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1、一、技术概况1.1总体思路屋面钢管桁架结构支撑柱墩施工是承上启下的关键点，该项成果的总结从柱墩的定位开始逐项关键点加以阐述，重点做好抗剪键坑的设置和剪力键坑的二次灌浆，最终钢结构抗剪键与混凝土结构形成一体，实现屋面钢管桁架结构侧向剪力的有效传递。1.2技术方案1、屋面钢管桁架结构支撑柱墩定位测量方案；2、屋面钢管桁架结构支撑柱墩抗剪键坑的设置方案；3、屋面钢管桁架结构支撑柱墩临时型钢支撑方案；4、屋面钢管桁架结构支撑柱墩混凝土浇筑方案；5、屋面钢管桁架结构支撑柱墩抗剪键安装方案；6、屋面钢管桁架结构支撑柱墩（以下简称柱墩）剪力键坑二次灌浆方案；1.3关键技术1、椭圆形屋面钢管桁架结构支撑柱墩定
2、位放线技术；柱墩定位放线柱墩钢筋绑扎柱墩抗剪键坑模板拆除柱墩临时支撑的设置柱墩钢结构抗剪键的安装柱墩剪力键坑混凝土浇筑柱墩临时支撑拆除柱墩抗剪键坑的预留柱墩混凝土浇筑图2.1 工艺流程图2、钢结构柱墩抗剪键坑的预留设置；3、钢结构柱墩采用型钢临时支撑施工技术；4、钢结构柱墩二次灌浆施工控制技术。二、施工总体策划：21施工流程22施工区域划分1、根据屋盖钢管桁架结构设计情况，结合工程施工总体部署，先进行E座钢结构柱墩的施工，之后再进行F座钢结构柱墩施工。其他区座根据土建施工情况而定，目前暂未施工。E座、F座图示见图2.1。2、根据土建施工进度计划，先E座后F座的施工顺序，所以在柱墩施工中，也是遵
3、照先E座后F座的顺序进行。在两个区座内均按照长方向分成区、区施工，先进行圆形柱墩施工，后进行方形柱墩施工的原则。E座柱墩分区施工图见图3.2。图2.2 E座柱墩分区施工图23施工工期安排根据施工流程顺序，涉及到土建施工与钢结构安装施工的交叉配合，各工序之间既有紧密施工要求，又有时间间隔要求。所以，施工工期必须按照工序的节拍走。1、E座柱墩施工时间安排：自定位放线到柱墩混凝土的浇筑安排20天，钢结构抗剪键的安装需要30天，剪力键坑混凝土浇筑紧跟抗剪键的安装，也需要30天。直到柱墩临时支撑拆除，总计80天。2、F座柱墩数量较E座多些，在E座施工时间安排的基础上，各节点时间延长5天，总计：90天。2
4、4施工质量目标1、柱墩施工总体质量目标符合工程“鲁班奖”的质量要求。2、各分项工程施工满足规范要求，质量观感良好。25施工安全目标柱墩施工安全目标符合工程总体安全目标要求，即：避免各类重大安全事故的发生，轻伤率控制在30/00以内。图2.6 质量管理组织机构技术负责人项目经理各专业劳务作业队土建施工员质检员、安全员钢结构施工员钢结构专业施工队土建施工队测量放线组安全监督组柱墩施工负责人业主、监理监督部门26施工组织体系27施工控制点1、柱墩定位放线；2、柱墩钢筋绑扎3、柱墩抗剪键坑的设置4、柱墩混凝土的浇筑5、柱墩抗剪键坑模板拆除6、柱墩临时支撑的设置7、柱墩钢结构抗剪键的安装8、柱墩剪力键坑
5、混凝土浇筑9、柱墩临时支撑拆除三、施工准备：31施工技术准备1、图纸理解透彻：熟悉图纸、吃透图纸，将土建施工图纸与钢结构施工图纸相结合。特别是柱墩节点做法详图，往往图纸中土建与钢结构设计相矛盾，不能同时满足土建和钢结构施工要求，需要多次与钢结构专业人员、设计人员沟通，进行反复调整，最终使设计节点符合现场实际情况。2、技术质量标准确定：柱墩施工涉及分项工程较多，各分项工程都有自己的施工标准，但是，在同样一个节点下，如何有效的进行结合，既不相互矛盾又能相互弥补，却是没有一套系统的、全面的施工依据。因此，在施工之初，各项施工控制点必须制定质量标准，做到有的放矢。只有标准确定了，施工才有依据，才能有施
6、工方向。3、做好方案策划制定钢结构柱墩施工方案，这其中还需要编制一些具体的小方案。如柱墩抗剪键坑施工方案、剪力键坑混凝土灌注方案、临时支撑设置方案等。32施工材料机械准备1、材料方面除了必须的主材之外，还必须根据柱墩特点，配备一部分柱墩施工专用材料。表3.2 柱墩施工专用材料序号专用材料名称使用部位数量备注1钢模板圆形柱墩40套1米高2剪力键坑定型模板抗剪键坑40套自制、尺寸根据图纸加工3角钢固定螺栓用152套自制、尺寸根据图纸加工4型钢抗剪键临时支撑40套自制5混凝土振捣勾剪力键坑混凝土10个自制2、施工所需的机械提前准备到位，以防影响施工。特别是电焊机，因为需要电焊的工序比较多。33施工劳
7、动力准备柱墩施工过程参与的工种比较多，诸如土建施工队、钢结构专业施工队、测量放线工、电焊工等。而柱墩作业面的特点是工作面窄，各工种只能穿插作业，柱墩之间交替作业，人员不需要太多，但是人员配备要齐全、要及时。因此，柱墩施工要求配备专门的操作工，单一为柱墩施工服务，只有这样才能保障施工的连续性、及时性。四、关键施工技术：41柱墩定位放线本工程是由七个椭圆形单体组成的，每个椭圆形单体形成一个屋盖钢管桁架结构体系，而每一个钢结构体系是由多个柱墩支撑组合而成的。因此，组合柱墩的定位放线就尤为重要。4.1.1内业准备1、运用CAD电子画图技术，结合施工蓝图，在电子版整体施工放线图内将组合柱墩的位置一一复核
8、、定位，确定柱墩的准确位置。期间，土建施工队和钢结构专业施工队分开准备，各自完成后再相互结合，如果一致则完全可以使用，如果有矛盾的地方再共同研究解决，如有疑问再联系设计单位，由设计单位最终给予确认。2、组合柱墩坐标点确定后，召开测量班组研讨会，具体商定定位测量实施方案。实施方案为：分成土建测量班组和钢结构测量班组，土建测量班组运用极坐标法进行定位，而钢结构测量班组运用相对坐标方法进行定位。两队使用同样的坐标原始点，共同进行引测。待两者统一后，报监理单位验线，监理单位确认后交由下道工序施工。4.1.2现场施测按照既定的方案，由两个不同的测量班组进行现场定位测量，两者吻合后，再展开放线。1、由于组
9、合柱墩形成椭圆形，柱墩内有纵向受力钢筋，因此，柱墩轴线不宜施测。由土建测量班组，采用极坐标法直接放出柱墩10cm控制线，土建施工队以此为准，弹出柱墩边线；钢结构施工队也以此为准，固定预埋螺栓。四个预埋螺栓使用角钢固定，形成一个固定架，在固定架上划线定位。2、抗剪键坑的定位：剪力键坑设置之前，预埋螺栓固定架以及柱墩模板已经支设完毕，可在角钢固定架上弹出剪力键坑的中心线，中心线通过拉十字交叉线即确定了剪力键坑的中心。4.1.3定位复核柱墩定位复核十分关键，因为组合柱墩是椭圆形，单个的柱墩定位可能没有错，但是，在形成椭圆的过程中，就会出现累计偏差。因此，需要从不同的角度进行复核。1、根据椭圆形的形状
10、特点进行复核，椭圆形是由四段圆弧组成的，两两对称，这就是复核的依据。通过架设经纬仪，利用这一原理，任选其中几处柱墩进行复核即得出结论。2、根据柱墩布置的规律进行复核，短方向对称柱墩直线相连后，各相连直线之间的距离均有明确尺寸，根据这样一个规律拉通线来进行复核。如下图示意图5.1.3-1。柱墩形状尺寸见图5.1.3-2。图4.1.3-1 柱墩定位示意图图4.1.3-2 柱墩做法示意图42柱墩钢筋绑扎圆形柱墩钢筋是框架柱钢筋的延伸，因此，在框架柱钢筋绑扎、混凝土浇筑的过程中就要加强钢筋质量控制，特别是圆形柱墩钢筋的定位。而且，柱墩钢筋、剪力键坑周围加强钢筋较多，绑扎难度大。4.2.1柱墩纵向钢筋的
11、控制图4.2.1 圆形柱墩纵筋绑扎效果图1、在圆形柱墩下框架柱混凝土施工过程中，采用定位箍将纵筋固定。混凝土浇筑完成后及时调整到位，将纵筋绑扎规矩。见图5.2.1。2、按照图纸设计要求绑扎柱墩钢筋，由于方形柱墩钢筋是在框架梁上预留插筋，因此，插筋按照定位放置后，绑扎两道柱墩箍筋，并将纵筋弯钩点焊，起到临时固定的作用。此部位的临时固定非常重要，不允许出现较大偏差。否则，柱墩将偏位，无法进行钢结构施工。4.2.2剪力键坑周围加强钢筋的控制1、柱墩钢筋完成后，需要按照图纸设计要求，设置抗剪键坑。剪力键坑为圆形，周围要增加钢筋，由于剪力键坑尺寸较小，钢筋设计比较密集，所以，该部位钢筋绑扎需要细心、认真
12、。2、剪力键坑周围的加强钢筋要在柱墩模板封闭之前进行施工，这样安装钢筋比较方便。加强钢筋下料要精确，否则无法放置或者钢筋外露。见图4.2.2。图4.2.2 剪力键周围钢筋绑扎效果图43柱墩抗剪键坑的预留柱墩抗剪键坑的设置非常重要，这是柱墩施工关键点中的关键。因为，钢结构抗剪键与剪力键坑之间的间隙非常小，只有5mm的间隔，剪力键坑预留如果稍有偏差，抗剪键将无法安装。因此，抗剪键坑预留的尺寸、位置相当重要。1、为了保证抗剪键坑的预留尺寸，我们采用自制的定型圆模。定型圆模的尺寸考虑到混凝土浇筑的影响，圆模直径放大了1cm。图4.3 定型剪力键坑圆模效果图2、为了保证抗剪键坑的位置准确，我们将定型圆模
13、与钢筋、预埋螺栓相连一体，确保定型圆模不发生位移。44柱墩混凝土的浇筑柱墩混凝土浇筑需要注意：混凝土的配比，混凝土的振捣，对预埋螺栓、钢筋、定型模板的保护以及对混凝土自身的养护、保护工作。1、混凝土的配比：该部位的混凝土配合比除了常规的做法外，还应增加缓凝剂、膨胀剂，以延长混凝土的凝固时间、增强混凝土的收缩特性；石子的选择采用5-20mm之间的合理级配；塌落度要求在140-160mm之间，有良好的和易性。2、混凝土的振捣：采用机械振捣与人工振捣相结合的方法。由于钢筋比较密集，完全采用振捣棒，可能会振捣不到位、有漏振的地方，用人工使用混凝土振捣勾可以振到柱墩的边角。此项工作选用经验丰富的振捣手进
14、行操作。3、混凝土浇筑过程中，注意保护预埋螺栓、钢筋和定型模板，不能碰撞、破坏预埋螺栓，如混凝土灌入困难，则减少输送量、降低塌落度，有必要的进行人工灌入。此项工作安排专人进行看护。4、混凝土浇筑过程中，经常观察预埋螺栓、钢筋、模板、抗剪键坑等有无位移、变形或堵塞情况，发现问题立即处理，并在混凝土凝结前修正完好。5、混凝土浇筑完成后，安排一个工人专门负责覆盖毛毡养护，并经常洒水养护以保持混凝土表面湿润。七天内，每天有专人检查养护情况。6、在混凝土未达到强度之前，不得进行柱头钢结构节点施工、不得对混凝土柱墩造成破坏。7、按照规范要求，试验人员现场见证取样，留置混凝土试块。8、混凝土浇筑过程中，注意
15、施工安全，人员不得站在女儿墙挑板外侧，泵管在指挥下要靠近挑板内侧，控制输送口软管的操作人员不得用力过猛。45柱墩抗剪键坑模板拆除柱墩抗剪键坑定型圆模待混凝土浇筑完成后，圆模深陷在混凝土柱墩内，所以，需要掌握好模板拆除时间。既不能过早，过早会破坏混凝土，又不能太晚，太晚模板无法拆除。根据施工经验总结，最适宜拆模的时间是混凝土浇筑完成7到10个小时之间。除了掌握定型圆模拆除的时间外，还应注意拆模过程中，不得碰撞预埋螺栓和固定角钢架，如确实不能拆除，待混凝土强度达到设计要求后，再进行处理。46柱墩钢结构抗剪键的安装1、柱墩钢结构抗剪键的安装由钢结构专业施工队来完成，抗剪键是由型钢和钢板组成，形状、尺
16、寸均有具体设计。2、带钢板的抗剪键放入剪力键坑内，四个预埋螺栓穿过钢板，通过高强螺栓进行固定。在安装过程中，根据剪力键的设计标高，通过水准仪检测钢板平整度来控制，确保钢板平整度符合要求。3、抗剪键要插入剪力键坑内，如剪力键坑的尺寸、深度不能满足抗剪键的要求，则需要对剪力键坑进行剔凿处理，并清理干净坑内的杂物。47柱墩临时支撑的设置1、抗剪键安装过程中，需要设置型钢支撑，在整个屋盖桁架安装完成后方可拆除。2、柱墩临时支撑是由型钢组成的三角架，事先在框架梁上预埋钢筋，型钢三角架一端依靠预埋钢筋固定在框架梁上，另一端与抗剪键焊接。临时支撑图见图5.7。图5.7 柱墩临时支撑效果图48柱墩剪力键坑混凝
17、土浇筑1、抗剪键坑二次混凝土料灌注前，由钢结构专业施工队伍负责完成柱墩钢构节点的隐蔽验收，并交接给土建施工队。项目部按照混凝土配合比的要求，特别是确保膨胀剂按照使用说明合理添加，经现场计量、搅拌完成灌浆料的制作。在浇筑过程中，试验人员现场见证取样，按规定留置试块。2、根据抗剪键的设计情况，混凝土灌筑采用人工填料、人工振捣为主、机械振捣为辅的方法进行施工。分两次灌注到位，第一次灌注到抗剪键坑的上表面，第二次灌注剩余的100mm。3、第一次灌注抗剪键坑内的混凝土塌落度相对大一些（180mm-200mm），以混凝土有较好的流动性为主，边灌注边用混凝土振捣勾捣实，方法同混凝土试块的制作，直到混凝土表面
18、出现气泡。同时用机械振捣棒振动工字钢，对混凝土进行辅助振捣。4、第二次灌注剩余的100mm，此混凝土塌落度相对小一些（120mm-140mm），以混凝土有较好的稠度为主，此部位的混凝土可侧面插入振捣棒进行振捣，最后按图纸设计完成混凝土的收压工作。5、对工字钢以轻微振动为主，切勿用力过猛。注意对钢构件进行保护，如有污染及时清理。混凝土灌筑完成后，及时覆盖毛毡养护。之后每天有专人检查养护情况。49柱墩临时支撑拆除1、在混凝土未达到强度之前，不得拆除钢结构柱墩工字钢临时支撑，临时支撑在混凝土全部灌注完成之后，并达到设计强度时，方可根据钢结构施工方案拆除。2、柱墩临时支撑拆除顺序：采用跨越式拆除，隔一
19、个拆一个，边拆除边进行位移观测，同时，每天观察柱墩混凝土的变化情况，注意是否有裂纹出现，如有变化，则延缓临时支撑拆除时间。五、 施工质量控制：51柱墩定位质量控制1、轴线尺寸偏差在2内，必须满足钢脚螺栓的顺利安装。2、钢筋下料偏差在5内，有效控制在钢筋绑扎过程中保护层过大或过小，符合规范要求。绑扎过程中严格控制纵向和水平方向钢筋的间距，并符合设计规范要求。3、模板拼缝偏差在3内，达到清水混凝土效果。52柱墩钢筋质量控制剪力键坑钢筋的绑扎是难点，在圆柱外侧钢筋绑扎完毕后，进行内部剪力键坑的绑扎，剪力键坑内首先绑扎纵向钢筋，按图纸要求尺寸弯折成U型，绑扎于内测，沿剪力键坑内边均匀分布，纵向绑扎完毕
20、后，绑扎剪力键坑内水平向钢筋，按尺寸做成封闭式箍筋并焊接，作上、中、下三道箍筋，水平方向绑扎完毕后，绑扎剪力键坑内底部钢筋，底部绑扎水平方向钢筋，钢筋绑扎成十字交叉分布。53模板的质量控制 1、为确保工期质量要求现场对圆形混凝土桁架支墩采用钢模板，这种钢模强度高、韧性好、耐磨、耐腐性好，模板支拆方便操作，缩短工期。对生产圆钢模板厂家进行考察，提出质量要求，模板表面必须平整、光滑、无毛刺。模板拼接的接缝必须严密，无变形现象，并派专人跟踪制作。2、剪力键坑内模板采用木条拼装成圆形，外边用三合板封闭，首先按一定尺寸在木模版上画出圆的轮廓，必须用手锯沿轮廓线锯割成型，在按尺寸把木方锯成布条，把锯好的木
21、条钉于圆形板的侧面，沿圆板侧面钉上一周圈，定好后用三合板卷成桶装封闭即可。3、待柱子混凝土达到设计强度时方可拆模，必须通过试块试压后在进行拆除，拆除过程中注意保护成品，防止掉角缺棱现象，拆模后急时养护、覆盖，防止裂缝。由于水泥的碱性较大，拆模后一定要及时清理模板表面的水泥残渣，防止腐蚀模板，刷好脱模剂。4、剪力键坑拆模；剪力键坑内拆模一定要掌握混凝土的浇筑时间，时间过长会造成难以拆除模板，时间短混凝土不凝固，造成混凝土构件不成形或掉角少楞现象。54混凝土的质量控制1、对原材料的质量控制：水泥选用42.5复合硅酸盐水泥，砂子采用中砂，碎石最大粒径不宜超过20mm，掺入5%的膨胀剂，以利于混凝土的灌注。2、混凝土浇筑前，针对结构特点编制专项施工方案，方案中的人员组织、混凝土配合比、混凝土的拌制、浇筑方法及养护措施；混凝土的温控及保湿保温措施；施工机械及材料储备、停水、停电等应急措施；都要合理控制落实。要认真检查模板支撑系统的稳定性，检查模板、钢筋、预埋螺栓是否按按设计要求施工，其质量是否达到施工质量验收规范要求。3、为了保证剪力键坑混凝土的密实度，我们采用人工使用振捣勾来进行振捣，振捣要求仔细、到位，直至出现浮浆。对已浇筑的混凝土，在终凝前进行二次振动，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。
