劲性混凝土结构施工技术探讨

工程概况

某工程为劲性钢筋混凝土结构体系，采用钢板加工焊接成“十”、“工”字形劲性钢柱。基础采用螺栓预埋。“工”字形钢梁腹板厚-16，翼板厚-20，在简区间连梁内设置劲性小钢梁翼板宽为100，每侧锚入支座内450，外围钢梁采用钢牛腿预埋人柱墙等支座内采用连接板用高强螺杆连接后将连接板周边进行焊接。

二、材料及施工要求

（一）型钢柱梁内钢骨、连接板、加劲板采用Q235B级碳素结构钢。按现行检测标准进行原材复试，各种规格钢材的化学成分及物理力学性能应符合国家标准GB700《碳素结构钢》的相关要求。

（二）钢骨混凝土构件中所用的栓钉，应符合国家现行标准GB10433《圆桩头焊钉》，规定，焊接采用专用设备确保锚钉质量，不得采用手工焊，将锚钉打弯成90度检查是否发生开裂。

（三）钢骨柱由钢板焊接而成，每一截钢骨长度为层高减5mm，对接在现场采用手工电弧焊接。柱翼缘开v形坡，腹板开K形坡，采用全熔透焊缝，焊条采用ESO型，根据国家标准《手工电弧焊焊缝坡口的形式和尺寸》和《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》的规定，焊接连接处的焊缝强度不小于构件强度，现场工地钢骨结构的焊缝应进行无损伤检验。

（四）劲性钢构件，必须由专业厂家根据设计文件二次深化设计，二次深化须充分考虑现场施工做法，考虑梁柱节点施工，控制好钢牛腿及穿筋孔的标高位置，报施工单位复核无误后送设计院审批、确认。钢骨按二次深化在工厂的标准流水线工作平台上焊接、检测、调直。

三、劲性钢构件制作和验收

钢结构构件制作，必须由专业钢结构加工厂按照《钢结构工程施工及验收规范》制作。采用自动埋弧焊进行焊接，确保划线、切割、焊接、组装的施工工艺和技术参数要求。首先根据二次深化将构件分解放样编号，并对分解构件部位的穿筋孔位置及标高复核，对牛腿标高进行检查元误后发现场开料，现场穿筋孔采用磁力钻进行打孔，检查无误后进行组装。组装中必须注意组装顺序，十字形钢骨柱由工字板及两块T字板顺序进行操作组装必须设计加工专用的拼装模架各夹具，钢板加工合格后在组装前须进行校正，用专门的模架及夹具将刨边处理好的型材组装。现场验收钢构件的外观，包括：钢构件的表面及焊缝清理、有无损伤、钢构件的長度、截面尺寸、是否扭曲、牛腿的标高、穿筋孔的位置、大小及数量等，并做好详细的检验记录。

四、劲性钢结构施工

（一）劲性铜柱分段

劲性钢柱的生产及现场施工必须充分考虑现场吊装环境，针对现场吊机的位置制定合理的吊装路线，分析各吊装点起重量，严格控制大型机械的安全使用，严禁超重作业，对部分钢柱层高较高，吊臂较远起重量较轻的进行分段，分段原则上，主要按设计要求的连接节点，结合塔机最大起重臂长及起重量性能，按照卸料区塔机起重臂长及起重量、楼层钢柱每节重量，确定钢柱长度及重量。具体现场卸料区对应臂长最大吊重。

（二）柱脚施工

钢柱脚埋设采用高强螺杆预埋式。在基础底板面上钢柱下口采用端板连接与底脚预埋件连接，端板与底板之间预留50空隙采用高强灌浆料进行填实，固定板中间开直径150以便排气，确保固定板下口密实。基础节钢柱下口开坡口与-40厚端板焊接，待混凝土浇筑完成后精确定位测量放线后进行吊装，端板与固定板之间使用双螺母便于钢柱垂直度调节，用两台精纬仪精确进行垂直校正后，清理后灌灌浆料同时观察校正。泵送混凝土浇筑前将柱筋焊接固定死，然后用020的钢筋从四个方向将螺杆与底筋进行斜拉将螺杆校正后焊牢确保不产生偏移。

（三）吊装

塔吊在整个建筑物平面及卸料区内，均满足钢骨的起吊要求。由于钢骨柱的长度不太长、板材较厚，整个强度和稳定性均满足吊装要求。将夹板连接孔调至钢柱腹板上，吊装时利用钢柱腹板上的连接孔吊装。就位后，利用连接板作临时固定。柱就位时，使上下柱接头处两个方向的安装线对齐，用高强螺栓（充当临时螺栓）把连接板和连接夹板连接，并充分拧紧，柱与柱接头处按照工艺要求采用5mm锲块进行调节。操作人员上下，禁止直接攀缘柱外侧的抗剪栓钉上下，必须搭设专用云梯。

（四）校正

钢结构柱、梁等安装就位后立即进行校正和固定。当天安装的钢构件应形成稳定的空间体系。用经纬仪分别在两个方向对型钢柱进行初步校正。控制安装标高及轴线精度。底脚安装时，在固定上测设十字向轴线标志，与钢柱底脚钢板上的十字线对应；标高控制，利用钢柱底脚螺母进行调节。在固定板与钢柱底板间设置双螺母。精调后螺栓上下双面围焊。各节钢柱间的连接，采用楔块校正。从钢柱接头处的四处耳板间隙打入钢楔块，通过打入钢楔块的深度校正钢柱的垂直度、标高以及钢柱组装对接间隙。校正后紧同高强螺栓完成终拧。

（五）测量控制

劲性钢柱的人为加工误差、吊装就位误差，均对钢结构安装精度产生影响，安装中采取有效措施，严格控制安装垂直误差和安装水平标高误差。

①安装垂直度偏差的控制

估计可能出现的垂直度偏差变化方向和数值，预留预倾量，在安装焊接过程中，将其抵消，保证钢柱垂直度。采用临时支撑稳固，初次校正、支撑，焊接、测量闭合循环检查。

②水平标高误差控制

根据楼层标高测量劲性钢柱顶标高误差，现场按1米高进行控制，每节劲性钢柱制作时，就控制钢柱尺寸为“负值”，即比原下料尺寸略小点，控制在5mm以内。以便决定处理方案。由于控制钢柱尺寸为负值，柱接头之间产生了缝隙，加5mm厚钢垫片调整。

（六）钢筋工程

劲性混凝土柱、粱节点处，在劲性梁翼缘或框架梁上下排纵向主筋相对应处增设水平加劲板，并在柱钢骨翼缘上加焊“工”形钢牛腿。既可加强被削弱的钢柱、钢梁，又便于焊接纵向钢筋。劲性梁体受力主筋与-20劲性柱钢骨处，中央主筋直接穿过腹板锚固，边端主筋夹住翼缘板通过，并穿过梁腹板预留孔，使混凝土梁体主筋在钢柱节点处满足设计要求。此类柱上水平加劲板，外侧可稍向上形成一定的坡度，并在十字交叉部位留孔。以便混凝土浇筑对内部气体排出及振动棒插入，确保混凝土的密实性，而不形成内部空洞。

（七）混凝土工程

劲性钢柱根据层高进行分段施工，每层劲性钢柱模板采用一次支模成型，分层浇筑的方式，每层浇筑高度约为400-600，采用插入式振捣器振捣。放料均匀从四个面施放，避免因为集中放料导致钢柱出现倾斜，由于劲性柱不同于普通钢筋混凝土柱，钢结构限制了硅的流动，振捣棒需从四面插入振捣，投料也需四面下料，保证混凝土浇筑的密实性。浇筑时不要让输送泵的输送口直接对准钢柱，减少对柱身的冲击力，加强施工过程监控。