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合肥置地广场C座十字形钢骨混凝土柱施工

时间:2016-05-03来源: 作者: 点击: 322次


许莹,江昔平,许周

(1.安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南  232001

2.中建三局建设工程股份有限公司,安徽合肥  230000;)

摘要】 结合合肥置地广场C座项目工程,介绍了超高层建筑十字形钢骨柱的施工技术及施工流程,着重描述了钢骨柱的分段吊装技术,以及柱间临时支撑的设置。成功地解决了在外框架梁为混凝土梁的条件下,单根柱稳定性差的问题。设计专用装配式操作平台保证高空施工的安全性,并且在钢骨柱节点钢筋施工中采用了多项细部优化优措施,各环节的高标准施工为整体结构的刚度与稳定性做出了重要贡献。

关键词】 高层建筑;十字形钢骨柱;分段吊装;柱间支撑;节点钢筋工艺优化

 

Construction Technology of Cross-shaped Steel Reinforced Concrete Column Of Hefei Real Estate Square Tower C

Xu Ying,Jiang Xiping,Xu Zhou

(1. Department of Civil Engineering,Anhui University of Science and Technology,Huainan 232001,China;2.Build three innings construction engineering co., LTD,Hefei 230000,China)

Abstract: According to the project of Hefei real estate square tower c,the authors introduce the construction technique and construction process of cross-shaped composite steel column in super high-rise building ,the authors emphatically introduce the subsection hoisting technology of the steel column,and the settings of temporary support between columns.It successfully resolved the problem of poor stability in single column under the conditions of concrete beams in the frame beam.Designing special assembly operation platform to ensure the safety of Spider-Man,and using a number of optimized measures in the construction of node in steel.High standard construction in each link contributes to the stiffness and stability in the whole structure.

Key words: high-rise building;Cross-shaped Composite Steel Column;subsection hoisting;column bracing;Optimization of the process of the joint bar

 


1 工程概况


合肥置地广场C座位于合肥市政务文化新区龙图路与怀宁路交口西北角,为一大型的超高层综合性大厦,总建筑面积为104742.29 m。主楼部分地上有51层,层高为3.8m,其中首层6m,地下设有4层,层高分别为3.7m3.8m5.5m4.7m,总建筑高度为207.3m。该大厦首层南侧为办公大堂,西侧局部为商业出入口,2-4层为商业层,5层以上为办公层。C座属于033地块置地广场工程的一部分,竣工已成为合肥超高层大厦的标志性建筑之一,成功荣获了省优“黄山杯”。

本项目工程所在地抗震设防烈度为7度,据水文地质环境勘测,建设场地地下水对钢材具有弱腐蚀性。该工程主楼采用目前广泛应用的混凝土框架-核心筒混合结构,框架柱为钢混结构柱,结合了钢筋混凝土与钢结构的优点,柱截面为方形,其中地下部分截面尺寸1300mm1300 mm1400mm1400mm,地上部分截面尺寸有1300mm1300mm1100mm1100mm1200mm1200mm1000mm1000mm等。本工程钢柱采用劲性十字形钢骨柱,柱截面如下图所示:

 

图1 十字形柱截面

Fig.1  Cruciform column section

2 安装重难点及解决方案

重难点:

1)整个033地块置地广场工程占地面积约5m2C座在结构施工阶段可用场地狭小,钢骨柱在吊装过程中,已建楼群制约塔吊的布置。

2)地下室存在部分劲性柱,定位安装、柱身分节、节点钢筋连接等是施工难点。

3)主楼地上51层、标准层建筑面积2000m2,在超高层建筑的结构施工阶段,钢柱的垂直吊装是一项重难点,须综合分析钢结构最重构件、材料吊装运输工程量等因素。

解决方案:

1)根据置地广场工程施工进度情况,保证现场形成环路,综合考虑塔吊选型,科学布置施工总平面。

2)根据塔吊的配备合理深化钢构件加工分节,在专项施工方案的基础上严格把关劲性柱各环节施工工艺及质量。

3)钢骨柱混凝土浇筑采用泵送混凝土,超高压泵送,管道内压力最大达到18Mpa,主塔楼采用φ125×9.5mm超高压泵管泵送。

4)本工程在施工阶段采用1TCT7527塔吊,臂长45m,最大起重量20t,和一台TC7525塔吊,臂长35m,最大起重量16t

3 钢骨柱施工工艺

3.1 钢骨柱预埋

锚栓预埋在土建结构底板施工时穿插进行,采用套板中间开洞进行定位,测量校正后,用限位钢筋与绑扎好的底板钢筋焊接,确保其不发生偏移。钢骨柱定位套架见下图:

4

图2 劲性柱定位套架

Fig.2  Composite column positioning sleeve holder

钢骨柱的预埋在整个钢柱施工过程中起着至关重要的作用,是保证施工质量与精度的第一步。本工程采用的十字柱定位套架保证了锚栓的预埋精度,从而保证了钢骨柱施工吊装前的柱脚的稳定性。同时也保证了整体结构框架的强度和质量。

下图从锚栓预埋定位、结构底板钢筋绑扎与焊接、底板混凝土浇筑等各个关键环节详细清晰地展示了本工程钢骨柱的地脚预埋流程。


 

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3 预埋流程

Fig.3 Embedded process

3.2 钢骨柱吊装

3.2.1 吊点设置


在钢骨柱的安装过程中,吊点设置直接影响了整个钢骨柱的稳定可靠,把十字形钢骨上端的四个连接板设置为吊点。为了满足每一段钢骨吊装的精度与垂直度要求,上下与左右吊点间都要对称且保持垂直。吊装前,上一节钢骨顶面与待吊装钢骨底面必须仔细检查,保持干净。

 

 

 

 

 

 

 

 

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      Fig.4Temporary connection

3.2.2 吊装流程

施工准备钢柱进场验收测量放线吊装前准备第一段钢骨吊装第一段钢骨临时固定第一段钢骨测量校正验收

验收合格后进行下一段钢骨吊装,验收不合格的继续对第一段钢骨用千斤顶进行测量校正,直到验收合格为止,然后再进行下一段钢骨的吊装,依次往下。

3.2.3 操作架搭设

钢骨安装首先是处于高空作业,难度与危险性较大,其次超高层建筑施工工期长。又由于受到很多不利因素影响与制约(如风吹、雨淋),保证施工过程中高空焊接作业的安全性、稳定性和舒适性是钢骨柱安装成功的关键之一。

本工程设计的是专用可装配式的焊接操作平台,长宽尺寸基本以离钢骨柱外截面1m为操作平台的长宽尺寸。在地面上与下层钢骨连接固定,四周设置防护栏,每一面纵向为2道,横向为3道,操作平台设置详见下图:

 

5 操作平台设置示意

Fig.5 Operating platform settings

3.2.4 钢骨柱吊装

钢骨柱的分节:

钢骨柱的分节原则是考虑塔吊的起重能力,按两至三层为一节分段。本工程钢骨柱采取两层一节吊装技术,每节的重量都在塔吊的起重能力范围内,并留有10%的富裕能力。

TCT7527塔吊45m臂长最大起重量20t、末端起重量7.0tTC7525塔吊35m臂长最大起重量16t、末端起重量7.4t。根据钢骨柱的分节和塔吊吊装能力进行分析,钢骨柱最重构件在塔吊的起重能力范围之内,塔吊的选择满足吊装和工期需求。

首节钢骨吊装:

1)柱脚锚栓已经安装完毕后,塔吊吊起钢骨后直接安装就位在柱脚锚栓上,并复测预埋件保证安装精度。

2)塔吊提升钢骨到预定位置,稳定后慢慢下落,放置在已安装好的柱脚锚栓上,并将柱的定位中心线与地面定位中心线对齐,上部拉上揽风绳或者在相应部位设置刚性支撑来弥补钢骨稳定性不足的缺点。

剩余钢骨的吊装:

1)剩余钢骨吊装相比于首节钢骨的吊装特殊之处在于:上部剩余各节钢骨柱柱头用的是连接板和螺栓一起固定,把两节柱连接在一起,然后再调整一下垂直度保证与下部柱垂直。

2)每段钢骨吊装到位后,都要与下节柱从中心到边缘对齐一致。接着连接好下一节待安装钢骨安装过程中使用的临时连接板。为了避免最后出现误差累积,影响工程质量,每一节钢骨吊装完毕后都要进行调整与校正,校正采用千斤顶进行。

3)按以上类似方法依次安装剩余的钢骨,直到框架结构所有钢骨安装完毕。钢骨之间临时连接板待校正与焊接结束后,就可以按要求与计划小心割除了。后续施工过程中不再使用。

3.2.5 柱间临时支撑设置

在钢骨的安装过程中,本工程特别考虑钢骨在框架结构中的稳定性,设置临时支撑。施工过程中,临时支撑承载结构的自重和施工过程中产生的荷载,因此临时支撑的设置具有重要作用。

本工程在设置临时支撑前需要对临时支撑的弯曲失稳状态以及整体稳定性状态进行综合的分析,考虑刚度与稳定性等因素来保证支撑各个杆件的变形在弹性范围之内,并且具有一定的安全储备,从而保证钢骨在施工过程中具有足够的稳定性。

由于临时支撑在结构施工完成之后要拆除,所以对临时支撑的施工质量不作太高的要求,一般来说都是低于主体结构的施工质量。但是必须要保证其支撑强度满足要求,满足主体结构钢骨柱的整体稳定性。

该大厦外框梁为混凝土梁,框架结构主体高度大也就意味着对每层每节钢骨的安装精度与稳定性必须高标准严要求。又由于外框劲性柱之间无钢梁连接,单根柱的稳定性较差,很难保证钢骨柱在超高层建筑连接稳定性。

为此,在外框劲性柱安装过程中增加临时支撑措施,在每节钢骨的上部连接耳板下面设置一道临时支撑,加强单根柱的稳定性。支撑设置布置图如下所示:


 

6 临时支撑措施布置

Fig.6 Arranged temporary support measures


 


4.钢骨柱的钢筋施工及优化措施

4.1节点钢筋绑扎

钢骨柱钢筋工程施工的重难点在于梁柱节点处钢筋的绑扎,以及柱主筋与箍筋施工过程中穿筋比较困难。

框架梁与劲性柱之间钢筋连接。钢筋连接之前要根据框架梁的宽高尺寸,以及工程所用钢筋的需求,严格设计并确定梁柱各节点处钢筋用量、种类等。为了方便后续节点钢筋施工,还要在钢骨柱柱身腹板上的相应位置确定预留孔的数目、孔径大小等。

该工程混凝土梁与钢骨柱相交处,必须保证梁截面宽度小于钢骨柱截面宽度,梁钢筋连接钢骨柱首先通过穿筋的方式,梁一部份钢筋从钢骨柱柱身预留孔中穿过,穿过的同时连接到另一跨;钢筋进行锚固时要提前计算好,保证两侧钢筋的总锚固长度不得小于1.2Lae

梁柱节点处箍筋的安装绑扎难度较大,要与主筋的安装同时穿插进行才能保证钢骨柱中钢筋之间的连接稳定性。

4.2 钢骨柱施工钢筋工程优化措施

为确保本工程一次性验收合格以及工程创优的质量目标,在“重策划,技术先行”的创优工作思路下,对钢骨柱钢筋采取了一系列创优措施:

(1)在钢筋的加工过程中,I级钢筋在调直时采用控制冷拉率的方法,必须保证冷拉率在4%以下;除定位筋采用切割机切割外,其他钢筋应采用切断机。

(2)钢筋绑扎过程中,各处交错的地方特别是节点处都要绑扎到位。对抗震要求比较高的部位,在施工时需特殊对待,如柱角处等要加强绑扎质量。在同一直线上的相邻绑扣要呈字形。

(3)柱插筋位置的控制:柱插筋前采用在底板钢筋绑扎中2次放线的方法来保证其正确的插筋位置,首次放线时确定其位置与轴线在垫层上的分布,第二次在底板上层钢筋相应部位标记好柱的位置,并按标记线来插筋。梁柱节点钢筋施工时,设计使用已焊接成型的卡件来进行钢筋限位,该卡件使用Φ10钢筋,并呈“Π”字型,柱筋也相应加箍筋进行限位。柱筋插完后,除检查其位置外,还要检查其垂直度,并拉通线校正,防止倾斜、扭转、偏位。

所有过程结束,检查、校正、完善之后,之后进行劲性钢骨柱的支模工程、以及混凝土浇筑。支模采用型钢抱箍方式进行支模加固,钢骨柱混凝土采用泵送混凝土,立式手工浇捣法浇筑,具体施工方法本文不作详细介绍,最终完成整个施工过程。

5.结语

劲性钢骨混凝土柱充分利用并结合了钢材料与钢筋混凝土的优点,如今在超高层建筑中广泛可见,并且在应用的同时施工工艺不断地发展与创新。本工程结构的庞大与复杂性,相对而言就要求施工技术的高质量与先进性。因此必须在施工前准备阶段制定详细合理的施工措施。

本工程钢骨柱施工在严格执行各个环节的施工技术措施的同时,加强了劲性钢骨混凝土柱关键节点的施工技术控制,对柱间支撑以及梁柱节点钢筋施工做出了创新与优化,以确保钢柱施工满足高精度和高标准的要求。同时对相似工程也有借鉴作用。

 

 

 

 

 

 

 

 

参考文献

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2] JGJ3—2010 高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京: 中国建筑工业出版社,2011.

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