。6.3 混凝土的檢測混凝土的檢測按照混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB50204-2002)要求，留置試件作為混凝土的強(qiáng)度依據(jù)。同時，由于混凝土有限制膨脹率的要求，故按照混凝土外加劑