大跨度型钢梁与混凝土组合屋盖施工技术

江苏省苏中建设集团股份有限公司大跨度型钢梁与混凝土组合屋盖施工技术发布人:王家法1工程概况2工程特点4工艺流程内容纲要3工艺原理5组合屋盖施工质量控制6安全文明施工及环保措施7效果检查8综合效益分析一、工程概况临沂铂尔曼酒店位于山东省临沂市兰山区，由江苏省苏中建设集团股份有限公司总承包施工。主楼地下3层、地上34层、总高度143.8米；裙楼地下2、地上4层、高度21.3米。主楼采用框架-核心筒结构，裙楼为框架结构，总施工面积为80147㎡。本工程外轮廓呈心脏型，造型新颖、宏伟大气，建成后是临沂市首家超豪华五星级大酒店和标志性建筑。二、工程特点裙房4层多功能厅为钢结构屋面，为圆心角8度的扇形；最大跨度为27m、层高为11.4m、安装高度为23.15m。主梁型钢H1500X500X35X50（成8度放射线布置）、单根重约20T，次梁H600x300x16x20，预埋钢板厚度35mm，材质均为Q345B，螺栓为10.9级M32摩擦型高强螺栓。所有角焊缝均为三级焊缝、对接焊缝均为二级焊缝；抗剪栓钉为2x19@250，长度90mm。混凝土屋面板厚110mm,Φ8@150双层双向筋，砼为C35。(见下图)二、工程特点图一钢结构屋面图三、工艺原理型钢－混凝土组合梁是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构型式。主钢梁与周围框架柱通过埋件连接，在主钢梁间安装次钢梁，主次钢梁形成组合梁屋架，在组合梁上铺设砼楼板。通过在钢梁和混凝土翼缘板之间设置剪力连接件（栓钉、槽钢等），抵抗两者在交界面处的剪力及相对滑移，并使之成为一个整体而共同工作。本技术主要适用于一般工业与民用建筑中正常环境下，不直接承受动力荷载的钢与混凝土组合屋盖结构。四、工艺流程钢梁两侧框柱筋绑扎→建立高程和轴线控制网→柱头钢梁埋件安装→框柱模板安装→柱头砼浇注→大跨度主钢梁吊装及安装→次钢梁安装→搭设板底排架→栓钉焊接→板筋绑扎→砼浇注、养护、拆模→钢梁涂装4.1、柱节点及埋件施工：1、钢梁及构件制作：严格按照图纸设计和规范要求制作。屋面大跨度梁可分成单元段在专业工厂制作，钢构件加工后做好标记。可参见《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001。2、钢梁两侧框柱筋绑扎：在柱头部位箍筋进行加密，柱外箍遇径向埋件钢板断开，焊于环向钢板(单面10d或双面5d)。四、工艺流程3、建立高程和轴线控制网：根据图纸设计要求将钢梁轴线准确的投设在楼面上，建立高精度的轴线和高程控制网，以保证预埋和主次钢梁安装的轴线位置和标高的精度。4、柱头埋件安装：根据控制网将埋件与柱主筋进行焊接固定。必须在柱模板支立后、砼浇注后对埋件的位置进行检查，发现有偏差立即进行调整。(见下图)5、框柱模板安装、砼浇注：框柱模板安装和砼浇注过程中尽量不要扰动埋件。柱砼强度达到100%后方可以进行钢梁的吊装。四、工艺流程图二柱节点及埋件施工大样图四、工艺流程4．2、大跨度型钢梁拼装、焊接：钢梁的拼装：拼装时按照钢梁加工节点，用汽车吊将第一段吊放于平整地面，下面用枕木支垫，第2段型钢翼缘板与腹板的接料焊缝应相互错开200mm以上，并与分段接口处及转折处错开500mm以上，调整支垫高度，为控制钢梁安装后桡度变形，钢梁中部应按跨度的千分之二起拱。钢梁的焊接：钢梁焊缝坡口形式、焊接形式、焊缝等级、焊剂等必须符合设计要求。施焊前严格检查焊件部位的组装和表面清理的质量，检查坡口、组装间隙是否符合要求，焊缝周围不得有油污、锈物。焊缝必须超声波检测符合要求。可参见《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001。四、工艺流程图三分段钢梁焊接口图四钢梁组装四、工艺流程4．3大跨度型钢梁吊装：施工准备：钢构件、连接材料、各种配件等材料及各种机具准备到位，现场安装脚手架搭设、堆放场地能满足吊装顺序需要，检查安装支座及预埋件符合安装要求。钢梁采用两点吊装，吊装用耳板厚度及位置必须经过验算。根据钢梁重量、安装高度、汽车吊性能，选用合适汽车吊。绑扎时采用两点绑扎，使钢梁在起吊后能保持水平。在吊装点应用橡胶垫或钢管套垫好，保护钢丝绳及型钢梁翼缘免受损坏。吊装前应在两头用溜绳控制。在安装位置应事先搭设好脚手架，以便于操作人员将梁安装固定。四、工艺流程钢梁的起吊、就位、调整及固定：吊装前须试吊，将整根钢梁绑好后，微微起钩及时检查钢丝绳受力情况，确认无异常后，吊钩在起高到0.5m时停此，再次检查各绑扎点及钢丝绳受力情况，同时检查吊车各制动系统、液压系统是否运转正常，确认无误后进行正式吊装。钢梁缓缓起吊后注意安装方向，然后缓缓落下就位，钢梁整体由汽车吊悬空，将钢梁与轴线对位，钢梁一端用高强螺栓与连接件固定,高强螺栓群应由中部向两边紧固。钢梁的另一端用高强螺栓与连接件连接固定。次梁的安装：在主梁上将与次梁连接的埋件位置确定，安装前用汽车吊将次梁倒运到安装位置，两端用高强螺栓与连接件连接固定。主次梁上表面标高一致。四、工艺流程图六主次钢梁连接图五主钢梁吊装四、工艺流程4．4、高强度螺栓施工：钢结构架设调整完成后，对接合件进行矫正，消除接合件的变形、错位和错孔。先用普通螺栓和手动扳手紧固，使摩擦面贴紧，每个节点穿入临时螺栓的数量一般不得少于高强度螺栓总数的1/3，定位销冲打穿入的数量不宜多于临时螺栓总数的3%；节点全部处理好后，安装高强度螺栓.具体要求见《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ82-91。四、工艺流程图七高强度螺栓安装一图八高强度螺栓安装二四、工艺流程4．5栓钉施工：1、组合梁中的抗剪连接件可采用焊接栓钉或槽钢（本技术采用焊接栓钉）。2、设备使用要求：栓钉施工采用自动定时栓焊设备进行。栓焊机容量大小随栓钉直径增大而增大。栓钉枪筒须平滑、稳定移动。3、施焊位置要求：基层要求：栓钉施焊处不应有氧化皮、锈或其它有害物质。钢梁表面有金属锌质涂层时，可使用电动角向磨光机打磨去除锌质。施焊位置：栓钉位置应按图纸设计要求确定，应由钢卷尺测量，墨斗弹线，以保证其准确性。四、工艺流程4、焊接：将栓钉装入焊枪尖头内，然后插入瓷环，并垂直安放在被焊工件上，扣动触发装置引弧焊接，焊枪按住不动，直至熔融金属凝固为止。焊接完毕，应将套在焊钉上的瓷环全部清除，然后转移至下一个栓钉。在降雨或工件上残留水份不得施焊。按照要求做好栓钉试验。4．6主次梁间模板及支撑施工：1、模板及支撑施工：施工同一般钢筋砼剪力墙体系顶板施工。支撑采用单立杆满堂脚手架，根据主次梁跨度，计算出脚手架搭设立杆、水平杆间距。选用胶合板作面板，采用100×100㎜方木做主龙骨。模板顶面标高同钢梁翼缘上顶面标高一致，模板四周靠主次梁翼缘侧粘贴海绵条，防止漏浆。大于4m板按照0.2%起拱高度。四、工艺流程2、顶板钢筋、砼施工：同一般钢筋砼剪力墙体系顶板施工。因大跨度顶板荷载被传递到主次梁上，钢梁通过焊接栓钉与屋面板砼形成整体。钢梁既要承受自身荷载，又要承受砼屋盖荷载，对钢梁的抗变形能力要求高。为增加屋面砼抗裂性能，采用纤维砼，同时对砼配比进行优化。砼浇注时控制砼浇筑方式，最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式，严禁混凝土集中放料堆积。浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。四、工艺流程图九模板及钢筋施工图十顶板砼浇注四、工艺流程4．7钢梁涂装：现场同条件养护试块的强度符合要求后进行模板及支架拆除。清除安装焊缝焊药，对烧去或碰去漆的部位，重新刷底漆；面漆使用前应充分搅拌，保持色泽均匀。涂装工艺采用喷涂施工时，应调整好喷嘴口径、喷涂压力，喷枪胶管能自由拉伸到作业区域。喷涂时应保持好喷嘴与涂层的距离，喷涂时喷嘴应该平行移动，移动时应平稳，速度一致，保持涂层均匀。每层喷涂时应待上层漆膜已经干燥时进行。五、组合屋盖施工质量控制钢梁焊接、螺栓连接、安装、涂装施工质量标准参照《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205—2001）和《钢与砼组合楼（屋）盖结构构造》（05SG522）、《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2003）中相关规定执行；混凝土施工质量标准参照《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002）中相关规定执行。六、安全文明施工及环保措施1、各级管理人员及作业人员持证上岗，进入场地作业必须佩带好各安全防护用品。2、各种用电设备要符合要求，专人负责制并定期检查和维修养护。3、现场的吊装设备选用必须根据钢梁重量,钢梁吊点必须经过计算，作业时按照操作规程，必须经常检查机械设备的安全防护装置并予维修保养。4、对所有的起吊作业用绳扣、卡环等起吊用具定期进行检查。吊装作业必须执行规定的统一信号,安装屋面梁时，应缓慢下落，不得碰撞已安装好的钢梁。5、高空作业的工具应装入工具袋，传递时不得抛掷，并严禁由高空向下抛掷料具和杂物。6、氧氯、乙炔、油柒等易爆、易燃物品，应妥善保管；现场存放的油料，要进行防渗透处理，保持场地作业通道无障碍物，强化施工现场防火安全管理。7、钢构件涂装时应加以临时围护隔离，防止油柒对环境产生污染，防止发生火灾和人员中毒事故。8、作业区的铁锈、污物、气割的溶渣及飞溅物、易燃垃圾如包装纸等及时清理，做到工完料净。七、效果检查目前，主体结构已经验收，组合板表面未出现有害裂缝，安全性能和使用功能得到保证，该项目被临沂市建设局和临沂市建筑业协会评为市优质结构工程，取得了较好的经济效益和社会效益。图十一结构效果一十二结构效果二八、综合效益分析通过初步测算，27米跨度如果采用传统的钢筋混凝土梁，梁的截面很大、自重大，不利于抗震，梁的承载力主要用来承受自重，且施工周期长、需支模等现场施工作业量大，施工复杂，费用高；采用型钢－混凝土组合梁，由于其截面承载力高、刚度大，则可以大大减小截面高度，减轻自重，节省材料，加快施工进度，具有较好的经济及社会效益；对比如下：1、增加室内净高：由于钢-砼组合结构楼盖，减少了大跨度梁截面高度，增加了室内高度，增加建筑空间布置灵活性。2、减轻建筑物自重：采用钢-砼组合结构楼盖，建筑物自重小于一般钢筋混凝土结构。不但可以减少材料用量、降低建筑物自重轻、减少工程的造价，而且更加有利于提高结构的抗震能力。八、综合效益分析3、缩短施工周期：由于主要钢梁构件实现了工厂化生产、现场焊接拼装，减少了现场的湿作业，因此劳动生产率提高，施工周期可比一般钢筋混凝土结构缩短，提高了投资效益。4、工程造价适中：尽管钢-混凝土组合结构住宅体系比传统的建筑体系在使用功能、结构性能上有了很大的提高，但其造价并没有提高。经测算基本与钢筋混凝土结构基本持平。－结束语－汇报完毕,谢谢各位专家评委!