劲性混凝土施工工法.doc
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1、劲性混凝土施工工法劲性混凝土(又称型钢混凝土或劲钢混凝土)组合结构构件由混凝土、型钢、纵向钢筋和箍筋组成,基本构件为梁和柱。劲性混凝土组成结构分为全部结构构件采用劲性混凝土的结构和部分结构构件采用劲性混凝土的结构。劲性混凝土具有强度高、构件截面尺寸小、与混凝土握裹力强、节约混凝土、增加使用空间、降低工程造价、提高工程质量等优点。为在建筑工程中合理应用和发展劲性混凝土组合结构,做到技术先进,安全可靠,经济合理,确保施工质量,结合马钢生产指挥中心工程施工经验,编制该工法。1.特点1.1劲性混凝土结构是型钢结构外面包裹一层钢筋混凝土外壳,这种结构具有钢结构及混凝土结构双重优点。1.1.1型钢不受配筋
2、率限制,刚度大,承载力高。1.1.2劲性混凝土构件截面积小,对高层建筑而言,可以增加使用面积和层高,其经济效益可观。1.1.3劲性混凝土延性高,具有优良的抗震性能。1.1.4劲性混凝土耐久性,耐火性优良。1.1.5劲性混凝土高层建筑不必等混凝土强度达到强度,可施工上面一层,缩短施工工期。1.2劲性混凝土结构施工较普通钢筋混凝土施工难度大。1.2.1混凝土内型钢截面尺寸大,重量大,安装不便。1.2.2混凝土内钢筋密集,钢筋加工复杂,绑扎不便。1.2.3劲性混凝土梁柱与其他结构构件交叉点多,钢筋处理复杂。1.2.4梁、柱截面形式多变,模板设计及施工困难。1.2.5柱内型钢第一节生根须牢固,质量要求
3、高。1.2.6梁、柱内型钢间的连接质量及整体性要求高。2.使用范围适用于框架结构、框架剪力墙结构、底部大空间剪力墙结构、框架核心筒结构、筒中筒结构等结构体系。当房屋的设防烈度为9度,且抗震等级为一级时,框架柱的全部结构构件应采用劲性混凝土结构。3.劲性混凝土施工流程:型钢制作安装钢筋绑扎模板支设混凝土浇筑模板拆除。根据劲性混凝土梁、柱与塔吊的位置及工期的特殊要求,劲性混凝土梁柱详细施工顺序为:二次设计基础地脚螺栓预埋对型钢柱分节型钢场外加工,并进场验收吊装第一节型钢柱(大部分为一节至设计高度)调整型钢位置和垂直度安装底层型钢梁安装上一层型钢梁型钢柱基浇注灌浆料绑扎劲性混凝土柱钢筋支设劲性混凝土
4、柱模板浇筑劲性柱混凝土拆柱模板梁柱型钢节点焊接焊缝探伤检测绑扎梁钢筋支设梁板模板绑扎板钢筋浇筑梁板混凝土续上层施工。4.施工要点:4.1劲性混凝土构件型钢的加工:4.1.1制作工艺顺序4.1.1.1材料检验材料矫直放样号料切割加工(矫正、成型、制孔)对接(焊接)焊缝检验校正组装焊接校正划线制孔栓钉焊接摩擦面喷砂试装装配质量检验编号、标识成品检验存放发送4.1.2号料和划线号料前应先确认材质和熟悉工艺要求,然后根据排版图、下料加工单、零件草图和电脑实样图进行号料。钢卷尺必须经计量部门与本工程用的标准尺进行校核,并标贴修正值后才能使用,标准尺测定拉力为L30m时5kg,以确保划线、制作和现场安装用
5、尺的一致性。钢板下料应严格按排版单中指定的钢板号进行下料。下料完毕应在端头标明炉批号、构件及零件编号,并同一整体构件的零部件必须摆放在一起,以便后续装配。放样号料应按下表要求预留切割和刨边余量(见下表)加工余量剪切(mm)手工剪切(mm)半自动切割(mm)切割缝0.51.04.05.02.03.0刨边2.03.05.06.03.04.0切割前应清除母材表面的油污、铁锈和潮气,切割后切割面应光滑无裂痕、夹渣、分层和大于1mm的缺棱,熔渣和飞溅物应除去。零件需要进行边缘加工时,其刨削量不应小于2.0mm。采用半自动切割时应按下表控制切割工艺参数:割嘴号码板厚(mm)氧气压力(Mpa)乙炔(或丙炔)
6、压力(Mpa)气割速度(mm/min)16100.690.780.3650450210200.690.780.3500350320300.690.780.3450300430400.690.780.34003004.1.3矫正钢材的矫正,一般应在常温下用机械设备进行,但矫正后的钢材,表面上不应有凹陷、凹痕及其他损伤。热矫正时应注意不能损伤母材,加热的温度应控制在900以下,低合金钢严禁用水或柴油激冷。矫正后的允许偏差应符合GB50205-2001表7.3.5中的要求。4.1.4钻孔4.1.4.1按施工图纸要求选择钻头直径。4.1.4.2钻孔前应将构件放平、垫稳、固定牢,防止钻偏、钻斜。4.1.
7、4.3螺栓孔允许偏差和螺栓孔距繁荣允许偏差应符合规定。4.1.4.4钻孔完毕应及时清除毛边、飞刺,并用量规检查。不合格的孔须经技术部门同意方可扩孔或与母材区配的焊条后重新钻孔。扩孔后的孔径不得大于原设计孔径2.0mm,否则应用与母材强度相应的焊条补焊后钻孔,严禁用钢板填塞,处理后应作出记录。4.1.4.5钻制大孔径时,可先用小孔径钻头打孔再用原规格钻头;或在大直径孔边用小钻头打一小孔后用放形机割孔。4.1.4.6加工完的半成品按规格分类,并表明零件号及数量后方可转交下道工序。4.1.4.7 H型钢在门型焊机上焊接后须矫正,二次装配后方可进行翼缘板、腹板上的号、钻孔,其它一次号钻孔。柱间支撑及屋
8、面梁整体拼接焊经矫正后,方能进行翼缘板号钻孔,制动板整体焊接须矫正平整后,背面反面号钻孔。4.1.5组装4.1.5.1装配前,应根据图纸要求和划线提供的料单、排版图认真核对零件的尺寸、规格,严格检查质量,不合格不得装配。4.1.5.2装配前,应认真清除接口表面30-80mm范围内的铁锈、油污等杂物。4.1.5.3板材、型材的拼接,应在组装前进行;构件的组装应在部件组装、焊接、矫正后进行;对发生弯曲变形的半成品应预先矫直后方可组装。4.1.5.4定位焊采用3.2mm焊条,其型号应在正式焊条相区配,点焊高度不宜超过设计焊缝高度的2/3,并保持点焊牢固可靠不变形。4.1.5.5装配时应严格控制各部位
9、的偏差,除图纸个别要求外一律顶紧对齐:局部间隙1.0mm。剖平顶紧接触部位75%,边缘最大间隙0.8mm。4.1.5.6H型钢焊接完毕后用矫直机消除角变形。4.1.5.7组立:定位焊应与正式焊材相匹配,焊缝高度不宜超过设计焊缝高度的2/3,焊缝不小于25mm,点焊间距为450-550mm,点焊要牢固可靠。4.1.5.8所有型材亦应拼焊矫直合格后方可装配焊接。4.1.5.9结构较复杂的构件,为保证制作精度应先放样后再下料装配。并应采用放样装配的方法,组装前应全面检查样模,样模在宽度方向上加焊接收缩余量,参考值为3mm。4.1.5.10采用卡具组装时,使用和拆除过程中不得损坏母材,并对残留的焊疤进
10、行打磨修正,引弧板须用气割切除,并用砂轮磨光,严禁用大锤击落。4.1.5.11组装过程中的变形矫正,当采用火焰矫正时,同一部位的加热不得超过两次,加热温度严禁超过900,加热矫正后的低合金钢必须缓慢冷却,严禁水冷;如采用手工锤击矫正,须采用加锤垫等措施,以防凹痕和损伤母材。4.1.6焊接4.1.6.1焊工须经培训并取得合格证后方可上岗施焊,严禁无证施焊。4.1.6.2焊接材料使用前应按照规定进行烘干,焊条经烘干后放在保温筒内随用随取,并做好焊接材料的烘干记录。4.1.6.3施焊前,应熟悉施工图纸及工艺的要求,并对装配质量和焊缝区域的处理情况进行检查。如不符合要求,应待修整合格后方可进行施焊。焊
11、完后及时清除金属飞溅,并在焊缝附近打上焊工钢印代号。4.1.6.4多层焊接应连续施焊,并在每层焊完后及时清理焊渣,如有缺陷用碳弧气刨清除彻底,并用磨光机将渗碳层打磨干净后重焊。碳弧气刨工艺参数如下表:碳棒直径(mm)电弧长度(mm)空气压力(Mpa)电流(A)6.0130.40.52303008.0130.50.63304004.1.6.5焊缝出现裂纹,焊工不得擅自处理,应上报技术质量部门查清原因,并定出处理方案方可处理,同一部位的返修次数不得超过两次。4.1.6.6严禁在焊缝以外的母材上打火引弧,对接T型接头施焊应在其两端的引(熄)弧板上起(落)弧。4.1.6.7板材接料及H型主焊缝采用埋弧
12、自动焊。所有要求熔透的焊缝正面焊后,反面用碳弧气刨清根,打磨清除渗碳层后再施焊。4.1.6.8对接埋弧自动焊工艺参数:板厚(mm)焊丝直径(mm)接头形式焊接顺序焊接电流(A)电弧电压(V)焊接速度(mm/min)备注84不须开坡口正反40053040055032343032400600反面清根10184X型坡口,600正反5005506507002830283030055020304X型坡口,600正反6507006507203034303230055032405X型坡口,600正1正2反1反265070065070075080065072030343037303434383005504.1
13、.6.9“T”型接头埋弧自动焊工艺参数:焊角高度(mm)焊丝直径(mm)焊接电流(A)焊接电压(V)焊接速度(mm/min)备注63.24005003436500600船形焊846006503436500600105600700343645050012560070034364004504.1.6.10所有焊缝焊后要及时清理飞溅、熔渣等,有缺陷及时修补。除特殊要求外,焊缝以图纸要求为准。4.1.6.11CO2自动焊规范参数:焊丝焊丝直径(mm)干伸量(mm)电流(A)电压(V)焊速(cm/mm)气流量(1/mm)H08Mn2Si1.210122202602428404517194.1.6.12C
14、O2气体保护焊引弧前将焊丝球形端头剪去,并清理焊丝表面,防止产生飞溅,焊后及时清理焊道两侧的飞溅物。4.1.6.13新灌气瓶使用前应倒置12小时,然后打开阀门放水,经放水处理的气瓶在使用前先放气23分钟。瓶中气压降到1Mpa时不再使用。CO2纯度不小于99.5%。4.1.6.14焊缝质量标准板材对接、型材对接、拼接、吊车梁上翼缘与腹板的T形焊缝为一级焊缝,梁柱节点区(含牛腿)为二级焊缝。吊车梁下翼缘与腹板、屋面梁、抗风柱角焊缝均为外观二级焊缝,其余为三级焊缝。其余焊缝应达到(GB502052001)中的三级质量标准。4.1.6.15焊条直径与电流区配参照表:焊条直径3.24.05.0备注电流(
15、A)100130160210200250立、横焊电流比平焊电流小10%左右4.1.6.16所有焊缝后应及时清除干净飞溅,有缺陷随即修补,除特殊情况外,焊缝高度以图纸要求为准。4.1.6.17低合金钢焊缝冷却24小时后方可进行超声波探伤。4.1.7表面处理4.1.7.1材料表面摩擦面处理按图纸要求采用抛丸(或喷砂)方式。4.1.7.2经除锈后的钢材表面,用毛刷等工具清扫干净,才能进行下道工序,除锈合格后的钢材表面,如在涂底漆前已返锈,需重新除锈。4.2预埋螺栓安装施工:在基础混凝土施工时,施工时,采用定型模具将劲性混凝土柱位置固定,在模具上定位型钢柱地脚螺栓的位置,确定标高和垂直度后进行螺栓加固
16、,采用钢筋井架固定地脚螺栓,每组螺栓采用3组井架(如图示),井架的位置尽量与结构钢筋的位置接近,以便连接。施工人员在筏板上下两层钢筋网之间加固和支撑,防止地脚螺栓移位和下沉。最后利用经纬仪,水准仪进行螺栓位置及标高的检查验收,合格后进行混凝土浇筑。待基础筏板混凝土强度达到设计强度75%时即可进行安装作业。4.3劲性混凝土构件型钢安装4.3.1柱内型钢的安装与固定为确保劲性混凝土柱和柱内型钢位置准确,并保证型钢生根牢固,在型钢下部用钢板支垫,通过钢丝绳上的花篮螺栓调整型钢柱的垂直度,灌筑早强微膨胀二次灌浆料,安装形式如钢柱脚一、二和三所示,对于“工”字一次至顶,对于“十”型柱因柱较重,分段施工。
17、安装上柱,焊接及检测。型钢柱安装操作工艺流程:型钢柱位置定位钢柱部件吊装至安装附近位置吊装就位检查垂直度、轴线偏差、标高连接板固定复核调整点焊固定焊接翼板、腹板焊缝外观检查超声波探伤签字确认后交付土建作业。使用全站仪对劲性混凝土柱进行精确定位(偏差不超过1mm),预埋固定型钢的地脚螺栓,混凝土施工完毕后,及时清理并凿毛。按劲性柱编号吊装就位。利用型钢上的加宽翼缘作型钢的起吊点,局部利用塔吊配合,使型钢底部的螺栓孔对准预埋螺栓,并用小块钢板沿型钢四周4个角垫起约30mm。吊装大致就位后即在劲性柱的中部及上部四个方向,用钢丝绳一头拴在型钢的加宽翼缘上,一头拴在地锚上,移开吊车臂。通过调节钢丝绳上的
18、花篮螺栓调整型钢的垂直度(使用线坠检查)。在保证型钢垂直度的同时,劲性柱内两根型钢的相对位置关系尤为重要。为此于两型钢柱的负二层及负一层之间及时安装型钢梁,以校正两型钢的位置,保证整体性。通过结构50cm线返出劲性柱下口标高。使用薄钢板楔块支垫在型钢下部,使型钢的垂直度和标高符合要求后,拧紧地脚螺栓的螺母。用测量仪器全面检查型钢的标高、位置和垂直度,确认无误后重新加固,最后在劲性柱底部灌筑早强微膨胀二次灌浆料。型钢底部灌浆:早强微膨胀二次灌浆料能自流浇筑,具有不收缩,早强,高强,密实性好,使用方便等特点,为防止浪费并保证连续施工,事先根据现场实际缝隙大小和数量进行精确计算,以1根劲性柱的用量进
19、行搅拌。在灌浆之前,各工种和工序要做好工序交接和检查,确保万无一失。待劲性混凝土施工至一定高度时,用钢管在第一节劲性混凝土柱的周围搭设施工平台,其高度低于第一节型钢顶部50cm左右。平台宽1.2m,外侧为1.5m高的护身栏杆,平台上铺有脚手板,作为安装及焊接第二节型钢的操作平台,遇大风和寒冷天气则在护身栏杆外侧围挡塑料布或停止施工。用塔吊或汽车吊将第二节劲性柱型钢吊装就位后,在四周用钢丝绳及花篮螺栓与楼层埋件环连接,用线坠控制劲性柱内型钢的垂直度。劲性柱内型钢的标高、位置和垂直度调整完毕,在型钢的加宽翼缘两边加钢夹板,用螺栓连接固定上下两节型钢,在四个角处点焊,再校核一遍垂直度,确认无误后正式
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