002-高位抽柱转换梁施工工法

高位抽柱转换梁施工工法

常州市**建筑工程有限公司二00七年四月十日

高位抽柱转换梁施工工法

常州市**建筑工程有限公司

1、前言大型单层排架工业厂房，一般都采用国家标准图集设计：柱距6m，屋顶由预应力折线型屋架和大型屋面板组成、T型吊车梁形式。但现在新建的大型重工业厂房中，大多引进并安装大型设备，要求柱距超过6m，空间要扩大，因此，必须改变标准设计，方可满足生产工艺需要。（见照片一）

照片一：抽柱梁部位大型设备基础，直径30米。

无锡**特种钢管有限公司新车间建于**市**镇工业园区，占地全长216m，全宽119m，由2跨21m、1跨27m和1跨30m即四个车间并排相连组成，包括南北三层框架附房，总建筑面积达31751m2。设计人员为满足大型设备的安装，则在局部（共16处）抽去1或2根排架柱，并采用大跨度转换梁（梁上设短柱支承屋架）。该转换梁截面较大，有1000×1600、1000×1680和800×2000三种，梁面标高有12.30m和13.90m二种，属于大跨度、大截面、高位抽柱式转换单梁，也是一种新型的转换结构件。我们常州市**建筑工程有限公司通过精心的施工设计和QC小组对分项工程的专题攻关，施工质量达到优质结构质量标准。（见照片二）照片二：18米跨抽柱转换梁成型效果图高位抽柱转换粱QC小组活动成果获得了常州市建设局三等奖，由于该抽柱粱的施工方法，对类似的高位大跨度、大截面单梁施工具有普遍和推广应用的价值，故总结形成本工法。2、工法特点

2.1就地取材利用公司现有材料，采用扣件式（φ48×3mm）钢管落地支撑体系，通过计算设计和特殊的侧向稳定措施，制定专题方案并请专家论证，确保支架安全。2.2大截面梁模支设按清水模板工艺标准实施。2.3改进混凝土浇筑与养护方法，一次成型，节约施工成本，确保质量。

3、适用范围

本工法适用于大跨度、大截面、高位单梁或转换梁结构的施工。

4、工艺原理

4.1本工法依据《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》（JGJ130－2001）《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB52204－2002）等相关标准规范进行设计与实施，同时遵守相关安全施工规程及本公司制定的技术作业指导书要求。4.2成立QC攻关小组，建立课题攻关目标，确定关键工序，关键质量控制点，制定对策，落实责任人和完成时间。4.3分析一次成型与二次叠浇混凝的优点与缺点，优选一次成型，制定相应保质控制措施。4.4运用PKPM软件选择最优支撑方案，并通过专家论证和堆载试验。4.5支撑采用对称拉锚以增强侧向稳定。4.6优选混凝土配合比，控制骨料粒径，采用特殊浇筑工艺和机具，确保混凝土构件外美内坚。5、施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程：模清构件特征——确定结构施工质量标准——结构荷载因素确认——扣件式钢管支撑设计——专家论证确认——支架施工材料准备——支撑架基础处理——样板支撑架搭设——堆载试验——支撑架安全性确认——梁钢筋绑扎——大梁侧模支设——检测、验收——混凝土浇筑准备（浇筑方案交底、商品混凝土计划、工艺要求、振捣器具、人员责任落实）——混凝土浇筑——养护——拆模。

5.2高架支撑工程施工本工法中规定，高架支撑支承立杆的地基必须夯实，铺70厚碎石，浇筑100厚C15素砼垫层，表面平整，周边1000mm范围挖排水沟，保证地基干燥无积水。垫层表面弹线，标出立杆位置（按立杆面布置图），铺12号槽钢或200×5通长木板确保立杆不下沉。本工程高支架立杆地基承载验算，三种转换梁立杆的最大轴向力；ZHL—1立杆最大轴向力为8.645KN,ZHL—2立杆最大轴向力为13.438KN,ZHL—3立杆最大轴向力为16.359KN,基础垫层采用150厚C15素砼，并采用200×5通长垫木板，则立杆底部受压强度分别为：=N/A=8645/200×200=0.21N/mm2<7.5N/mm2(C15砼抗压强度设计值)=N/A=13438/200×200=0.336N/mm2<7.5N/mm2(C15砼抗压强度设计值)=N/A=16359/200×200=0.409N/mm2<7.5N/mm2(C15砼抗压强度设计值)施工中采用的φ48×3mm脚手钢管，要求无弯曲、无锈斑，外涂防锈漆，扣件应是合格产品，立杆不准搭接，必须采用对接扣件，相邻立杆对接扣件位置必须错开，同一步高立杆上两相隔对接扣件的高差≥500mm，对接扣件至主节点的距离小于三分之一的步高（即≤500mm），步距必须按专题方案计算要求（本工程步距为1.5m）。纵横向立杆之间设水平连杆，并与两端混凝土柱抱箍牢固，扫地杆离地面200高，大梁底模下立杆与小横杆节点处必须采用双扣件，并全部用扭力扳手检查，达到40~60N.m，梁下立杆设竖向十字剪刀撑，斜杆紧顶地面，与地面的交角45°~60°，水平方向设三层水平剪刀撑（梁下2m，中间层和扫地杆层面）。第一次搭设后的支撑架进行堆载试验（在跨中采用6mФ25定尺钢筋，按专题方案计算的线荷载折合钢筋根数），堆载后检查钢管支架的变形情况，采用水准仪、经纬仪和线垂、钢卷尺等工具，检测。最高点小横杆，大横杆的挠度，立杆的垂直度，最高点双扣件是否滑移。做好检测记录，对照标准，再作局部加强措施。

5.3模板工程施工采用18mm厚优质胶合板，规格915×1830×18，模板按模板拼装施工图，采用顺直50×100木方作背楞，间距200，用φ48×3双根竖杆和横杆固定模板，对拉螺栓钻孔位置要精确，双螺帽固定采用100×100×8铁板垫片，胶合板必须预先刷脱模剂，凉干后方可使用，切割多层板的锯口应用刨光机刨直，拼缝处内模贴粘胶带，外模采用100宽胶合板封缝（包括阴角、阳角缝），跨中梁底模起拱0.2%，梁侧拉线控制，竖向用线垂控制，梁上口两侧设纵横向限位钢管，固定牢。5.4钢筋工程大截面梁纵向受力钢筋均采用直螺纹套筒机械连接，钢筋保护层均采用塑料垫块，间距500~600mm。钢筋绑扎必须在梁底模板铺设后，侧模板未支设前完成，通过钢筋隐蔽验收。

5.5混凝土工程混凝土采用商品混凝土汽车泵下料浇筑，配合比按设计（C４0）、石子粒径和初凝时间要求等，预先3天报计划到厂家，确保供应。现场配备插片式振动机和普通软管振动机，混凝土坍落度控制在1４0mm±30mm左右，采取分层下料，每500mm一层往返浇筑，上层混凝土浇筑间隙时间不超过下层初凝期。梁下部钢筋密集处用插片式振动器，在插片式振动器的端部加焊2根Φ25钢筋，使其能满足插入深梁底部，一般部位用普通软管振动机振捣。浇筑前召开交底会议，明确振捣手、监振、看模和后勤供应等人员，分工明确，夜间配备足够的照明，电工、机修人员跟班检修。混凝土浇筑后，梁面、梁侧铺挂麻袋，浇水湿润养护14d，养护期内不准在梁上堆载，拆模必须按试块强度和规范要求。6、检测试验

6.1检测内容按国家质量验收规范和本工程专题方案规定的标准。6.2第一座高支撑系统搭设完成后，进行钢管堆载试验，确认支撑受载后的变形是否达到设计验算的要求。本工程有三种转换梁，经计算施工时线荷载ZHL—1梁，即1000×1680的梁最大，为确保安全，且节省时间，只需对ZHL—1堆载试验，达到原设计方案的要求，其它转换梁也能安全。

6.3顶部纵横杆件的挠度及侧向是否超过预先设计的标准。堆载材料采用工程中拟投入绑扎的Ф25钢筋，本工程最大转换梁线荷载63.124KN/m,Ф25钢筋重量为3.328kg/m，即32.6144N/m，63124/32.6144＝1935根，与梁的线荷载相等1000/(26~30)=38~33根，每层平均放铺放35根计算，1935根/35根每层＝55层，55×0.025＝1.375m高且不会发生滚动，比较安全。堆载时先整捆60根由汽车吊入模拟的梁内，达到1.0m标高后，逐渐放慢吊运速度。（见堆载试验示意图）堆载试验示意图

堆载前在最高标高的小横杆和大横杆下设吊线垂。地面上设水准仪，标出初始标高并记录下与相邻立杆的初始横向间距。堆载至一米高度开始测量，小横杆和大横杆下挠标高，设计标准不超过1.7mm(不包括跨中起拱允许0.2%挠度)，线垂与立杆的水平间距，即垂直度（弯曲度），设计不超过±5mm。

堆载至设计线荷载后静止5～6小时（为模拟混凝土初凝时间），测量横杆最终挠度与立杆垂直度，同时检查小横杆与大横秆的双扣件，是否有滑移。如实测数据超过设计标准，卸载后进行加固。堆载试验时，支架不准闲人进入。检测人员必须加强观察钢管变形情况；是否有声音和异常情况，如发现有异常情况，立即停止加载，加载时汽车吊必须派专人指挥，应小心轻放。本工程堆载试验结果立杆下沉未超过设计，且横杆、扣件未发生异常情况，进一步验证专题施工方案的计算符合安全。为大面积展开施工提供了理论和实践依据。6.4混凝土浇筑时，由专人不定期抽检商品混凝土的坍落度和石子粒径等。

7、主要机具和设备

7.1激光经伟仪、水准仪、钢卷尺等检测器具、混凝土坍塌度测量筒。7.2每根大梁浇筑配备3台插入式软管振动机和2台插片式振动机，（注：项目部采用土法将插入式振动机端头焊接Ф20钢筋，改制了4台插片式振动机）8、劳动及管理组织（每根大梁）8.1木工：18人钢筋工：12人混凝土：15人8.2施工员、质检员、安全员、监振员、后勤各1人。8.3电工、机修值班各1人。9、关键质量技术控制要求9.1高支撑架方案必须经专家论证。9.2第一次高支撑架必须经过堆载试验，确认安全、可靠方能全面铺开施工。9.3模板必须有拼装施工图和细部节点图，拼缝必须确保不漏浆。9.4钢筋绑扎必须经“三检”和监理验收，钢筋连接点必须复试合格。9.5混凝土的配合比必须满足施工实际需要。9.6施工时所需的钢管、扣件、模板、钢筋等必须符合专题方案中所规定的规格以及设计图中的要求。9.7混凝土浇筑方案必须交底到人、责任到人。9.8钢管支撑架必须设置构造杆件。9.9实施高支架、大模板及浇筑混凝土全过程的工艺和过程控制。9.10关键工序检测标准要求（1）扣件式钢管支撑系统：符合专题方案设计要求，合格率100%。（2）钢筋工程：符合设计图纸及施工验收规范要求，钢筋连接，保护层和梁、柱节点的锚固等检测合格率达95%。（3）模板工程：符合专题方案及模板拼装图要求，基本满足清水模板标准，检测合格率达96%以上。（4）混凝土工程：符合设计图及施工质量验收规范和施工方案要求，基本达到清水构件标准，测点合格率达到92%以上。10、安全技术措施10.1施工人员进入现场必须戴好安全帽，高空作业必须系好安全带。10.2高支架外侧必须另行搭设安全脚手架，并设斜道，严禁攀登支架。10.3对施工班组每天早晨必须进行安全生产交底，项目部每周组织一次安全检查，发现安全隐患，必须立即整改。10.4现场必须安全文明，严格执行公司制定的安全奖惩制度。11、工程实例和技术经济分析无锡**特种钢管有限公司新建车间工程16根大跨度、大截面、高支撑抽柱转换梁结构，从2006年11月开始搭设高支撑至2007年2月模板拆除，历时108天，由于分期分批施工，钢管用量150t，扣件4万只，比原计划少用120t钢管，3.2万只扣件，由于采用一次浇筑成型的方案，比二次叠合浇筑节约12t钢筋，并缩短工期45天；施工过程中没有发生安全事故，转梁大梁结构达到优良，高支撑架、模板和混凝土分项工程合格率达100%，检测合格率比预先制定目标高，受到业主、监理和无锡市当地