十字箱型截面钢柱结构的施工方法技术领域
本发明涉及一种十字箱型截面钢柱结构的施工方法，属于钢结构工程领域，适用
于十字箱型等异形截面钢柱的加工、底座连接施工、混凝土梁板连接施工以及外包混凝土
施工等。
背景技术
随着我国建筑钢结构加工技术的成熟和行业的快速发展，钢结构被广泛应用于大
型公共建筑，为了满足建筑设计要求，使得结构形式由简入繁，结构截面也由单一性向复杂
性转变，结构主体外露的全明通透结构形式使用越来越多，这样对钢结构的加工、安装提出
了更高要求。
箱型截面钢结构柱是比较常见的结构形式，但几个箱型组合起来的十字箱型柱使
用较少。十字箱型截面钢结构柱，相当于5个矩形箱体组合起来的十字箱型截面，具有加工
过程复杂，截面焊缝量大、焊接工艺和施焊顺序复杂，焊接时的伸缩变形对钢柱质量影响较
大缝特点，钢构件的焊接工艺对焊接质量和外观效果影响非常大；现场存在钢柱分段吊装
时，5个矩形箱体中的内箱出4道焊缝，没有焊接的操作空间，无法实现焊接的施工难题；十
字箱型截面柱下端与基础连接，以及与梁板间的连接存在不同材料间的连接问题。
发明内容
本发明的目的在于针对十字箱型截面柱加工、安装施工中存在的问题，提供一种
十字箱型截面钢柱加工及安装施工方法，将十字箱型柱分解为大底板、中腹板、大盖板、外
腹板、上部箱体和下部箱体6个单元，在充分考虑焊接作业面设置和控制焊接变形的基础
上，设计并优化了十字箱型异形截面焊接工艺；采用预留后盖板的焊接手孔技术，在下料、
制作时，十字柱的4个外箱截面处，相互错位留设后盖板给现场焊接留出操作手孔，内箱截
面对接焊缝施焊完成后，进行后盖板焊接；十字箱型截面钢柱的下端焊接于十字箱型底座
上，十字箱型底座上设置钢筋贯穿孔，与下部基础钢筋笼连为整体并浇筑混凝土。
为了实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：
一种十字箱型截面钢柱结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、十字箱型柱加工：在加工胎架上放置大底板，将中腹板焊接于大底板上，沿纵
向每隔一段距离焊接一道中隔板，在中腹板和中隔板上焊接大盖板，在大盖板和大底板两
侧焊接外腹板，在大盖板上依次焊接上腹板、中隔板和上盖板，通过手拉葫芦将已焊接完的
结构翻转，在大底板上依次焊接下腹板、中隔板和下盖板，在焊接加工好的十字箱型柱的表
面焊接栓钉；在十字箱型柱的四个分支上分别焊接两道预连耳板；
步骤二、底座加工：按照步骤一的方法加工一段长度1.0m的十字箱型柱，在其底端依次
焊接底座加劲板、底座隔板、底座连接板和底座板，并在底座加劲板、底座隔板、底座连接板
以及十字箱型柱相应位置设置钢筋贯穿孔；
步骤三、预留槽施工：按照设计所采用的基础型式进行施工，绑扎基础钢筋骨架，预留
连接筋，在预留槽处支设模板并浇筑混凝土；
步骤四、安装十字箱型柱底座：将十字箱型柱底座置于预留槽中，连接筋穿过钢筋贯穿
孔，采用钢筋连接栓紧固；
步骤五、吊装十字箱型柱：利用塔吊将加工好的十字箱型柱吊至十字箱型柱底座上方，
缓慢下放使十字箱型柱与十字箱型柱底座中心对齐，通过螺栓将双层钢片与预连耳板相
连，将十字箱型柱与十字箱型柱底座临时固定，在连接焊缝处通过焊接将十字箱型柱与底
座连接后，拆除预连耳板；
步骤六、十字箱型柱外包混凝土施工：在十字箱型柱外侧支设模板，并浇筑混凝土；
步骤七、十字箱型柱与梁板结构连接施工：在混凝土梁板的主筋与十字箱型柱相连位
置设置加劲板，加劲板上焊接连接筋，通过钢筋连接器与主筋相连，支设模板并浇筑混凝土
完成十字箱型柱与梁板结构连接施工；
步骤八、十字箱型柱外表漆装施工：十字箱型柱未外包混凝土部分进行除锈作业后，喷
涂油漆进行外表漆装施工。
所述中隔板上有圆形开孔；大底板、大盖板、上腹板和下腹板上相应位置设有开
口，以便十字箱型柱加工完成后在其底部形成内部焊接窗口；所述预连耳板设置于十字箱
型柱上下端的四个分支上，每个分支设置两个。
所述底座隔板上设有混凝土浇筑排气孔。
所述预留槽周边钢筋骨架经过加密形成加强型钢筋骨架，在预留槽的底部预埋连
接螺栓，以便与十字箱型柱底座板连接固定。
所述连接筋焊接于加劲板上，延伸并采用螺栓固定于十字箱型柱侧壁上。
本发明具有以下特点和有益效果：
（1）该方法将十字箱型柱分解为大底板、中腹板、大盖板、外腹板、上部箱体和下部箱体
6个单元，共12块板，设计并优化了十字箱型截面焊接工艺，方便焊接作业，有效控制焊接变
形；
（2）采用预留后盖板的焊接手孔技术，在下料、制作时，十字柱的4个外箱截面处，相互
错位留设后盖板给现场焊接留出操作手孔，内箱截面对接焊缝施焊完成后，进行后盖板焊
接；
（3）十字箱型截面钢柱的下端焊接于十字箱型底座上，十字箱型底座上设置钢筋贯穿
孔，与下部基础钢筋笼连为整体并浇筑混凝土，提高十字箱型柱与基础连接强度；
（4）十字箱型柱与梁板结构连接施工时，在混凝土梁板的主筋与十字箱型柱相连位置
设置加劲板，加劲板上焊接连接筋，通过钢筋连接器与主筋相连，支设模板并浇筑混凝土，
有效保证十字箱型柱与梁板结构的连接强度。
附图说明
图1是十字箱型柱与基础、梁板结构连接示意图；
图2是基础预留槽示意图；
图3是十字箱型柱与基础连接示意图（1-1剖面图）；
图4是十字箱型柱截面图（2-2剖面图）；
图5是十字箱型柱与梁板结构连接示意图（3-3剖面图）。
图中：1-基础底板，2-基础钢筋骨架，3-预留槽，4-十字箱型柱，5-栓钉，6-中隔板，
7-连接焊缝，8-混凝土梁板，9-主筋，10-加劲板，11-预连耳板，12-外包混凝土，13-连接筋，
14-大盖板，15-大底板，16-中腹板，17-外腹板，18-上腹板，19-下腹板，20-上盖板，21-下盖
板，22-底座加劲板，23-底座连接板，24-钢筋连接栓，25-底座隔板，26-底座板，27-连接筋，
28-钢筋连接器。
具体实施方式
本发明实施方式中钢板放样制作、钢筋笼绑扎、焊接、吊装等施工技术要求不再赘
述，重点阐述本发明的实施方式，下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步详细说明，
该说明并不局限于以下实施例。
图1是十字箱型柱与基础、梁板结构连接示意图，图2是基础预留槽示意图，图3是
十字箱型柱与基础连接示意图（1-1剖面图），图4是十字箱型柱截面图（2-2剖面图），图5是
十字箱型柱与梁板结构连接示意图（3-3剖面图），参照图1~5所示，十字箱型截面钢柱结构
包括十字箱型柱4和底座，底座设于基础1的预留槽3内；十字箱型柱4由大底板15、大盖板1、
中腹板16、外腹板17、上腹板18、下腹板19、上盖板20和下盖板21通过焊接形成整体；十字箱
型柱4与混凝土梁板8连接处设有加劲板10，加劲板10上焊接连接筋27，混凝土梁板8的主筋
通过钢筋连接器28与连接筋27连接；十字箱型柱4的下部外表面设置栓钉5和外包混凝土
12；底座由一段长度为1.0m的十字箱型柱、底座加劲板22、底座连接板23、底座隔板25、底座
板26焊接而成；基础1的基础钢筋骨架2穿过底座上的贯穿孔，通过钢筋连接栓24与底座连
为整体。，
十字箱型柱4截面尺寸为900×900mm，四个分支截面尺寸为350×275mm，钢板厚度
35mm。
中隔板6尺寸为280×240mm，上有圆形开孔；大底板15、大盖板14、上腹板18和下腹
板19上相应位置设有开口，以便十字箱型柱加工完成后在其底部形成内部焊接窗口，窗口
尺寸为240×240mm；预连耳板11设置于十字箱型柱上下端的四个分支上，每个分支设置两
个。
底座隔板25上设有混凝土浇筑排气孔。
预留槽3槽口尺寸为1200×1200mm，深度500mm，槽底尺寸为1000×1000mm，周边钢
筋骨架经过加密形成加强型钢筋骨架，在预留槽3的底部预埋连接螺栓，以便与十字箱型柱
底座板26连接固定。
连接筋27焊接于加劲板10上，加劲板采用对边距为1240mm的八边形钢板制作，延
伸并采用螺栓固定于十字箱型柱4侧壁上。
上述十字箱型柱结构加工及安装的主要施工过程如下：
步骤一、十字箱型柱4加工：在加工胎架上放置大底板15，将中腹板16焊接于大底板15
上，沿纵向每隔一定距离焊接一道中隔板6，在中腹板16和中隔板6上焊接大盖板14，在大盖
板14和大底板15两侧焊接外腹板17，在大盖板14上依次焊接上腹板18、中隔板6和上盖板
20，通过手拉葫芦将已焊接完的结构翻转，在大底板15上依次焊接下腹板19、中隔板6和下
盖板21，在焊接加工好的十字箱型柱4的表面焊接栓钉5；在十字箱型柱4的四个分支上分别
焊接两道预连耳板11；
步骤二、底座加工：按照步骤一的方法加工一段长度1.0m的十字箱型柱，在其底端依次
焊接底座加劲板22、底座隔板25、底座连接板23和底座板26，并在底座加劲板22、底座隔板
25、底座连接板23以及十字箱型柱4相应位置设置钢筋贯穿孔；
步骤三、预留槽3施工：按照设计所采用的基础型式进行施工，绑扎基础钢筋骨架2，预
留连接筋13，在预留槽3处支设模板并浇筑混凝土；
步骤四、安装十字箱型柱底座：将十字箱型柱底座置于预留槽3中，连接筋13穿过钢筋
贯穿孔，采用钢筋连接栓24紧固；
步骤五、吊装十字箱型柱4：利用塔吊将加工好的十字箱型柱4吊至十字箱型柱底座上
方，缓慢下放使十字箱型柱与十字箱型柱底座中心对其，通过螺栓将双层钢片与预连耳板
11相连，将十字箱型柱与十字箱型柱底座临时固定，在连接焊缝7处通过焊接将十字箱型柱
与底座连接后，拆除预连耳板11；
步骤六、十字箱型柱外包混凝土施工：在十字箱型柱外侧支设模板，并浇筑混凝土；
步骤七、十字箱型柱与梁板结构连接施工：在混凝土梁板8的主筋9与十字箱型柱相连
位置设置加劲板10，加劲板10上焊接连接筋27，通过钢筋连接器28与主筋9相连，支设模板
并浇筑混凝土完成十字箱型柱与梁板结构连接施工；
步骤八、十字箱型柱外表漆装施工：十字箱型柱未外包混凝土部分进行除锈作业后，喷
涂油漆进行外表漆装施工。