摘要：本文简述了北京通州运河核心区IX-07地块4A#、4B#楼混凝土劲性柱H型、十字型钢制作技术和手工电弧焊、埋弧焊、栓钉熔焊等多种焊接工艺、钢结构吊装悬空作业及质量控制措施。
关键词：混凝土劲性柱；高层建筑；焊接法；模板
1工程概况
本工程由地下三层车库、地上一栋5层、两栋23层、一栋36层、一栋42层组成。本文主楼建筑高度160米，首层层高4.5米，标准层高米4.2米，避难层4.8米、5.0米。框架-剪力墙结构体系，其中10根框架柱采用劲性柱混凝土柱，4根自地下二层至六层、6根自地下二层至十二层。其余为H型钢柱，H型钢自地下二层至六层。
劲性混凝土柱截面为正方形，劲性钢柱采用Q345GJC钢板拼焊而成，钢柱规格分为1000*400*30*30、1040*500*50*50两种，钢柱柱脚锚栓采用Q345B。钢柱车间分节制作，现场安装。
2劲性混凝土柱施工重点及难点
①劲性混凝土柱中型钢柱与钢筋的相交点太多，钢柱与柱周边主筋、箍筋、钢柱与通过钢柱的水平梁钢筋关系成为处理重点。
②本工程十字型钢柱在5层与6层转换时，十字型钢柱采用异轴心变截面是本工程质量控制的难点
因设计图纸的要求，严格控制型钢柱的开孔数量，在钢结构深化时，梁筋无法通过时采用焊接钢筋套筒，施工中要求确保钢柱的施工精确度，否则会造成梁钢筋无法与套筒对接上。
③劲性混凝土柱截面尺寸大，模板加固也需重点处理。
3型钢柱的深化设计
型钢柱的深化图质量是保证劲性柱混凝土柱的顺利施工关键第一步。深化设计既要体现结构设计意图，又要为钢柱制作及吊装提供依据。
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、套筒连接钢筋数量等，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。
4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拼和焊接。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：各零、部件按施工图以1：1放样、号料。
③下料：依据钢柱各零、部件施工图规范，采用数控切割机及剪板机下料。
④零件矫正和成型：依据钢柱各零、部件施工图和规范。
⑤零件边缘加工：依据钢柱各零、部件施工图及技术规范。
⑥制孔：连接板采用摇臂钻制孔，根据现场施工情况钢柱上的连接板与钢柱腹板的连接孔采用配打孔工艺。且现场的一侧钢柱的连接板上的螺栓孔不能预先制孔，孔应成圆柱形，孔壁光滑，孔缘无损伤，剩屑清除干净。
⑦组装：钢柱在胎具上组装，焊接完成后，再进行现场试拼装。组装时采取卡、顶、压、支撑等措施，防止焊接变形。
⑧安装工艺耳板和连接板焊接
安装工艺耳板是钢柱吊装和安装连接的施工工艺耳板，钢柱吊耳和上下柱组对连接用板。吊耳板为双面焊角焊缝满焊，焊接在腹板中心位置，与柱端头平齐。
⑨栓钉安装焊接要求：栓钉焊接按施工图布置，画出栓钉安装焊接位置，用专用的栓钉焊接枪焊接，通过强电电流电压1－1.2S，将栓钉焊接在钢柱上。
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⑩焊接及焊缝检验
5钢柱运输
①钢柱按现场安装需要顺序运输。
②根据钢柱的重量，选用5吨挂车进行运输。钢柱应捆扎牢固，前后限位，防止运输中扭曲变形。
6钢结构安装
根据本工程的施工特点，拟用钢柱工厂内制作，现场安装，在现场使用现有塔吊进行吊装。安装顺序是从下至上，依次安装各层钢柱使用塔吊分段安装就位。
6.1柱的安装测量放线
①用经纬仪仪在柱脚位置放出基础十字控制线，并在距钢柱中心100cm处放出井字型控制网线，以备钢柱安装完毕后的复测用。
②每次安装上层柱时应采用原基础控制网轴线进行放线。
③标高测量
每安装完一节柱都应进行标高复测，做好记录。柱基础标高偏差应控制在-8mm~+5mm范围之内。若标高超差时，在安装下一节钢柱时，要提前做出处理。若长了应将上一层柱修短，若短了则将上一层柱加长。
6.2首段钢柱安装：
①首段钢柱安装采用螺母调平调整方法找正找平，首先，在基础地脚螺栓上拧上一个螺母，使单根钢柱的安装螺母调整找平至安装标高，同时，将相邻所有地脚螺栓螺母调整调平至同一标高，吊装采用塔吊，钢柱吊耳为安装吊装耳板。钢柱就位后，用两台互成90°夹角的经纬仪测量垂直度，水准仪测量标高，合格后拧紧地脚螺母，并经复测合格。
②钢柱吊装
钢柱由起重工指挥吊装至柱与柱对接上空缓慢下落，当接近对接时，安装人员应扶持钢柱对准下段钢柱，指挥点动下落，四周准备好安装连接板和安装螺栓，并且与下段耳板连接好后张开，使上段柱的下端耳板插入连接板中间，又用小撬杠插入连接板和下端耳板内，夹紧连接板穿入高强度螺栓，并在上下两耳板之间插入铁楔，初步拧紧安装螺栓，即可通过爬梯上去摘钩，吊装人员准备吊装另一个钢柱。
③钢柱无拦风绳校直和找正
钢柱对接后先控制好标高，标高测量通过上下钢柱上的标色，四面量得一致间距尺寸，再用两架经纬仪在互成90°夹角校直钢柱，其后校正扭转，使钢柱两对面相互平行，标高控制和垂直度找正均通过插入上下柱耳板之间的铁楔退出或打进调正，安装好得钢柱，用点焊将铁楔焊死。
④纠偏处理
钢柱在焊接和浇筑完混凝土后，势必存在着一定的偏差。如果偏差不大时，可采取钢板错位焊接纠偏。具体做法为：在钢柱吊装时用不同厚度的钢片垫在上下耳板间，作为纠偏的依据，待钢柱临时固定后取出钢片进行大面积焊接。每次纠偏不得大于3mm，大于3mm时应分节多次纠偏。钢柱整体偏移较大时，应在正确的位置外焊接钢板，并与原钢柱焊接连接成一整体进行纠偏。
7型钢混凝土结构模板的加固
型钢混凝土组合结构模板的加固与普通钢筋混凝土结构原理基本相同，不同的是型钢柱与型钢梁必须在型钢上焊木工专用连接器，连接器的选用和间距以及焊接的质量尤为关键，必须通过砼侧压力计算后采用。本工程加固螺杆采用Ø14，为保证连接器焊接质量，本工程采用厂里加工制作，纵向间距均为450mm，施工中特别注意检查连接器的焊接质量和螺杆与连接器的拧固质量，此是保证砼结构不涨模的关键。
8型钢混凝土结构砼的浇筑
为便于型钢柱矫正及确保垂直度及梁柱节点留孔精度，本工程地脚螺栓埋设在结构面往上100mm，地脚螺栓放置后采用无收缩C60灌浆料进行填充密实。
型钢混凝土结构因型钢在柱或梁内造成砼浇筑比普通的结构难度加大，浇筑砼时特别注意对于型钢梁砼的石子粒径和砼的和易性须严格控制，坍落度宜控制在180mm~200mm，另外在型钢柱、梁两侧应对称浇筑，防止型钢下部砼欠振和麻面现象。对于型钢混凝土结构转换层，因钢筋多，必须在梁筋施工前先浇筑竖向柱砼，后浇筑梁板砼，浇筑型钢柱砼因型钢在柱内将柱分成了几个分隔，浇筑时不能在柱的同一位置放料过多，而应该四个角均匀下料，至少两台振动棒同时对称振捣，型钢混凝土结构一般砼标号较高，在振捣上要注意赶浆法，砼流到哪里要振到哪里，避免造成型钢柱表面和型钢梁底部出现麻面现象。
参考文献：
[1]李强.清水混凝土在工程中的应用与施工新方法研究[D].华北水利水电学院，2007.
论文作者:沈东华,曹凯
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/31
标签：型钢论文; 标高论文; 混凝土论文; 螺栓论文; 胎具论文; 地脚论文; 施工图论文; 《基层建设》2017年第32期论文;