十字形断面H型钢劲性柱施工方法
技术领域
本发明属于建筑领域,特别涉及一种十字形断面H型钢劲性柱施工方法,适用于高层建筑、超高层建筑以及大跨度结构和一般构筑物的十字形断面H型钢劲性柱的安装施工。
背景技术
随着国民经济的发展,高层、超高层建筑的崛起,单幢建筑的高度越来越高,作为型钢混凝土(SRC)结构中常用的一种形式十字形断面H型钢劲性柱,具有承载能力高、刚度大及抗震性能好等优点,已越来越多地应用于大跨度结构和高层建筑以及超高层建筑。
现有的十字形断面H型钢劲性柱在安装过程中,轴线和垂直度不易控制,抗震性能差,容易发生变形,可能带来安全隐患。
发明内容
为了克服现有技术中的上述缺陷,本发明提供了一种十字形断面H型钢劲性柱施工方法,能准确控制型钢柱安装的轴线及垂直度,结构施工精度高,工程质量可靠。
本发明采用以下技术方案:
十字形断面H型钢劲性柱施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)测量定位:十字形断面H型钢劲性柱安装前,对埋件进行测设并标识出所安装的每个型钢柱的十字轴线,做为型钢柱安装定位及控制安装参数的依据;
(2)型钢柱吊装前检查、核对:成品型钢柱进场后,按照规范及图纸要求进行复核,检查型钢柱的外形尺寸及运输过程中的变形情况,对变形部位进行修复处理;
(3)型钢柱吊装就位:用起重机械将核对无误的型钢柱垂直起吊至拟安装的部位,并在型钢柱对接部位放置一圈φ6mm钢筋,预留出调整空间,方便后续的型钢柱校正施工;
(4)型钢柱临时固定:型钢柱吊装就位后,四周耳板用连接钢板夹紧并用螺栓临时固定;
(5)型钢柱校正:在型钢柱的轴线方向架设三台经纬仪,在型钢柱安装过程中对垂直度及轴线进行测量,直至该型钢柱校正安装完毕;
A轴线校正:根据测量数据,将L形钢板焊接固定于下节型钢柱正偏差一侧的翼缘板上,通过在L形钢板与翼缘板间打入三角形钢楔来带动扭转、移动型钢柱,直至各个方向的轴线位置均符合要求;
B垂直度校正:将螺杆式顶拉精调器两端分别点焊固定于上下节型钢柱翼缘板上,根据 测量数据,通过调节杆旋转螺杆式顶拉精调器,顶拉调整型钢柱的垂直度;
C型钢柱水平标高校正:使用水准仪对钢骨柱的顶面进行校正;
(6)型钢柱固定:型钢柱校正完毕,将四周耳板与连接板点焊固定,再在翼缘板内侧焊接“U”形钢板固定;固定完毕后,去除接缝处预留的φ6mm钢筋,并将接缝清理干净;
(7)型钢柱焊接:柱与柱的连接焊缝,其腹板采用V字形坡口横焊缝,翼缘板采用衬垫板单面单边坡口横焊缝。
本发明利用杠杆原理,通过钢楔及螺杆式顶拉精调器对H型钢劲性柱安装的轴线及垂直度进行调整,使H型钢劲性柱安装达到设计及施工验收规范要求。
本发明具有以下优点:
(1)可准确控制型钢柱安装的轴线及垂直度,结构施工精度高,工程质量可靠。
(2)H型钢劲性柱结构简单,变形小,焊接质量高,制作方便的优点。
(3)具有钢结构的优点,抗震性能好,充分发挥了钢材(受拉)材料的特性。
(4)安装施工简便,施工安全、快速,对施工环境要求低,可提高劳动效率方面可降低成本153元/吨。
(5)本发明可在起重机械起吊能力范围内,加大型钢柱的每次安装高度,减少安装次数,加快施工进度,减少施工费用,工期效益明显。
本发明方法适用于高层建筑、超高层建筑以及大跨度结构和一般构筑物的十字形断面H型钢劲性柱的安装施工。
附图说明
图1是本发明施工方法流程图。
图2是型钢柱对接部位钢筋放置示意图。
图3是型钢柱临时固定立面示意图。
图4是型钢柱临时固定平面示意图。
图5是型钢柱轴线调整立面示意图。
图6是型钢柱轴线调整平面示意图。
图7是型钢柱垂直度调整立面示意图。
图8是型钢柱垂直度调整平面示意图。
图9是型钢柱固定示意图。
附图标记:1-上节十字形钢柱;2-下节十字形钢柱;3-耳板;4-连接板;5-翼缘板;6-U形固定板;7-衬板;8-φ6mm钢筋;9-L形钢板;10-三角形钢楔;11-螺栓。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图对本发明实施方式作进一 步详细描述。
具体实施方式
实施例1
如图1所示,是十字形断面H型钢劲性柱施工方法流程图。具体包括以下步骤:
1、测量定位:十字形断面H型钢劲性柱安装前,对埋件进行测设并标识出所安装的每个型钢柱的十字轴线,做为型钢柱安装定位及控制安装参数的依据;
(1)计算控制线数据、埋件控制线的投设
计算每个埋件定位模板与轴线相对位置关系。在土建桩第一次砼浇注完成后和防水保护层施工完成后,通过经纬仪将定位模板的控制线分别投射在扩孔桩砼第一次浇注完成面、垫层完成面。投射后对该区域的控制线进行间距的复核。
(2)法兰盘的初步定位
待土建六层钢筋网施工完成后,根据每个基础位置的两个控制线网,使用定位模板表面的轴线控制标记,对定位环板进行初步定位,轴线和标高精确度控制在2mm范围内。
(3)安装地脚螺栓
根据初步的定位模板位置安装地脚螺栓,安装时注意对土建钢筋网片的成品保护,尽量做到定位模板位置不要移动、偏移,并对地脚螺栓丝扣进行保护。
(4)地脚螺栓精确定位
根据已经投射的控制线,通过调节定位环板的轴线位置、标高、水平度等几项内容来定位地脚螺栓的轴线位置和垂直度。通过调整定位环板下的螺母来调整地脚的螺栓标高。再次符合地脚螺栓定位情况,无误后进行永久性加固处理。
(5)浇筑砼过程中监守观测
在砼浇注过程中进行跟踪监测。
(6)柱脚锚栓埋设精度要求如下表。
(7)测量样板进行复核
用螺栓群组装样板逐个测量螺栓群偏差,样板套入螺栓群,样板上轴线标记与轴线控制线之间的偏差即可直观地反映出螺栓偏差。偏差值不大于柱底板孔半径放大值时柱子可安装到正确位置。也可以提前将样板上的孔扩大至柱底板孔径,样板套入螺栓,平移样板使样板上轴线标记与砼基础上轴线重合的过程未受到螺栓阻止则认为合格,否则应记录该点的偏差情况,在柱吊装前将柱底板孔按偏差值修正。
2、型钢柱吊装前检查、核对:成品型钢柱进场后,按照规范及图纸要求进行复核,检查型钢柱的外形尺寸及运输过程中的变形情况,对变形部位进行修复处理。吊装前,技术人员应根据拟吊装的部位核对型钢柱型号。
3、型钢柱吊装就位:用起重机械(如:塔吊等)将核对无误的型钢柱垂直起吊至拟安装的部位,并在型钢柱对接部位放置一圈φ6mm钢筋8,预留出调整空间,方便后续的型钢柱校正施工。对接部位钢筋放置示意图如图2所示。
4、型钢柱临时固定:型钢柱吊装就位后,将上节十字形钢柱1和下节十字形钢柱2的四周耳板3用连接钢板4夹紧并用螺栓11临时固定,图3是型钢柱临时固定立面示意图,图4是型钢柱临时固定平面示意图。型钢柱校正安装时,根据需要适当松开部分螺栓,校正后及时旋紧。
5、型钢柱校正:在型钢柱的轴线方向架设三台经纬仪,在型钢柱安装过程中对垂直度及轴线进行测量,直至该型钢柱校正安装完毕。
A轴线校正:图5是型钢柱轴线调整立面示意图。图6是型钢柱轴线调整平面示意图。根据测量数据,将L形钢板9焊接固定于下节型钢柱2正偏差一侧的翼缘板5上,通过在L形钢板9与翼缘板5间打入三角形钢楔10来带动扭转、移动型钢柱,直至各个方向的轴线位置均符合要求。
B垂直度校正:图7是型钢柱垂直度调整立面示意图,图8是型钢柱垂直度调整平面示意图。将螺杆式顶拉精调器两端分别点焊固定于上下节型钢柱翼缘板上,根据测量数据,通过调节杆旋转螺杆式顶拉精调器,顶拉调整型钢柱的垂直度。
C型钢柱水平标高校正:使用水准仪对钢骨柱的顶面进行校正,允许偏差0或-3mm,出现偏差进行调整。
6、型钢柱固定:如图9所示,型钢柱校正完毕,将上节十字形钢柱1、下节十字形钢柱2的四周耳板3与连接板4点焊固定,再在翼缘板5内侧焊接“U”形钢板6固定;固定完毕后,去除接缝处预留的φ6mm钢筋,并将接缝清理干净;
7、型钢柱焊接.
(1)焊缝类型
十字柱与柱的连接焊缝,其腹板采用V字形坡口横焊缝,翼缘板采用衬垫板单面单边坡口横焊缝,焊缝均为全熔透焊缝,焊缝质量要求为一级。组对时采用柱上预先加焊的上下连接板和安装螺栓。
(2)焊接方法
焊接现场施工主要采用手工电弧焊和CO2气体保护半自动焊两种焊接方式。整个施工现场分区进行焊接施工,焊接方式:采取两人对称焊的方式,同时由中间向两边施焊。
在工艺流程上首先使用螺栓和连接板将上下柱固定,焊后逐区检测安装垂直度减少累积误差创造条件。
(3)焊接
1)一般规定
型钢柱接头采用CO2气体保护焊进行焊接,焊接前,应在接头处内侧设置焊接衬板,焊接时应对称施焊,并分层、分次将接头坡口填焊完毕,尽量减小焊接产生的应力和变形;注意收集气象预报资料。预计恶劣气候到来,并无确切把握抵抗的,应放弃施焊。焊接时,焊缝间的层间温度应始终控制在85℃-110℃之间,每个焊接接头应一次性焊完。焊接完毕,应对焊缝进行外观检查并按规定进行超声波探伤检测,以保证焊接质量。若焊缝已开焊,要抢在恶劣气候来临前,至少焊完板厚的1/3方能停焊;
2)十字钢柱焊接
①先由两名焊工在无夹板的翼缘板两侧对称焊至板厚的1/3厚度,换到另外两侧焊至翼缘板厚的1/3,去掉腹板侧夹板。
②然后由两名焊工在腹板的两侧对称焊至板厚的1/3。
③再由两名焊工分别承担相邻两面的焊接,一名焊工在一面焊完一层后,立即拐过90度接着焊另一面,另一名焊工在对称侧以相同方式保持对称同步焊接。如此交替进行,直至完成焊接。
④待以上步骤完成后,由两名焊工分别将柱-柱错口处腹板与翼缘板之间的立焊逢完成。
⑤每两层之间焊道的接头应相互错开,两名焊工焊接的焊道接头也要注意每层错开,每道焊完要清除焊渣和飞溅物,如有焊瘤要铲除磨掉,焊接过程中要注意检测层间温度。
⑥手工电弧焊及二氧化碳气体保护焊、焊材和设备
a.焊条应在高温烘干箱中烘干,低氢型焊条烘烤温度为:焊条在高温箱中加热到350°C--400℃后保温1.5小时,再在高温中降温到110℃后保存;使用时从烘箱中取出立即放入100--110℃的焊条保温筒中,并须在4小时内用完。用剩余的焊条应重新放入高温中烘干后方可使用,焊条烘干次数不得超过两次,焊剩余焊条如未立即放回焊条保温筒中,保存 则须重新烘干后方可使用。
b.焊丝包装应完好,如有破损而导致焊丝污染或弯折紊乱时应部分废弃。
c.二氧化碳气瓶应倒置24小时后打开阀门把水放尽方可使用,瓶内气体高压低于1mPn时应停止使用。焊接前要先检查气体压力表上的指示,然后检视气体流量计并调节气体流量。
d.电焊机及电压应正常,地线压紧牢固接触可靠,电缆及焊钳无破损,送丝机应能均匀送丝,气管应无漏气或堵塞。
(4)焊接检验
1)焊缝外观检验
Q235系列钢结构在焊缝冷却到环境温度,Q345等低合金钢在焊毕24小时后均需进行的100%外观检验。要求焊缝的焊波均匀平整,表面无裂纹、气孔、夹渣、未熔合和深度咬边,并不和有明显焊瘤和未填满的弧坑。
2)焊缝的无损检测
焊缝在完成外观检查,确认外观质量符合标准后,按图纸要求进行超声波探伤无损检测,其标准执行“GB11345-89钢焊缝手工超声波探伤方法和结果分级”现定的检验等级。或执行AWS.D1.1的质量等级标准。对不合格的焊缝,根据超标缺陷的位置,采用刨、切除、砂磨等方法去除后,以与正式焊缝相同的工艺方法补焊,同样的标准核验。
8、复核、记录
对安装完毕的型钢柱垂直度、轴线、标高等安装参数进行复核、记录,计算型钢柱安装偏差值,在下一节型钢柱制作、安装时予以调整。