巨型現(xiàn)澆混凝土桁架施工技術(shù)總結(jié)鋼結(jié)構(gòu)支模高空大跨度

高空巨型現(xiàn)澆混凝土桁架施工技術(shù)【關(guān)鍵詞】巨型現(xiàn)澆桁架鋼結(jié)構(gòu)支模施工技術(shù)【摘要】采用實(shí)腹式鋼結(jié)構(gòu)作為模板支撐，鋼梁作為底模，將桁架結(jié)構(gòu)形成的較重的線荷載傳給鋼柱，使之轉(zhuǎn)化為集中荷載傳給框架柱，為支撐體系找到合理的著力點(diǎn)，從而解決高空大跨度、重荷載的桁架結(jié)構(gòu)支模施工難題。1工程概況某市商務(wù)文化中心業(yè)務(wù)用房、配套用房工程建筑面積138114平米，主樓建筑高度46.8米，地上十層，地下一層。業(yè)務(wù)用房C區(qū)11～12×J～N軸、26～27×J～N軸十層結(jié)構(gòu)（37.45～41.4米標(biāo)高）設(shè)計(jì)為兩榀26米凈跨的現(xiàn)澆混凝土桁架支撐中間的普通混凝土結(jié)構(gòu)梁板，桁架分別在十層樓面和十層頂梁板部位設(shè)置了上弦桿和下弦桿，中間由混凝土柱腹桿相連，上下弦為600×2400的26米跨現(xiàn)澆混凝土梁，具體結(jié)構(gòu)形式見附圖一。本工程設(shè)計(jì)的現(xiàn)澆桁架結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：（1）巨型混凝土桁架結(jié)構(gòu)位于主體結(jié)構(gòu)的十層，距離地面高度達(dá)41米，屬高空支模；桁架所在位置六至十層為空跨，支模高度達(dá)13.2米；（2）巨型桁架結(jié)構(gòu)的跨度大，凈跨為26米；（3）桁架上下弦梁均為600×2400，截面尺寸大；（4）桁架梁的上弦或下弦不能單獨(dú)受力，模板支撐必須綜合考慮上下弦、中間腹桿的重量和施工荷載，支撐荷載達(dá)117KN/m；（5）巨型桁架的下方為普通混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)使用荷載為2.5KN/m2，無法承受桁架荷載，必須將鋼筋混凝土桁架及施工荷載形成的線荷載轉(zhuǎn)化成集中荷載傳至框架柱；2方案設(shè)計(jì)2.1桁架梁的截面尺寸大，荷載重，兩榀桁架采用鋼結(jié)構(gòu)模板支撐，桁架梁之間的普通梁板采用滿堂腳手架支撐；因兩種支撐體系的沉降量不一致，桁架梁、桁架梁間的普通梁板分開澆筑，先分層澆筑桁架梁，在桁架梁最上層混凝土初凝前再澆筑與之相連的桁架間普通梁板；現(xiàn)澆砼桁架隨主體結(jié)構(gòu)一起施工，分三次澆筑完成，第一次澆筑至下弦梁面（十層樓面）以上500高，第二次澆筑至上弦梁梁底，第三次澆筑上弦梁；上下弦梁澆筑時(shí)，同時(shí)澆筑桁架梁中間的普通梁板。桁架上弦梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除桁架的鋼結(jié)構(gòu)模板支撐體系。2.2支撐體系經(jīng)過結(jié)構(gòu)計(jì)算，主要支撐構(gòu)件的規(guī)格尺寸見下表：編號(hào)數(shù)量截面材質(zhì)備注KL-12BH800x6000x4000x16x220Q235B作為底模用支撐鋼鋼梁KL-22HN400x2000x8x113Q235B兩榀支撐間連系鋼鋼梁KZ-14BH450x4550x12xx18Q235B支撐鋼柱ZC-182-L140xx10Q235B柱間斜撐2.3支撐體系的具體結(jié)構(gòu)形式見附圖二、附圖三。2.4鋼柱和鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)處，腹板采用高強(qiáng)螺栓連接，摩擦板圍焊加強(qiáng)，上下翼緣采用焊接連接。3施工要點(diǎn)3.1施工階段劃分本工程分為2個(gè)施工階段，第一階段為支撐用實(shí)腹式鋼結(jié)構(gòu)加工、安裝階段；第二階段為鋼結(jié)構(gòu)拆除階段。3.2安裝施工區(qū)域劃分根據(jù)工程的特點(diǎn)和安裝要求，將現(xiàn)場(chǎng)分成2個(gè)施工區(qū)域，11～12軸為第一施工作業(yè)區(qū)；26～27軸為第二施工作業(yè)區(qū)。每個(gè)區(qū)投入一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)安裝施工班組，負(fù)責(zé)安裝作業(yè)。3.3吊裝施工機(jī)械選擇根據(jù)本工程實(shí)際情況，采用了現(xiàn)場(chǎng)已有的2臺(tái)國產(chǎn)塔吊（型號(hào)為H25\14），承擔(dān)構(gòu)件卸貨、吊裝、拆除的任務(wù)，具體的吊裝、焊接、拆除過程中采用倒鏈等工具予以配合。3.4施工順序根據(jù)施工進(jìn)度安排，吊裝從第一施工區(qū)率先展開施工，第二施工區(qū)隨后進(jìn)行施工。鋼筋混凝土桁架的上弦梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后，再破壞性拆除構(gòu)件。3.5構(gòu)件的加工基于本工程的實(shí)際情況，主要鋼結(jié)構(gòu)件的加工制作由制作工廠進(jìn)行加工制造，進(jìn)場(chǎng)后按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行了嚴(yán)格檢查驗(yàn)收。3.6鋼結(jié)構(gòu)吊裝根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求，對(duì)應(yīng)鋼構(gòu)件的編號(hào)及安裝位置，在確認(rèn)無誤后，順序進(jìn)行安裝。本工程的構(gòu)件吊裝采用了施工現(xiàn)場(chǎng)既有的塔吊進(jìn)行吊裝。構(gòu)件的吊裝順序如下：預(yù)埋牛腿和地腳螺栓的檢查、清理→鋼柱的吊裝→柱間支撐的安裝→支撐鋼梁的吊裝→鋼結(jié)構(gòu)支撐體系的檢查驗(yàn)收；鋼柱吊裝為了保證構(gòu)件的安裝，吊裝鋼柱時(shí)，設(shè)置了工具式吊耳，吊耳設(shè)置于支撐鋼柱重心的鉛垂線上。鋼柱吊裝就位后，立即進(jìn)行軸線位移和垂直度的效正。鋼柱的效正采用螺旋千斤頂加鎖鏈、套環(huán)和托座，按水平方向校正鋼柱，校正后的精度在1mm之內(nèi)。鋼梁的吊裝1）安裝時(shí)，先對(duì)柱子的縱橫方向進(jìn)行復(fù)測(cè)和復(fù)校。2）鋼梁吊裝時(shí)提前計(jì)算、考慮好吊點(diǎn)，保證鋼梁在吊裝過程中的平衡。3）鋼梁就位后，立即進(jìn)行垂直度及軸線的校正，校正完畢后，即可擰緊螺栓。4）高強(qiáng)螺栓緊固時(shí)，用電動(dòng)或手動(dòng)扳手初擰、終擰。以一榀鋼梁為起點(diǎn)，向另一端順序安裝。5）各種支撐的擰緊程度以不將構(gòu)件拉彎為原則。6）不得利用已安裝就位的構(gòu)件起吊其他重物，不得在主要受力部位焊接其他物件。7）在施工過程中，根據(jù)結(jié)構(gòu)空間穩(wěn)定情況，為防止梁的傾覆，及時(shí)安裝兩榀桁架間的連接次梁。3.7整體校正當(dāng)一區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)吊完后，對(duì)這一片區(qū)的鋼構(gòu)件再進(jìn)行整體測(cè)量校正。3.8高強(qiáng)螺栓安裝摩擦面1）摩擦面的加工：由于螺栓桿與孔壁之間為不接觸，在外力作用下高強(qiáng)螺栓連接就全靠構(gòu)件連接處的接觸面的摩擦來防止發(fā)生滑動(dòng)并傳遞內(nèi)力。摩擦面經(jīng)過加工處理后其接觸外表的抗滑移系數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的要求。摩擦面處理方法為噴砂后生赤銹；2）摩擦面的保護(hù)安裝前必須清理被污染的連接面的表面，及時(shí)清除構(gòu)件螺栓孔上的粘膠紙，使摩擦面產(chǎn)生一定銹蝕，以增加抗滑移系數(shù)。臨時(shí)螺栓數(shù)量1）每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的臨時(shí)螺栓數(shù)量按安裝時(shí)可能產(chǎn)生的載荷計(jì)算；2）為防止構(gòu)件偏移，在某節(jié)點(diǎn)上的臨時(shí)螺栓總合不得少于該節(jié)點(diǎn)螺栓總數(shù)的35%，且臨時(shí)螺栓不少于2個(gè)；3）連接用的高強(qiáng)螺栓不得兼做臨時(shí)螺栓，以防止螺紋損壞和連接副表面狀態(tài)改變，而引起扭矩系數(shù)改變。安裝替換高強(qiáng)螺栓1）安裝替換高強(qiáng)螺栓時(shí)，構(gòu)件及連接板的摩擦面保持干燥及清潔，不得在雨雪天中及空氣濕度大于95%時(shí)作業(yè)；2）高強(qiáng)螺栓連接時(shí)，螺母凸出一側(cè)與墊圈有倒角的一面接觸螺栓應(yīng)自由穿入螺栓孔，不能自由穿入螺栓孔位時(shí)，不得硬性敲入，采用絞刀、磨刀、銼刀等在孔徑四周無空隙后進(jìn)行整修，穿入方向按圖紙規(guī)定。嚴(yán)禁氣割擴(kuò)孔。3）高強(qiáng)螺栓擰緊分初擰和終擰。裝配和緊固接頭時(shí)，從安裝好的一端或剛性端向自由端進(jìn)行，高強(qiáng)螺栓施工完成后，按有關(guān)規(guī)范進(jìn)行檢驗(yàn)，并做好記錄。3.9裝焊工藝接頭的準(zhǔn)備被焊接頭區(qū)域附近的母材清除油脂、鐵銹、氧化皮及其他外來物。焊縫1）焊縫所采用焊接材料及焊接工藝要求與正式焊縫的要求相同2）焊縫的焊接避免在焊縫的起始、結(jié)束和拐角處施焊，弧坑填滿，嚴(yán)禁在焊區(qū)以外的母材上引弧和息??；3）焊角尺寸不大于焊縫設(shè)計(jì)尺寸的2/3，且不得小于4mm。4）焊接完成后清除熔渣，檢查焊縫有無裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，必要時(shí)清除熔渣后重新焊接。引弧和熄弧板重要的對(duì)接接頭和T接接頭的兩端裝引弧板和熄弧板，其材料及接頭原則上與母材相同，其尺寸為：手工焊－50X30X6mm；焊縫清理及處理1）多層和多道焊時(shí)，在焊接過程中嚴(yán)格清除焊道或焊層間的焊渣、夾渣、氧化物等，可采用砂輪、鑿子及鋼絲刷等工具進(jìn)行清理；2）從接頭的兩側(cè)進(jìn)行焊接完全焊透的對(duì)接焊縫時(shí)，在反面開始焊接以前，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)姆椒ǎㄈ缣寂伲┣謇砀恐琳嫱暾缚p金屬為止，清理部分的深度不得大于該部分的寬度；3）每一焊道熔敷金屬深度或熔敷最大寬度不超過焊道表面寬度；4）同一焊縫連續(xù)施焊，一次完成，不能一次完成的焊縫注意焊后的緩冷和重新焊接前的預(yù)熱；5）加筋板、連接板的端部焊接采用不間斷圍角焊，引弧和息弧點(diǎn)位置應(yīng)距端部大于10mm，弧坑須填滿；6）焊接過程中，盡可能采用平焊位置進(jìn)行焊接，盡可能采用自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊方法進(jìn)行焊接和蓋板，嚴(yán)禁在焊接區(qū)域以外隨便引弧、息?。缓负笄謇砗缚p焊接完成后，清理焊縫表面的熔渣和金屬飛濺物，焊工自行檢查焊縫的外觀質(zhì)量；如不符合要求進(jìn)行補(bǔ)焊或打磨，修補(bǔ)后的焊縫要求光滑圓順，無氣泡、夾渣等質(zhì)量缺陷。3.10混凝土澆筑過程中支撐鋼梁變形的監(jiān)測(cè)考慮到監(jiān)測(cè)人員的安全，變形監(jiān)測(cè)采用在鋼梁的跨中梁底提前粘貼標(biāo)靶，采用免棱鏡的全站儀在施工區(qū)域以外進(jìn)行X、Y、Z三個(gè)方向的變形監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)在每完成每層混凝土澆筑后進(jìn)行，桁架梁澆筑完成后每半小時(shí)觀測(cè)一次，直至變形穩(wěn)定。監(jiān)測(cè)結(jié)果為Z方向變形最大，變形為下沉6mm。3.11鋼支撐的拆除在支設(shè)桁架下弦梁側(cè)模板時(shí)，在每道鋼梁和鋼柱的上部混凝土結(jié)構(gòu)上預(yù)埋兩個(gè)φ20吊環(huán)?，F(xiàn)澆混凝土桁架上弦梁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，通過預(yù)埋吊環(huán)和鋼結(jié)構(gòu)上的吊裝吊環(huán)用卷揚(yáng)機(jī)配合塔吊和倒鏈拆除，拆除時(shí)先分段拆除支撐鋼