型钢混凝土结构施工方案
泰州市金融服务区三标段——型钢混凝土结构施工
泰州市金融服务区三标段型钢混凝土结构
施
工
组
织
设
计
编制人：
审核人：
审批人：
江苏长江重工科技有限公司
二零一五年四月
目录
第一章工程概况 ..... ........................................... ........... ...... ........ (4)
1.1工程概况 .......... ..................................... ......... (4)
1.2型钢混凝土结构施工的重点及难点 .. ...... ..... .. (4)
1.3施工方案编制依据 ..... .......................... ............ (4)
第二章型钢柱施工流程 ... .............. ............ ... .............. ............ .. (6)
第三章型钢柱的深化设计 ...... ........................ ......... .............. .. (7)
3.1 应用钢结构安装施工仿真技术，优化加工图设计...... .. (7)
3.2 设计过程中与土建施工的衔接非常重要，要重点考虑以下问题. (8)
第四章型钢柱制作与验收 .................. ....................... . ................... .. (10)
第五章型钢柱安装 ....................... ...... ............... ........... (11)
5.1钢柱柱脚锚栓设置 .............. ...................... .... . (11)
5.2安装基础节 ................. ......................... .. (12)
5.3 上部结构钢柱安装 ............ ..................... .. . (12)
5.3.1 分节吊装 ................... ...... ............ .. (12)
5.3.2临时固定 ................. ................................ ...... . (12)
5.3.3钢柱校正 .............. .......... .... .. (13)
5.3.4焊接 ........................... ..... .............. (13)
第六章型钢混凝土柱钢筋施工 ................. ... .. (15)
6.1 框架柱及暗柱主筋穿插 ............. .. (15)
6.2框架柱及暗柱箍筋绑扎 ............ ........ (15)
6.3墙体水平筋绑扎 ................... .. (16)
第七章型钢柱模板施工 ............. ........ (18)
第八章型钢柱混凝土施工 ................ .................................. ... .. (20)
第九章施工质量保证措施 ................... ........... ............................ (21)
9.1质量保证体系 .... .................................................. ...... (21)
9.2质量控制要点 ................ ...................................... . (21)
9.3施工准备阶段质量控制 ...... ............................ .. .. (23)
第十章施工安全消防文明施工 ............ .......................... . (24)
10.1现场消防措施 .................. .......................... .............. (24)
10.2安全文明施工 ..................... ............................. ... .. (24)
第一章工程概况
1.1工程概况
本工程为泰州市金融服务区三标段（西组团Ⅱ）项目，位于泰州市永定路以北，鼓楼南路与海陵南路之间，文化中心以南，框架筒体结构。所有钢柱焊接栓钉，钢板材质为Q345B。由于塔吊末端吊重及环梁支撑高度限制，钢柱分段制作，现场对接安装，对接采用全熔透等强焊接。
1.2型钢混凝土结构施工的重点及难点
1、型钢混凝土柱中，型钢柱与钢筋的相交点多，钢柱与柱周主筋、箍筋的关系，钢柱与通过钢柱的水平梁钢筋、墙体水平筋的关系成为处理的重点。
2、混凝土框架柱及混凝土剪力墙暗柱中加入型钢柱，比常规钢筋绑扎、模板支设等施工工艺增加很大的施工难度，施工中要求确保型钢柱的施工精确度，否则，会造成诸如：钢柱偏位、梁筋墙筋无法通过等问题，导致返工，严重影响施工质量和进度。因此，施工中应重点控制型钢轴线位置、垂直度、对接焊接质量、钢筋绑扎质量及模板安装质量和混凝土浇筑质量
1.3施工方案编制依据
1、钢结构深化设计图纸和施工说明
2、钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001
3、钢结构工程施工技术标准 ZJQ08-SGJB205-2005
4、建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002
5、高层民用建筑钢结构技术规程
6、气体保护焊用钢丝 GB/T14958
7、钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分析 GB11345--89
8、圆柱头栓钉 GB/T 10433
9、栓钉焊接技术规程 CECS 226:2007）
10、型钢混凝土组合结构技术规程 JGJ 138-2001
11、多、高层民用建筑钢结构节点构造详图 01SG519
12、型钢混凝土组合结构构造 04SG523
13、高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程 CECS230:2008
第二章型钢柱施工流程
加工图深化设计
型钢柱制作
钢柱吊装、耳板临时固定
钢柱接头施焊、探伤
耳板割除
柱主筋接长
柱箍筋绑扎
承重架搭设
板底模安装
板筋绑扎、安装预埋
混凝土浇筑、养护。
第三章型钢柱的深化设计
型钢柱的深化设计既要体现结构设计意图，又要为制作和吊装提供依据。对于每根钢柱，应逐个梁柱节点出翻样图，确定钢筋连接套筒标高、穿筋孔洞数量、直径与位置。
型钢柱的加工图设计质量是保证型钢混凝土柱的顺利施工关键第一步。
深化设计过程中制订的有效措施和重点注意的问题如下：
3.1 应用钢结构安装施工仿真技术，优化加工图设计。
采用Tekla Structure（钢结构详图设计软件）对每根型钢柱进行建模，认真分析框架梁柱钢筋与型钢柱的位置关系，下料尺寸、穿孔钢筋数量等，保证梁柱接头部位钢筋能顺利找到自己位置，相互之间不发生冲突。在模型中优化设计方案，深化设计图纸，并在建立的模型基础上利用此软件导出正式的CAD图纸，指导施工。三维模拟图形如图3.1
图3.1 三维模拟图形
3.2 设计过程中与土建施工的衔接非常重要，要重点考虑以下问题：
1、钢柱每段的制作长度问题在车间制作条件和现场吊装能力满足的前提下进行加工。
2、钢柱制作长度和标高、现场钢柱安装标高、梁筋标高等会产生一定允许偏差。当多种允许偏差叠加在一起时，会造成梁截面与钢柱穿孔标高偏差，梁钢筋无法穿过钢柱预先留设的孔洞。施工中加强控制外，另深化设计时应考虑纵向、横向钢筋穿孔标高应错开，避免两个方向钢筋相碰。
3、节点设计时，尽量将梁钢筋和墙钢筋避开型钢，无法避开时，采用腹板穿孔。当必须在腹板上预留贯穿孔时，型钢腹板截面损失率宜小于腹板面积的25%。当钢筋穿孔造成型钢截面损失不能满足承载力要求时，刻采取型钢截面局
部加厚的办法补强。在型钢上穿孔应兼顾减少型钢截面损失与便于施工两个方面，常用钢筋穿孔的孔径如下表3.2。
表3.2 常用钢筋穿孔的孔径（mm）
第四章型钢柱制作与验收
钢柱用厚板拼焊，加工制作要求十分严格，应委托专业加工厂制作。构件验收分出厂前检验和现场验收两步进行；钢材材质复检后，钢板下料切割和边缘剖口加工；涉及型钢拼接组对工序时，焊缝超声波检测体几何尺寸检查除锈除尘；对构件要重点检查其型号、编号、长度、孔位和孔径以及附设耳板的位置和尺寸，对构件外观检查其挠曲变形、焊缝外观质量、焊缝坡口几何尺寸等。钢柱厂内制造工艺程序：
（1）胎具搭设：由于本结构精度要求较高，钢柱的加工均在特制的工具胎具上进行组装和焊接。在施工前需根据各构件的结构特点，搭设工装胎具。
（2）放样、号料：
①各零、部件按施工图以1:1放样、号料；
②样板长度、宽度允许偏差+0.5mm,1.0mm；
③号料尺寸允许偏差正负1mm；
④钢板预留切量一般为2-4mm；
⑤根据结构类型、焊接特征和厚板以及实际经验考虑，构件长度和宽度方向；
⑥零、部件号料后做明显标记。
（3）下料：根据钢柱各零部件施工图规范，采用数控切割机及剪板机下料；（4）零部件矫正和成型：依据钢柱各零部件施工图规范；
（5）零件边缘加工：依据钢柱各零部件施工图及技术规范，零件刨加工量不小于2mm;
（6）制孔：连接板采用摇臂钻制孔，根据现场施工情况钢柱腹板用配打孔工艺；（7）组装：钢柱在胎具上组装，焊接完成后，再进行现场试拼装；
（8）栓钉焊接按施工图布置，定出位置，用专用的栓钉焊接枪焊接。
第五章型钢柱安装
5.1钢柱柱脚锚栓设置
柱脚底板与钢柱基础节连为一体，钢柱生根于钢筋混凝土底板内。固定架在基础绑扎钢筋时就事先埋入，然后同基础钢筋连成一体，同时保证套板面标高符合设计要求。浇混凝土时将支架、套板、螺栓一次固定、浇成一体。型钢柱柱脚做法如图5.1-1、图5.1-2所示
图5.1-1 框架柱型钢柱脚做法
图5.1-2 剪力墙暗柱型钢柱脚做法
5.2安装基础节
安装前将每根锚杆的调整螺母上标高调至设计的柱脚板底标高。当钢柱吊至距其位置上方200 mm左右时，使其稳定，将柱脚底板的栓孔与锚杆对直，缓慢下落，下落过程中避免磕碰地脚螺栓丝扣。钢柱就位后在锚杆上加设锚杆垫板，即用单螺栓对连接板进行临时固定。用经纬仪在两个相互垂直的方向进行垂直度校正，微动四角锚杆的调整螺母可完成钢柱基础节的垂直度和标高的校正及轴线的调整，将基础节的底板与预埋螺栓采用双螺帽拧紧，并将锚杆垫板与柱底板四周进行围焊。
5.3 上部结构钢柱安装
5.3.1 分节吊装
钢柱运到现场进行检查验收合格后，直接卸到现场钢柱吊装区内待安装。吊装前在柱头位置划出柱翼缘中心标记线，以便于上层钢柱的安装就位及与下层柱对中使用。型钢柱安装按照编号顺序依次进行。
5.3.2临时固定
钢柱就位后，对齐安装定位线，利用耳板及螺栓作为临时固定。每节柱翼板的接头端设置了连接耳板，柱就位时，使上下柱接头处两个方向的安装线对齐，用安装螺栓把连接板和上下耳板连接起来，稍加拧紧，即可脱钩，详见图-5.3.2钢柱临时固定节点图。
图5.3.2钢柱临时固定节点图
5.3.3钢柱校正
钢柱调整采用千斤顶调节。调整前在下层钢柱上的相应位置焊接千斤顶支座，在上层钢柱相应位置上焊接耳板。在钢柱相互垂直的两个方向设2台经纬仪，观测钢柱垂直控制线校正结果，使钢柱的垂直度、标高、错边误差符合规范要求。
5.3.4焊接
钢柱之间采用完全熔透的坡口对接焊缝连接，焊缝间隙10mm，坡角45。坡口全熔透焊缝均为二级焊缝，贴角焊缝为三级焊缝，但其外观质量需符合二级焊缝的要求。
（1）焊接采用CO2气体保护焊，焊丝直径1.2mm。
（2）钢柱焊接时必须按“先翼板后腹板，同时对称逆向施焊”的原则进行，每根柱派2名焊工同时焊接，焊接速度应保持一致，焊速350-450mm/min。
（3）施焊时，第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板的连接处，然后逐道逐层累焊至填满坡口，每焊完一道焊缝均应清理铲磨。每道焊接层间温度控制在50-80OC，温度太低时重新预热，太高时应暂停焊接。一个接口必须连续焊完，若必须中途停焊时，再焊前应重新预热。
（4）当风速超过6m/s时，应在型钢柱周边搭设临时防风棚，施焊前应检查焊件表面是否潮湿，必要时应加热去湿。
（5）焊接完成后，及时敲除焊渣，检查焊缝质量，并请专业检测单位到现场随机抽查20%焊缝进行无损探伤，无损探伤合格后方可开始下一道工序施工。
第六章型钢混凝土柱钢筋施工
型钢混凝土柱中型钢柱与钢筋的交叉点多，钢柱与柱周主筋、箍筋；钢柱与通过钢柱的水平梁钢筋关系较为复杂，处理难度相对较大。施工过程中，通过钢结构安装施工仿真技术的应用，能直观的反映出钢柱和钢筋之间复杂的空间关系，可事先理顺钢筋的施工顺序，解决可能存在的各种矛盾，明确有效的施工方法，使型钢柱的钢筋施工得到简化。
6.1 框架柱及暗柱主筋穿插
框架柱及剪力墙暗柱主筋位置必须准确，否则将影响梁筋、墙体水平筋、及柱箍筋穿过腹板预留孔。为保证主筋位置准确，特采取以下方法：在框架柱柱、剪力墙暗柱钢筋绑扎完成后，放置专用定位筋对主筋位置进行定位保护，防止钢筋偏位。
6.2框架柱及暗柱箍筋绑扎
柱内箍筋受钢柱影响，需穿过型钢柱腹板的箍筋，按照常规做法无法施工，采用制作“U”型箍筋，穿过预先在型钢柱的留孔，再将“U”型箍筋围绕主筋打弯900后焊接闭合；或采用制作“L”型箍筋，穿过预先在型钢柱的留空，再将“L”型箍筋首尾相连焊接闭合。焊接长度满足规范要求，单面焊应不小于10d，双面焊5d。如图6.2-1。
图6.2-1 框柱箍筋绑扎示意
剪力墙暗柱中的型钢柱预留了箍筋穿孔，箍筋可以采用U型箍筋穿过型钢后单面焊接10d，但是未设置墙体水平筋的穿孔，故使用部分墙体水平筋计入暗柱构件体积配箍率的构造做法。如下图6.2-2。
注：1节点和2节点间隔布置
图6.2-2剪力墙暗柱箍筋绑扎示意
6.3墙体水平筋绑扎
墙体水平筋与钢柱节点部位的绑扎形式为：当墙体水平筋的锚固长度不足时,遇型钢腹板时,应在腹板附近垂直向上或向下弯锚15d, 以使钢筋满足锚固要求；当遇型钢翼缘时, 应在进入型钢柱后弯折绕开钢柱翼缘板后折回，如锚固长度不足时，遇型钢腹板时,应在腹板附近垂直向上或向下弯锚15d, 以使钢筋满足锚固要求。如图6.3-1所示。
图6.3-1 墙体水平筋绑扎示意
核心筒外围墙体厚度超过700时，为4排钢筋网片。墙内两道水平钢筋遇型钢腹板后弯折15d，如图6.3-2。
图6.3-2 墙体水平筋遇型钢处理
第七章型钢柱模板施工
框架柱由于受柱内型钢柱的影响，加上柱内钢筋较为密集，无法采用常规的PVC塑料管内穿对拉螺杆的方法进行柱模板的加固。采用对拉螺栓分段制作，一次性使用，对拉螺栓端部90度打弯，弯头长度不小于50mm，与钢柱腹板焊接牢固。型钢混凝土柱加固如图7.1、图7.2所示。采用模板选用15厚双面覆膜多层板，次龙骨为100mmx100mm和100mmx50mm方木，间距200mm，主龙骨采用纵横向48mm双钢管全高加固，间距：400mm~600mm，对拉螺栓采用Φ16圆钢制作。
7.1 型钢柱加固示意图
图7.2 型钢柱加固立面图
剪力墙内型钢柱对墙体模板加固基本无甚影响，按常规做法加固。
第八章型钢柱混凝土施工
由于型钢柱间钢筋及钢骨十分密集，里面空间很狭小，混凝土流动性被严重限制，型钢制作时，加劲肋中心预留r=200mm灌灰孔，浇筑砼时，施工的关键控制点是确保型钢和钢筋之间的砼的密实度。选择合适的砼施工配合比，严格控制砼坍落度，在浇筑砼时，应加强钢柱两侧对称振捣，通过振动棒在有效半径内的充分振捣，从而使型钢空隙部分的砼挤密，确保钢骨柱砼的浇筑质量。