所属栏目：冶金论文发表 发布时间：2011-02-25浏览量:282
摘要：本文主要针对劲性钢筋砼柱与普通钢筋砼柱施工技术的区别，着重阐述了劲性柱内的型钢柱施工技术，即型钢柱的制作和安装，以及型钢柱的制作和安装的关键--控制型钢柱的垂直度和轴线位移偏差。同时本文探讨了如何控制型钢柱垂直度和轴线位移的技术要点和解决措施来提高劲性柱的施工技术保证工程质量。
关键词：劲性柱型钢柱垂直度轴线位移施工技术
1工程概况
某体育场工程采用了劲性钢筋混凝土柱施工技术。该体育场主场A区一层地下室，上部1-5层结构楼层，框架结构体系。本工程的重点结构为劲性钢筋混凝土柱。劲性钢筋混凝土柱(砼标号C50)。
体育场A区字型钢柱共有10根，其内部型钢柱板厚分别为腹板厚30mm，翼板厚36mm，材质为Q345B。型钢柱从地下一层底板起，到五层结束，每根型钢柱高32.5m，分六节加工制作和安装，劲性柱截面形式及尺寸—配筋如图1所示。
2型钢柱的施工
2.1型钢柱的制作
由于型钢柱的加工、制作要求十分严格，通常是委托专业加工厂制作。但国家验收规范仅对钢结构外形尺寸的允许偏差总体一次验收作了规定，并没有分别对制作和安装进行要求。那么，在制作过程中，柱身的扭转和截面尺寸等外形尺寸偏差已接近国家验收规范允许偏差的底线时，如果要符合规范要求，型钢柱在安装时就不允许再产生垂直度、错边、轴线偏移、标高等偏差，但实际施工中是不可能的。比如，型钢柱构件腹板和翼板组装焊接时由于温度过高产生自身的扭转，按照国家规范标准验收，允许一节柱的柱身扭曲仅有5mm(h/250)的偏差，如果制作阶段的偏差已到达底线，型钢柱安装时由于焊接等其他因素再产生偏差，就超标了，并且由于扭转产生的偏差极难校正，所以在制作阶段的应加强对厂家制作的要求，严控型钢柱外观尺寸的允许偏差，适当地分配国家规范关于外形尺寸允许偏差在安装和制作两阶段的权重。能否在制作阶段减少型钢柱外形尺寸的“先天不足”，减少对型钢柱安装和校正的影响，此施工技术要点的控制是关键。
2.2型钢柱的安装
(1)预埋地脚螺栓。为使地脚螺栓预埋准确，保证整个劲性柱施工的“基础”质量，必须在地脚螺栓加工厂设置尺寸准确且稳定性好的角钢定位支架。并须落实处理好以下的施工技术要点：①地脚螺栓必须抽样送检合格后方可安装;②复核所有劲性柱待放轴线是否准确;⑧整个地脚螺栓预埋体系标高、轴线必须准确：④支架体系刚性足够，稳定性好，施工时辅助垫块放置合理;⑤固定地脚螺栓应用掺UEA等添加剂的无收缩混凝土浇筑;⑥浇注砼时严禁扰动预埋件。
(2)首段型钢柱吊装。本工程基础节1.8m高，根据现场平面布置及塔吊功率情况，有9节是塔吊无法直接起吊到位安装的，故采用卷扬机拖移，门架(电动葫芦)起吊到位的吊装方法。门架吊装时应注意：①门架前后必须各设置两根揽风钢绳，其角度、强度、锚栓方式必须合理：②构件在轨道平车上必须锁紧稳固;③用两台经纬仪垂直找正，必须保证柱脚标高准确，柱身垂直度控制优良：④严格按规范要求控制底层型钢柱安装垂直度。
(3)上部型钢柱吊装。本工程上部每节型钢柱高度为4.8m-6.8m不等，有24节是塔吊无法直接起吊到位安装，此部分采用双脚桅杆(卷扬机)起吊。为提高焊接速度，以保证工期，经多方比较，采用越楼层施工吊装(见示意图2)。此阶段施工是本工程劲性柱施工的难点，也是重点。其施工技术的主要控制点为：①双脚桅杆前后必须各设置两根揽风钢绳，其角度、强度、锚栓方式必须合理(锚栓垫铁在浇注板砼时预埋);②牵引构件时，复合轨道平车与构件必须锁稳固;③转向滑轮及卷扬机设置合理，保证卷扬机滚筒顺绳：④每节柱的定位轴线应从地面控制轴线直接引上来，因为下面一节柱的柱顶位置有安装偏差#p#副标题#e#，所以不得从下层柱的轴线引上。
2.3型钢柱的校正
型钢柱无论是用塔吊还是桅杆、门架吊装到位，在永久固定(焊接)前，必须对垂直度、定位轴线和错边等指标进行校正。本工程采用了一种新的校正方法——无缆绳校正法。此法施工简单，易于吊装就位和确保安装精度，理论上可使焊前垂直度与要求标高、错边达到误差为零。具体施工技术方法如下：①利用塔吊机或门架将型钢柱吊装到下节柱柱顶正上方，轴线中心错位小于2mm后就位安装，绝不允许型钢柱强行就位。然后，直接穿上连接板的高强度螺栓，此时螺栓暂不拧紧，在上、下2根型钢柱的连接板的间隙中打入楔铁，通过击打楔铁的深度来校正型钢柱的垂直度：②用2台经纬仪分别在型钢柱相互垂直的两个方向，对型钢柱进行初步校正，在校正到误差10mm左右时松下吊钩;⑧在柱接口上下各焊1块临时支撑铁块作为受力支点，用2台千斤顶在两个方向继续进行微调校正，最后校正到垂直度与要求标高、错边达到误差为零(见图3);④校正后，将高强度螺栓紧固好，并用电焊将连接板焊实，即可进行焊接施工。
2.4型钢柱的焊接图3无缆绳校正法
柱与柱的焊接接头，本工程采用的是C02焊接技术，所有缝都是全熔透2级焊缝，本工程型钢柱钢板连接焊缝合计长度800多米，100%通过超声波探伤检测。
焊接过程中应注意做到：①焊接顺序：上下柱翼板对焊，上下腹板对焊;②每根柱由两名焊工采用对称同步等速焊接，保证焊接的高温对钢柱的影响也是对称的;⑧上下柱的连接板要在焊肉达到母材厚度1/3时才允许割除，引弧板、灭弧板必须割除，以免裂缝向内延展;④焊接后应进行热处理，可以消除残余应力，同时还可以溢出残留氢。
由于型钢柱对接焊接是在型钢柱初步校正后进行的，而焊接是在高温下作业，无可避免地对型钢柱位移和扭转再次产生影响，这就造成了型钢柱安装的“后天不足”。所以在型钢柱对焊探伤合格后，还要对型钢柱的位移和扭转进行检测，偏差超过规范要求的仍然需要进—步的校正。本工程采用的是“火焰校正法”，它同样是通过高温对钢板的影响来进行反方向操作，产生“反偏移”、“反扭转”。
3劲性钢筋混凝土柱施工
3.1钢筋工程
型钢柱焊缝经探伤合格及校正后，进行钢筋分项工程的施工。施工时严格按照梁、柱筋的穿筋布置图进行施工。
劲性柱与钢筋混凝土梁相接处，必须绘制梁筋与劲性柱穿筋布置图并按图在型钢柱钢板上钻孔，钻孔在制作时完成。型钢柱钢板开孔技术难度虽不大，但是一项比较烦琐的工作，也容易出现失误，因此开孔时应注意①必须周全考虑与劲性柱四个方向连接的梁筋布置和穿过型钢柱钢板的位置，绘制钢板(翼板和腹板)开孔大样图，孔直径控制在40mm左右，作为制作时钻孔的依据;②厂家在型钢柱翼板和腹板上钻孔后，应在翼板上标明“东南西北”方向，方便与腹板组装焊接，也便于型钢柱现场安装;③钢筋孔的错钻和多钻必须用孔直径接近的钢筋头补焊;④梁筋穿过型钢柱钢板(翼板和腹板)后在柱内按规范要求锚固，梁筋在柱混凝土内水平锚固不足10d时，应与型钢柱翼缘板焊接。
3.2模板工程
钢筋隐蔽验收后，再进行模板工程施工。劲性柱因柱中间夹型钢，为保证劲性柱垂直及变形，最好采用钢模，能保证捣砼时的刚度及稳定。板采用4mm厚钢板，边宽用50×50×4角钢焊接成型，每50cm加一条100×10槽钢或两条钢管做横夹，每50cm锁一层螺栓，每片加—条100×10槽钢。施工时应注意：①加强模板固定，保证不漏浆;②采取有效措施控制模板稳定性，防止由于混凝土振捣冲力引起变形，从而导致型钢柱的偏移或扭转，给下—段型钢柱的安装留下障碍。
3.3混凝土工程
本工程混凝土等级为C50，应按高强#p#副标题#e#混凝土的有关规定进行施工。由于模板内型钢柱与柱筋、梁筋相交叉，空隙较小且分散，浇注混凝土时应做到：①首次下料应在料高度达50em左右时停止下料，根据型钢柱分成的不同空格，分别布位细振，在充分振捣密实后，再逐步分层浇筑至顶，养护方法可采用喷淋法。②由于混凝土凝固过程会散发大量热，不均匀的温度效应对已校正的型钢柱偏移扭转都会产生影响，所以混凝土灌注振捣要做到柱的四面均匀，采取同向对称振捣，尽量使混凝土发热对型钢柱的影响也是各向均匀的。
4结束语
结合上述各工序施工技术控制要点，并在实施过程中有效落实各项施工方法，本工程的劲性钢筋混凝土柱施工质量好、速度快，受到建设单位和当地建筑工程质量监督站的一致好评。且在本工程的实施期间，各有关建设主管部门的领导都曾莅临现场指导，多次组织其他施工单位到现场观摩学习。