劲性柱安装施工探析

劲性柱安装施工探析

摘要：建筑工程中采用劲性柱，可缩小柱的截面。但施工难度较高。本文结合工程实例，介绍劲性柱的施工过程及施工效果。 关键词：劲性柱；焊接；安装；垂直度

劲性钢筋砼是以钢骨（轧制型钢或焊接型钢）周围配置钢筋并浇筑砼的埋入式组合构件形成的结构体系。由于它兼有钢结构的延性和钢筋砼结构的耐火性，承载能力高，整体刚度好，节省维护费用等优点，特别适用于高烈度地震区的工业和民用建筑及高层建筑，使建筑物既有较大的可利用空间，又有很强的抗震性能。而由于钢骨砼柱充分发挥了钢与砼两种材料的特点，具有截面尺寸小、自重轻、延性好以及优越的技术经济指标等特点，在高层或超高层钢筋砼结构下部的若干层采用钢骨砼柱，可以大大减少柱的截面尺寸，显著改善结构的抗震性能。 1工程概况

某站房总建筑面积124520m2，其中，地上部分120394.54 m2，地下部分14125.46m2。其中进站厅长139.7 m，宽118m，1层层高8m，为中部无柱大空间，采用劲性钢筋混凝土柱及大跨度钢结构综合结构。2层设计采用劲性钢筋混凝土组合柱、柱截面1250×2200（10根），1800×1800（10根），1900×1900（2根），分别内配h型700×500mm翼缘板厚36mm腹板厚20，h型700×350板厚36和20，t型710×350板厚30和20的劲性柱两根，剪力键采用角钢l

75×50×10加劲板厚8mm。

2.施工规范

施工过程中，必须依据gb 50205-95钢结构工程施工及验收规范、gb 50221-95钢结构工程质量检验评定标准、gb 50204-92混凝土结构工程施工及验收规范、gbj 300-88建筑安装工程质量检验评定统一标准中的有关规定进行施工及验收。材料必须有出厂合格证和试验报告，不合格的材料严禁用于工程。 3.劲性柱安装 3.1安装前的准备工作

①工作开始之前必须取得基本阶段验收的合格资料，内容包括轴线、标高(关系到梁筋的穿筋孔标高)、预埋螺栓位置等，并复核是否符合图纸要求。②对因堆放不恰当、运送不恰当等原因造成变异超差的构件应进行调整。清理构件外面上的油污、泥砂、灰尘等物。③检查每段柱的编号与构件轴线标志是否明确、正确，构件数量符合与否。④对工装与机具设备进行全面性严密检查。⑤所使用的计量工具必须符合使用要求，并在整个施工过程中定期检查。 3.2型钢柱安装工艺

1）预埋锚栓及定位埋件安装：先验收基坑，验收合格后承台钢筋绑扎和安装预埋件底座，由于承台基础放线时在基坑内，误差大，必须进行轴线复合，当确保轴线正确后，安装锚栓及定位埋件，调

整好轴线位置、标高等后，再进行固定，然后用掺加15%uea的无收缩混凝土固定锚栓及埋件。浇筑混凝土时严禁扰动预埋锚栓。 2）首段劲性钢柱安装：安装前必须复测预埋件的轴线位置、标高，经复检合格后进行首段型钢柱安装。安装前，在每根型钢柱基础上设置4组垫铁，校正时用垫板调整柱垂直度、标高，在纵横控制轴线上各布设1台经纬仪控制垂直度，用水准仪控制标高。 3）基础承台大体积混凝土施工：首段型钢柱安装完后，绑扎柱插筋，并加固，再次校正型钢柱的垂直度，隐蔽验收后进行混凝土浇筑。该劲性钢筋混凝土柱的承台截面尺寸4400mm×4 400 mm，高2600 mm，为大体积混凝土施工，施工中应注意以下几点： ①为减少水泥水化热，降低混凝土的温升值，在混凝土中掺加水泥用量4%的复合液，它具有防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂4种外加剂的功能。选用10.40 mm连续级配碎石。砂、石含泥量控制在1%以内，并不得混有有机质等杂物，满足设计和混凝土可泵性的前提下，适当增加粉煤灰，减少水泥用量。严格控制混凝土入模温度，施工过程中应对碎石洒水降温，保证水泥库通风良好，采用低温水搅拌混凝土，使入模温度控制在25℃以下。②分层浇筑：每层约800~900深(每一大层内仍须做到斜面分层)，待每层达到预定高度后略作停歇，约1 h~2 h后混凝土完成相当部分早期沉缩，散发了大量的早期水化热，此时再集中覆盖下一层混凝土，并于两层混凝土之间进行二次振捣(二次振捣时间应在下层混凝土初凝前，

振捣棒插入振捣拔出后原位孔洞能立即恢复为准)，确保深厚混凝土施工质量。浇筑时要从承台四周均匀浇筑，防止型钢柱偏移。③加强混凝土的养护及测温工作：采用蓄水法保温养护，混凝土浇灌完毕并可上人后(满足上人条件即可，不必等至混凝土终凝)，盖双层毛毡或草帘，注入开水和冷水掺合40℃~50℃的温水，初期蓄水时应避免直接冲刷强度仍很低的混凝土面层，保温养护期完全结束后抽取积水，蓄水深度达19 cm以上。

4）上部劲性钢柱安装：利用腹板上的8个安装螺栓及十字形专用吊具进行吊装，吊装用螺栓要经计算确定。上节柱插入下节柱之后，利用制作时在型钢柱上划出的中心线就位、校正垂直度，并利用制作时在型钢柱两端翼板上100mm处划出的组装线，量得组装对接间隙一致，然后对4块连接板临时固定(螺栓不能拧紧)，经调整好标高、轴线位置、垂直度后，拧紧连接螺栓，点焊固定四面翼板，点焊长度50mm~60mm，焊缝高为1/3钢板厚度，点焊固定后摘除吊钩。

5）劲性钢柱的焊接：①焊接顺序：腹板与翼板立缝→翼板→腹板。②每根柱由2名焊工采用对称同步等速焊接，为减少焊缝中扩散氢气量，防止冷裂缝和热影响区延迟裂纹的发生，应在坡口尖端部，用超低氢型焊条打底2层~4层，然后再用低氢型焊条施焊。焊接采用手工电弧焊，方法为多道横向焊，每个方向焊接3道~4道后，换一个方向焊接，并随时观测垂直度有无变化。如发现钢柱向某个

方向发生偏差时，立即停止该方向的焊接，再在相对方向多焊几层，待纠偏调直后，再开始同步对称焊接。焊接前，必须首先对焊缝周围钢板预热至100℃~150℃。冬雨季施工时，应采用挡风防雨措施。上下柱平缝必须一次焊完，以免在焊缝处出现裂缝。③柱与柱的焊接接头，应经试验后测出焊缝收缩值，反馈到钢构件制作厂，作为加工参考依据(一般收缩量为2mm~3mm)。④上下柱的连接耳板，要在焊肉达到母材厚度1/3时才允许割除。连接板的割除应距母材表面10 mm~15 mm，并要求均匀平整。引弧板、灭弧板必须割除，以免裂缝向内延展。⑤焊接后热处理可以消除残余应力，同时还可以溢出残留氢。具体做法是在焊缝区板厚的2倍~3倍范围内，用气焊枪均匀加热到150℃~200℃，时间控制在30min以内，焊缝预热后，应用丝棉被覆盖，使焊缝区缓慢冷却到常温。⑥使用超声波探伤仪检查焊缝质量，经检查合格的焊缝，可以进行下道工序；对不合格的焊缝应清除修补。修补用碳氢弧气刨将焊缝缺陷除掉，然后再重新施焊。一条焊缝修补不得超过两次。该工程为一级焊缝，经过100%探伤检查，合格率100%。每一次土建浇筑支模前后还分别进行校正工作以确保安装精度。 3.3劲性柱模板工作

由于劲性梁柱混凝土出现振捣不实，蜂窝、麻面、漏浆，劲性结构骨架置于钢筋网架内，不便于固定模板的对拉螺杆穿过，模板收紧困难。劲性柱采用定型组合胶合板模板，竖向采用50 mm×100

mm硬木方，间距200 mm~250 mm，横向加100槽钢组成，其间距为距楼面1.8 m范围内为450 mm，其余全为350 mm。槽钢四周对拉螺杆连接，经征得设计同意，可于柱中劲性结构上焊接螺杆固定模板，提高侧模刚度以加强模板的定型。 3.4劲性柱浇筑

由于钢筋混凝土柱截面较大，浇筑时应沿钢柱周围均匀施工，以避免混凝土对钢柱单边侧压力过大造成钢柱偏移，并应分层浇捣，分层厚度宜为300 mm~400 mm。振动棒先振捣柱四周部位，再振捣中间部位，使混凝土与型钢结合紧密。由于柱内型钢限制了混凝土流动，因此混凝土应对称均匀下料，对称振捣，必要时于翼缘板上开孔，振捣时，确保无气泡上冒为宜。

浇筑时，往往由于标高控制不好在加劲肋板下方产生缝隙，影响结构受力，因此，柱内混凝土浇筑标高应注意控制在高出肋板30 mm~50 mm，以确保加劲肋板下方混凝土密实。 3结束语

本工程的劲性钢筋混凝土柱完工后，由于施工质量好、速度快，受到建设单位、当地建筑工程质量监督站的一致好评。施工期间，各级建设主管质检部门的领导都莅临现场指导，许多兄弟单位也到现场观摩学习，为该地区的同类项目积累了可贵的施工经验。 注：本章论文的所有图表及公式以pdf形式查看