钢骨混凝土结构梁施工工法.doc

钢骨混凝土结构梁施工工法编制单位:主要执笔人： 钢骨混凝土结构是指在钢筋混凝土内部配置型钢的组合结构，简称SRC（Steel Reinforced Concrete）结构。随着城市建设的发展与建筑技术的进步，大跨度超高层建筑已经成为建筑结构发展的主要方向之一，而钢骨混凝土结构充分发挥了钢与混凝土两种材料的特点，与钢筋混凝土结构相比，具有变形能力强、抗震性能好的优点；与钢结构相比，具有结构刚度大、整体稳定性高的特点。我公司于2003年在施工安徽*楼项目时，在关键部位应用了钢骨混凝土结构梁，收到了良好的效果。 1、工艺原理钢骨混凝土结构是钢筋混凝土与钢结构的一种组合结构形式，它是在钢筋混凝土中配置型钢，使型钢与混凝土组合成为一个共同受力的整体。2、工法特点2.1 钢骨型材的连接方式可以根据现场情况采用焊接或螺栓连接；钢骨型材的安装可以采用现场拼装或工厂拼装后整体吊装的施工方式。当钢骨型材梁采用工厂拼装后整体吊装施工时，如现场垂直运输机械的能力受限制，可以将其在端部1/3区段内截断，分段吊装就位后，用高强螺栓连接。2.2 由于配置了钢骨型材，使得钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能都得以充分的发挥，所以SRC 结构在具备钢结构与混凝土结构优点的同时，还具有良好的防火、耐腐蚀性能。2.3 结构自重较大，施工复杂程度较高。2.4 混凝土浇筑完毕后对养护要求较高。2.5 施工安全管理，垂直运输设备、临时支撑设施的稳定性控制，也是钢骨混凝土施工控制的重点。3、适用范围本工法适用于大跨度结构和高层建筑。4、材料性能4.1 钢骨型材4.1.1 材料应符合设计图纸的要求和国家规定，并有生产厂家的质量保证书及检验报告；所采用的钢材、焊条、螺栓应进行抽样复验。4.1.2 钢材的表观质量除应符合国家现行有关标准的规定外，尚应符合下列规定：当钢材的表面有锈蚀、麻面或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度负允许偏差值的1/2；钢材表面的锈蚀等级应符合现行国家标准涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB8923规定的C级及以上；钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。4.2 混凝土4.2.1 混凝土原材料符合混凝土结构施工质量验收规范的要求。4.2.2 对钢筋混凝土结构层的混凝土原材料有以下具体要求：1、水泥水泥的选用应满足质量稳定、水化热低、含碱量低、活性好、标准稠度用水量小，均匀性、安定性好，富余强度高，水泥与外加剂之间适应性良好。2、骨料粗骨料选用卵石，选用的原则：强度高、连续级配好、产地、规格必须一致，而且含泥量严格控制在1%以内，大于5mm的泥块含量小于0.5%，骨针片状颗粒含量不大于10%，骨料不得带用杂物，细骨料选用中粗砂，细度模数在2.5以上，含泥量控制在3%以内，大于5mm的泥块含量小于1%，有害物质按重量计1.0%。3、掺合料根据“双掺技术”的特点，混凝土拌合物中适量掺入级粉煤灰及减水剂，满足混凝土的抗裂要求及对混凝土的各种施工性能要求。掺粉煤灰不仅可以改善混凝土性能，而且还节约水泥，降低温度裂缝的形成。4.3 模板4.3.1模板要求强度高、韧性好，加工性能好、具有足够的刚度。4.3.2模板表面平整、无污染、无破损、清洁干净。4.4 钢筋4.4.1 钢筋材质、规格、型号应符合国家标准和设计要求，进场钢筋按规定取样复试，合格后方可使用。4.4.2 成品钢筋的加工尺寸（弯心、角度、长度等）、偏差符合规范要求。5、施工准备5.1 确定钢骨混凝土结构梁施工方案 施工前应根据图纸要求、现场实际情况，确定施工方案，重点明确以下内容：5.1.1 钢骨型材加工地点、钢构件的连接方法；5.1.2 钢骨型材的水平运输和垂直运输；5.1.3 钢骨型材就位后的校准、临时固定方法；5.1.4 钢筋的绑扎就位；5.1.5 确定模板支撑体系和模板材料；5.1.5 混凝土施工和养护；5.1.6 施工安全措施。5.2 进行混凝土配合比设计5.2.1 混凝土的配合比应使混凝土在满足强度要求、减小水化热温差、减小混凝收缩的前提下具有良好的施工性能。5.2.2 进行混凝土配合比优化，主要从坍落度、和易性、水灰比、砂率、坍落度损失和强度等方面反复试验调整，经现场检验后确定混凝土的最终配合比，同时确定混凝土的生产工艺参数及性能指标。5.2.3 混凝土坍落度控制在142cm范围内。5.3 确定进度节点计划进度节点可以划分为钢骨型材加工、运输、吊装就位；以及钢筋混凝土的钢筋绑扎、摸板支设、混凝土浇注和养护等阶段。5.4 落实水平运输机械和垂直运输机械 钢骨型材的垂直运输是钢骨混凝土施工的重要环节，在施工前必须对机械的回转半径、起重吨位、稳定性进行验算。6、工艺流程及操作方法6.1 钢骨混凝土结构梁钢骨型材施工总的施工顺序为：构件制作构件拼装运输吊装组合连接校准就位检验。6.1.1构件制作为保证加工制作精度，构件的制作和拼装一般选择工厂作业，其施工顺序为：进料整板拼接平板下料拼装焊接角焊缝矫正钻孔筋板加设摩擦面处理检验。1、整板拼接整板拼接用两块原板纵向接长，采用自动埋弧焊机焊接对接焊缝；焊接参数为：坡口形式为X型坡口、焊丝直径4mm、焊接电流9501000A、焊接电压3840V、焊接速度2529米小时。拼接后的整板尺寸大，为防止吊运变形，应采用刚性扁担多点吊运，刚性扁担与钢板接触点为三到四点的钢板吊钩。2、平板整板拼接后，把在对接焊缝处产生的角变形放在矫正门架上进行矫正。经平板工序后的钢板必须逐张检验，应符合表面质量要求和钢板的波浪度、瓢曲度要求，标准为：钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001。与埋件接触的预埋螺栓孔采用自动切割机制孔，其他连接件制孔采用钻床或磁座钻。3、下料放样和号料应根据工艺要求预留制作和安装时的焊接收缩及切割、刨边和铣平等加工余量。对于板厚不大于12mm的板在尺寸合适的情况下可采用剪板机下料，且剪切面要平整切割采用多头直条气割机下料，下料尺寸宽度方向允许误差0.5mm，长度方向按放样尺寸加修割量(35厘米)。对于其他手工气割下料，应将钢材切割范围内的铁锈、污物清理干净，气割后应清除熔廇和飞溅物及毛刺。4、拼装：钢板拼装在型钢组合机上进行组装。5、焊接角焊缝：焊接施工前应做相应焊接工艺评定。(具体按建筑钢结构焊接规程规定执行)。焊接方法：埋弧自动焊。焊接材料的选用和保管：碳钢焊丝：H08MnA；焊剂：431，焊剂应按其产品说明书及焊接工艺的规定进行烘焙和存放。焊接电流：800900A，焊接电压：3638v，焊接速度：2430米小时，焊条直径mm.，坡口形式：K型，钢梁焊接引弧板、收弧板长度不应小于120mm.6、矫正各种变形：钢梁在角焊缝焊接结束后，应对钢梁的几何尺寸进行仔细检查，对出现的各种变形予以矫正，直至满足质量要求。翼缘板角变形的矫正：在翼缘矫正机上矫正钢梁翼板的角变形，局部辅以火焰校正。旁弯、起拱度的矫形：采用火焰法。处理部位从钢梁的中部往两端处理，加热方法是从板内向板边缘加热。为防止局部角变形，可采用在钢板正背面用两把同型号割矩同时同方向加热，并跟踪水冷。扭曲的矫正：采用火焰法。根据扭曲变形的特点，即上、下翼板出现旁弯和过大的角变形，采用线状加热，跟踪水冷矫形。腹板局部不平的矫形：利用外力（千斤顶）将鼓胀部位顶紧，使原来凹陷部位凸起，凸出量1.02.0mm，在鼓包处进行线状加热，在背面跟踪水冷，冷却后，撤除外力，由外力产生的反变形量，可以被横向收缩变形和适度的角变形抵消。7、钻孔钢骨型材上的预留螺栓孔采用Z25钻床钻孔。螺栓孔孔壁应光滑、无毛刺、飞边，孔壁垂直度偏差不应大于板厚的2，孔的圆度偏差不应大于1。8、 劲板加设根据图纸规定的尺寸要求，在腹板上画出劲板的位置线。铆工配备手锤、角尺，将劲板点焊在腹板、翼板上，全部点焊完毕，进行尺寸复查，要求每相邻尺寸误差在3mm以内，垂直度误差在L/500mm以内。完全符合标准时，方可进行焊接。加劲板焊接采用手工电弧焊，用毫米J507焊条，平焊电流160200A，立焊电流120160A。9、 磨擦面处理高强螺栓磨擦面处理按设计要求进行，经处理后的磨擦面抗滑移系数应符合设计要求。采用砂轮机打磨时，打磨范围不应小于螺栓孔径的4倍，打磨方向与构件受力方向垂直。经处理的磨擦面应作抗滑移的系数试验，最小值应符合设计要求。已处理好的磨擦面不得有飞边、毛刺、焊疤或污损，在运输过程中应避免损伤。检验：形钢角焊缝、对接焊缝旁必须留有操作人员的焊工代号。验时发现有不合格应按照焊缝返工程序进行。设计要求全透的一、二级焊缝应采用超声波进行内部缺陷的检验，超声波探伤不能对缺陷作出判断时应采用射线探伤，其内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB11345或钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级GB3323的规定。6.1.2 构件拼装1、钢骨型材应在加工厂进行预拼装。进行预拼装的钢构件其质量应经过检验符合质量要求。2、预拼装所用支承凳或平台应测量找平，预拼装时不得采用大锤锤击，检查前所有恒时固定和拉紧装置应全部拆除。3、板叠螺栓孔采用试孔器进行检查。当采用此孔公称直径小1.0和试孔器检查时，每组孔的通过率不应小于85。4、 钢骨型材接口截面错位应2.0，预拼装单元总长允许偏差5.0。5、 拼装检查合格后，应标注中心线、控制基准线等标记。6.1.3 钢骨型材梁运输：梁侧向刚度较好但高度较高，用汽车运输时要进行加固处理，加固处采用两个硬支撑或三角撑；支撑材料应采用75以上角钢或10#以上槽钢进行；钢梁底部与车厢板也要固定；每根梁应单独固定，防止卸车时由于碰撞等原因使其它梁倾倒；车辆低速行驶以减少转弯、刹车等产生的其它受力，行驶途中车前后都应有专人监护。6.1.4 钢骨型材梁安装1、 安装准备工作安装前应完成以下工作：施工措施已经批准；施工人员具备相应资质；柱混凝土施工结束，土建、安装移交完成；钢构件制作结束并验收合格；施工电源到位,钢构件堆放场地平整完毕；安装工作使用的钢管架搭设、验收完毕。2、搭设满堂钢管架，间距1.2米，步距1.6米，立杆采用对接，脚手架立杆在钢梁搁置位置间距应加密为0.60.6米，楼面相应受力位置应用脚手板铺垫，避免脚手管直接作用在楼面上。在钢梁搁置位置两侧搭设操作平台，满铺竹笆。3、 检查钢梁支座处预埋件的轴线、标高及平整度。4、 卸车：采用汽车吊将运至现场的钢骨梁卸车后，钢骨梁平行放置在建筑物周边空地上。采用两个硬支撑或三角撑加固，并应做好围护防止人、物碰撞。5、 吊装：标高较低的钢骨梁，采用满足要求的汽车吊进行吊装就位；标高较高的钢骨梁，吊装采用现场固定塔吊吊装。当现场塔吊的起重吨位不能满足要求时，在梁两端1/3区段内将钢骨梁截断为2-3节，分节吊装就位后用高强螺栓连接。6、 高强螺栓连接： 对分段吊装的钢骨梁，在就位后采用高强螺栓连接。连接前应检查高强螺栓的质量证明书和出厂检验报告。其规格和技术条件符合设计要求。待连接的钢梁应经验收合格，摩擦面无损坏。梁吊装就位后，用手动葫芦、撬杆、垫块等工具将各段待组装钢梁调整至连接位置。对齐预拼装时划的中心线，控制基准线等标记，然后进行螺栓连接。高强螺栓应自由穿入螺栓孔，不得强行敲打。螺栓穿入方向应一致，外露长度不应小于2扣，露长均匀。高强螺栓连接的板叠接触面应平整，当接触间隙大于1时应采取打磨或加垫板进行处理。高强螺栓的安装由螺栓群中央顺序向外拧紧，并应在当天终拧完毕。高强螺栓拧紧用扭矩扳手应定期标定，螺栓经初拧符合初拧值规定后方可终拧。7、 钢骨型材梁支座板的焊接。钢梁支座板均为角焊缝，采用手工电弧焊，用4毫米J507焊条，平焊电流160200A，立焊电流120160A。采用超声波进行内部缺陷的检验，其内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB11345或钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级GB3323的规定。6.1.5钢骨型材梁施工的技术保证措施1、 焊接前检查接头坡口角度、钝边、间隙及错口量，均应符合要求。坡口内和两侧之锈斑、油漆、油污、氧化皮等均应清除干净。2、预热：焊前对坡口及其两侧各100mm范围内的母材进行加热去污处理。3、装焊垫板或引弧板，其表面应清洁，要求与坡口相同，垫板与母材应贴紧，引弧板与母材焊接应牢固。4、 焊接时不得在坡口外的母材上打火引弧。5、第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板之连接处，然后逐道逐层累焊至填满坡口，每道焊缝焊完后都必须清除焊渣及飞溅物，出现焊接缺陷应及时磨去并修补。6、 遇雨天时应停焊，板厚厚于36mm时应按规定预热和后热，当风力大于3m/s时，构件焊口周围及上方应加遮挡，风速大于6m/s时则应停焊。7、 一个接口必须连续焊完，如不得已而中停焊时，再焊以前应重新按规定加热。8、 焊后冷却到环境温度时进行外观检查，超声波检测在焊后24h进行。9、 焊工和检验人员要认真填写作业记录表。10、 材料设备要求：焊接材料和焊接设备的技术条件应符合国家标准和设计要求；清渣、加热、气刨、打磨、焊条保温、温度测量等设备应齐全；焊条应在高温烘干箱中烘干，并恒温存放1小时后待用。6.2钢骨混凝土结构梁钢筋混凝土施工6.2.1 钢筋工程施工钢骨型材梁就位以后,进行钢筋的绑扎和安装。安装程序为：先安装钢筋，后安装底部模板和两侧模板。1、由于钢骨型材梁已经安装就位，底部钢筋的安装作业必须在型钢梁下面进行。底部模板的安装只能推迟到钢筋就位之后。利用已经安装就位的型钢梁架设扁担式钢筋支承架，用28钢筋作上下钢筋扁担。上扁担焊接固定在型钢梁上翼沿，并用斜撑与型钢梁腹板焊接。下扁担悬挂在中心距梁底50mm的高度。通过两支20吊环上挂并固定在上扁担的两头。扁担式钢筋支承架沿大梁纵向每8m设置3组。支承架28钢筋长1m。在支承纵向受力钢筋的同时，并控制大梁宽度尺寸和负责侧模定位，为此，支承梁的安装就位，必须按照大梁轴线对中就正。3、梁底钢筋全部安装就位完毕以后，由下向上逐一穿敷开口式箍筋。 4、纵向钢筋要求焊接，不得搭接。5、与钢骨型材梁相交的次梁上部两侧钢筋从钢骨型材梁腹板开洞穿过，其余弯折锚入钢骨梁35D焊接，次梁的下部钢筋应全部开洞穿过。6.2.2 模板工程施工第一次浇灌混凝土所需钢筋全部安装就位以后安装底部模板，最后安装两侧模板。底模用九层胶合板，板下纵向布置90 x 90木方4根，再下面是90x90横木方。横向木方间距750，直接与底部钢管排架连接。侧模也采用九层胶合板，纵向用4根90 x 90木方，竖向用60 x 90木方，间距750mm。设M16对拉螺栓，每组3根，上下两排分别布置在型钢梁上翼缘顶面以上和下翼缘底面以下，中间1排穿过型钢梁腹板。6.2.3 混凝土施工混凝土浇灌分两次进行，第一次浇灌到板底，第二次配合楼板浇灌。混凝土振捣必须到位、密实，不得漏振。混凝土浇筑成型后，及时覆盖草袋，洒水养护，24h后适当松动大梁侧模，确保侧向的养护效果，混凝土养护时间不得少于14d。7、机具设备7.1钢骨型材施工：7.1.1 加工机械配备行车 1台；自动焊机 1台；直流焊机 3台；翼缘矫正机 1台；型钢组合机 1台；多嘴气割下料机 1台；剪板机 1台，钻床Z25型1台。7.1.2 吊装及安装机械采用下表所列机械。表7.1.2 吊装及安装机械序号机械名称作业内容1汽车吊、塔吊卸车吊装就位2运输车运输3电焊机安装焊接4扭力扳手高强螺栓连接7.2钢筋工程：切割机、调直机、弯曲砂轮切割机、钢筋钩子、钢筋刷子、撬棍、扳手、钢卷尺、钢筋连接机具设备。7.3模板工程：电锯、电刨、手锯、锤子、钢卷尺、电钻、直角尺。7.4混凝土工程：混凝土输送泵、混凝土运输车、布料杆、振捣电机、铁锹、标尺杆、振捣棒、抹子（混凝土工程的使用机具设备准备1-2套备用。7.5其他设备：激光经纬仪、水准仪、钢卷尺、电子测温仪、试验检测设备。8、劳动组织8.1 钢骨混凝土结构梁的施工管理，应设置以下人员及岗位：施工总负责、技术负责、钢骨型材加工管理、钢骨型材安装管理、混凝土施工管理、模板施工管理、机电设备管理、试验管理、质量员、资料员、材料员、后勤管理员、安全管理员、测量员。8.2 特殊作业工种应配备吊车司机、起重指挥、电焊工、架工。8.3 劳务队应按钢筋工、木工、混凝土工、电工、水管工、机修工等分班组，实行工种承包，挂牌施工，工种人数根据实物工程量确定。9、安全措施9.1 执行以下国家规范：9.1.1 施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005）；9.1.2 建筑施工高处作业安全技术规程（JGJ80-91）；9.1.3 建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2001）；9.1.4 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）。9.2 严格安全三级教育制度、技术交底制度和持证上岗制度。9.3 根据施工特点编制安全操作的注意事项及具体施工安全措施。9.4 在钢骨型材梁吊装就位过程中，实行专职安全员全程旁站监督。10质量标准10.1钢骨型材梁制作质量要求见下表。表10.1钢骨型材梁制作质量要求序号项目要求标准1端部高度2mm2侧弯矢高：L2000，且10mm3扭曲H250mm4腹板局部不平度2L1000mm5腹板中心线偏移3mm6翼缘板倾斜度2mm7翼缘板宽度3mm8外观构件表面不应有焊疤，明显凹面和损伤，划痕深度0.5mm10.2混凝土表面观感质量10.2.1表面：无裂缝；混凝土密实整洁，面层平整；无油迹、锈斑；无漏浆、跑模和涨模