钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁组合结构施工工法.doc

21/21二、工法内容材料钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁组合结构施工工法工法目录第一章前言第二章工法特点第三章适用范围第四章工艺原理第五章施工工艺流程及操作要点第六章材料及主要机具设备第七章质量控制第八章安全措施第九章环保措施第十章效益分析第十一章应用实例钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁组合结构施工工法中冶建工集团有限公司第一建筑工程分公司邮编：400084张建东刘义权刘博1.前言近年来，随着建筑技术的不断提高，许多“高、大、新、尖”的现代化建筑如雨后春笋般耸立，成为国民经济发展的重要标志。钢管混凝土柱作为一种能充分发挥和利用钢和混凝土材料特性的组合结构，具有卓越的承载能力和变形能力的特点，因而在工程中得到了广泛的应用。但作为受力结构中重要的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁组合结构，其施工技术要求高、难度大，对工程的质量及工期具有重要影响，尤其是对于钢管柱的下料与制作、钢管柱吊装与焊接、梁柱节点大直径钢筋定位与焊接、弧形段模板设计与加固及节点处混凝土浇筑等施工技术要求更为突出，如何采取安全、优质、经济、高效的施工措施加以保证，是施工技术管理的一个重要课题。基于这些问题，我司研发了一种钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁组合结构施工方法，通过在重庆新闻传媒中心一期工程等项目中应用，取得了一套比较成熟的施工工艺，形成本工法。在工法开发过程中，我司通过积极创新，取得了多项技术成果，形成了12项发明专利和7项实用新型专利，截止目前7项实用新型专利已全部授权。2.工法特点2.1质量可靠钢管柱（含环形牛腿）在厂内加工成型，厂内设备先进，人员技术过硬，且不受外界环境影响，并通过BIM技术对牛腿钢结构进行下料，质量易保证。2.2施工效率高利用BIM技术预先对钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁组合结构中钢筋、模板进行空间定位和精确放样，计算出模板、钢筋施工等各项参数，省去了繁重、低价值的反复协调与人工检查工作，提高了施工整体质量和效率。2.3安全性易保证钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的组合结构形式，抗震性更高，能够有效保证框架梁内力传递，达到设计要求。2.4施工成本低钢管柱（含环形牛腿）采取工业化加工，现场无需购买专业的设备和对操作人员进行培训。2.5绿色环保钢管柱焊接防护装置及节点处大直径钢筋与钢牛腿焊接遮蔽装置，能够防止强光外泄，有效避免了光污染；牛腿弧形段模板施工时，可根据现场实际情况，采用“平转弧”加工方式进行切割下料，操作方便；充分利用了废旧模板和钢管，在达到质量要求的同时提高了材料利用率。3.适用范围本工法适用于工业与民用建筑中钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁组合结构施工。4.工艺原理4.1利用BIM技术辅助钢管柱（包括环形钢牛腿）下料与拼装，提高钢管柱的下料及安装精度。4.2利用BIM技术对钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁组合结构中大直径钢筋进行预先定位，确定钢筋与钢板间的具体位置，有效保证节点处的结构强度。4.3在钢管柱外侧面沿周相隔四分之一圆弧度的竖向设置控制母线，通过耳板、支撑板、经纬仪及千斤顶等辅助工具对钢管柱进行吊运安装，实现钢管柱牛腿的精确定位。4.4通过吊斗装运混凝土，并采用临时加工成型的钢管柱内混凝土浇筑辅助装置，引导混凝土下料，避免了混凝土因浇筑高度过大而产生离析，提高了柱内混凝土浇筑质量。4.5采用特制的焊接防护遮光装置，能够提高焊接工人的操作安全性，同时防护布能够防风作用以保证焊接质量，另外也能够起到遮光效果，防止焊接强光外泄，有效避免了光污染避免焊接对下方其它施工工人的影响。4.6采用“平转弧”新型模板技术，提高模板利用率及施工效率.4.7采用在牛腿环板上部开孔的改良技术，提高节点混凝土的浇筑质量。图4钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁组合结构模型图5.施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程梁钢筋与钢牛腿焊接支模（钢牛腿弧形段）浇筑混凝土养护拆模施工准备（包括模型的建立）原材料检验钢管柱制作与运输梁钢筋下料环形梁模板设计与制作支架搭设钢管柱现场吊装焊接梁模板铺装钢管柱内混凝土浇筑图5.1工艺流程图5.2操作要点5.2.1施工准备熟悉施工图纸，由专业的BIM工程师建立钢管柱（含钢牛腿）模型，并根据钢筋混凝土梁与钢牛腿间的关系，绘出钢筋模型，确定钢筋焊接位置。同时做好材料准备。钢管柱的钢管及预埋环板采用Q345-B钢材(镇静钢),耳板采用Q235-B钢材(镇静钢)。焊条选用E4315、E4316和E5015、E5016型系列焊条。5.2.2原材料检验钢管柱在厂内加工时，控制好钢材、焊条等原材质量，严格按照设计图纸要求进行配置，并做好验收工作；对加工好的钢管柱运达现场后，要进行尺寸、外观的二次检验，钢管构件外形尺寸（如直径、长度、管口圆度等）允许偏差不得超过规范要求，复检结果满足设计及规范要求方可使用。5.2.3钢管柱制作与运输采用TeklaStructures进行钢管柱