十字形型钢柱安装施工工法工法编号：RJGF(闽)092010完成单位：中建七局第三建筑有限公司 福建省中大建设工程有限公司主要完成人：张书锋 高洁琦 王 耀 郑立敏1 前言十字形型钢混凝土柱是型钢混凝土(SRC)结构中常用的一种形式，由于该种结构形式具有承载能力高、刚度大及抗震性能好等优点，已越来越多地应用于大跨度结构和地震区的高层建筑以及超高层建筑。莆田电力调度大楼十六层（楼层标高63.14m）以下框架柱采用型钢混凝土结构，在型钢柱的安装实践过程中形成本工法，工法中采用的螺杆式顶拉精调器已申报国家专利。2 特点2.0.1 可准确控制型钢柱安装的轴线及垂直度。 2.0.2 安装施工简便，施工安全、快速，对施工环境要求低。3 适用范围本工法适用于非地震区和抗震设防烈度为6度至9度的多、高层建筑和一般构筑物的十字形型钢柱安装施工。4 工艺原理利用杠杆原理，通过钢楔及螺杆式顶拉精调器对型钢柱安装的轴线及垂直度进行调整，使型钢柱安装达到设计及施工验收规范要求。5 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程型钢柱安装施工工艺流程如图5.1所示。测量定位钢柱吊装就位钢柱吊装前检查、核对钢柱临时固定校正垂直度、标高、轴线等检查各安装参数是否符合要求钢柱固定钢柱焊接检查焊缝外观及复核安装参数是否符合要求下道施工工序否是是否焊缝超声波探伤检查是否符合要求是否是割除焊缝图5.1 施工工艺流程图5.2 操作要点5.2.1 测量定位型钢柱安装前，安装现场应测设并标识出所安装的每个型钢柱的十字轴线，做为型钢柱安装定位及控制安装参数的依据。5.2.2 钢柱吊装前检查、核对成品型钢柱进场后，技术人员应按照规范及图纸要求进行复核，并检查型钢柱的外形尺寸及运输过程中的变形情况，对变形部位进行修复处理。吊装前，技术人员应根据拟吊装的部位核对型钢柱型号。5.2.3 钢柱吊装就位用起重机械（如：塔吊等）将核对无误的型钢柱垂直起吊至拟安装的部位，并在型钢柱对接部位放置一圈6钢筋，预留出调整空间，方便后续的型钢柱校正等施工，如图5.2.3所示。图5.2.3 对接部位钢筋放置示意图5.2.4 钢柱临时固定型钢柱吊装就位后，四周耳板用连接钢板夹紧并用螺栓临时固定，如图5.2.4所示。型钢柱校正安装时，根据需要适当松开部分螺栓，校正后及时旋紧。(b)型钢柱临时固定剖面图(a)型钢柱临时固定立面图图5.2.4 型钢柱临时固定示意图5.2.5 钢柱校正在型钢柱的轴线方向架设三台经纬仪，在型钢柱安装过程中对垂直度及轴线进行测量，直至该型钢柱校正安装完毕。1 轴线校正根据测量数据，将L形钢板焊接固定于下节型钢柱正偏差一侧的翼缘板上，通过在L形钢板与翼缘板间打入三角形钢楔来带动扭转、移动型钢柱，直至各个方向的轴线位置均符合要求，如图5.2.5-1所示。(b)型钢柱轴线调整平面示意图(a)型钢柱轴线调整立面示意图图5.2.5-1 型钢柱轴线调整示意图2 垂直度校正将螺杆式顶拉精调器两端分别点焊固定于上下节型钢柱翼缘板上，根据测量数据，通过调节杆旋转螺杆式顶拉精调器，顶拉调整型钢柱的垂直度，如图5.2.5-2所示。(b)型钢柱垂直度调整平面示意图(a)型钢柱垂直度调整立面示意图图5.2.5-2 型钢柱垂直度调整示意图5.2.6 钢柱固定型钢柱校正完毕，将四周耳板与连接板点焊固定，再在翼缘板内侧焊接“U”形钢板固定，如图5.2.6所示。固定完毕后，去除接缝处预留的6钢筋，并将接缝清理干净。图5.2.6 型钢柱固定示意图5.2.7 钢柱焊接型钢柱接头采用CO2气体保护焊进行焊接，焊接前，应在接头处内侧设置焊接衬板，焊接时应对称施焊，并分层、分次将接头坡口填焊完毕，尽量减小焊接产生的应力和变形。焊接完毕，应对焊缝进行外观检查并按规定进行超声波探伤检测，以保证焊接质量。5.2.8 复核、记录对安装完毕的型钢柱垂直度、轴线、标高等安装参数进行复核、记录，计算型钢柱安装偏差值，在下一节型钢柱制作、安装时予以调整。5.3 劳动力组织投入的劳动力数量应根据每次施工的型钢柱数量确定，以安装一根型钢柱为例，型钢柱安装所需劳动力详见表5.3。表5.3 各工种人员配备和工作任务序号工种人数工作任务1塔吊（吊车）司机1钢构件吊装2指挥人员1组织指挥、统筹规划、调度3型钢安装工2型钢柱起吊调整、固定、校正4电焊工2型钢柱焊接及零星构件焊接5测量工3测量控制6电 工1保障施工用电7安全员1安装全过程安全监督、控制6 材料与设备6.0.1 型钢柱制作材料及焊接材料等应符合施工图及规范规定要求，并应具备出厂合格证、质量保证书、化学成分、力学性能检验报告。6.0.2 安装施工工具制作钢材宜采用Q345B；6.0.3 所需机具设备型钢柱安装施工所需机具设备详表6.0.3。表6.0.3 所需的机具设备序号机具名称备 注1起重机选用起重设备时应考虑设备的吊装覆盖范围及钢柱的单节重量2CO2焊机3直流电焊机4焊剂烘干箱5经纬仪也可用线锤替代6水准仪7可调节螺杆现场加工的安装工具；8“L”形钢板现场加工的安装工具，应与三角形钢楔配套；9三角形钢楔现场加工的安装工具，应与“L”形钢板配套；10“U”形钢板现场加工的安装工具；11辅助工具如：橇棍等6.0.4 可调节伸缩螺杆、“L”形钢板、三角形钢楔及“U”形钢板为现场加工的安装工具，加工工具如图6.0.4所示，钢板厚度均为30mm。(c)U型钢板(b)L型钢板及三角形钢楔(a)螺杆式顶拉精调器图6.0.4 加工工具示意图7 质量控制7.1 质量控制标准7.1.1 型钢柱加工制作允许偏差型钢柱安装允许偏差详见表7.1.1。表7.1.1 型钢柱加工制作允许偏差项 目允许偏差（mm）图 例截面高度hh5002.0500h10004.0截面宽度b3.0腹板中心偏移2.0翼缘板垂直度b/100,且不应大于3.0弯曲矢高（受压构件除外）L/1000,且不应大于10.0扭 曲h/250,且不应大于5.0腹板局部平面度ft143.0t142.07.1.2 型钢柱安装允许偏差型钢柱安装允许偏差详见表7.1.2。表7.1.2 型钢柱安装允许偏差项 目允许偏差（mm）检查方法型钢柱底部中心轴线5用经纬仪、钢尺检查垂直度单层柱H10mH/1000用经纬仪或吊线和钢尺检查H10mH/1000，且不应大于25多节柱单节柱H/1000，且不应大于10柱全高357.2 质量保证措施7.2.1 型钢柱在加工前，应根据现场机械起吊能力及钢柱的设计接头位置，对钢柱进行分节制作，型钢柱宜委托专业钢结构制作厂家加工制作。7.2.2 型钢构件应采用工厂车床制孔，严禁现场用氧气气割开孔。除地脚螺栓外，型钢构件上的螺栓钻孔直径应比螺栓直径大1.5mm2.0mm。7.2.3 型钢拼接前应将构件焊接面的油、锈等清除干净。7.2.4 应确保现场型钢柱拼接焊接质量，其焊缝质量应满足一级焊缝质量等级要求；对一般部位的焊缝应进行外观质量检查，并应满足施工图及相关规范要求，无设计要求时应达到二级焊缝质量等级要求。7.2.5 型钢因焊接产生的变形应以机械或火焰矫正调直，具体做法应符合钢结构工程施工质量验收规范GB 50205-2001的相关规定。8 安全措施8.0.1 工人进入工地后应进行三级安全教育和职业健康安全教育。各工种应进行安全操作规程教育后方能上岗。8.0.2 施工作业人员必须了解和掌握本工种的技术操作要领，特殊工种（如：电焊工等）应持证上岗。8.0.3 进入施工现场必须带好安全帽，高空作业时必须系安全带。8.0.4 吊装作业时应划定危险区域，并加强安全警戒。当风速达到4级以上时，吊装作业应停止，并对已吊装好的钢柱及时做好固定、检查工作。8.0.5 焊钳与把线必须绝缘良好、连接牢固，更换焊条应戴手套。在潮湿地点工作时，应站在绝缘胶板或木板上。8.0.6 型钢柱焊接时，应设置专用挡风棚，对焊接产生的火花用接火斗及时收集，以防火灾、烫伤等；下雨天不得进行露天焊接作业。8.0.7 施焊场地周围应清除易燃易爆物品，或进行覆盖、隔离。8.0.8 焊接工作结束，应切断焊机电源并检查操作地点，确认无起火危险后，方可离开。9 环保措施9.0.1 校正型钢柱时，不得大力随意敲击钢柱，尽量减少噪音的产生。9.0.2 焊接作业时应正确佩戴个人防护用品。9.0.3 焊接作业后应及时收集焊渣等废弃物，保持施工作业面整洁，做到工完场清。10 效益分析10.0.1 采用本工法，施工工序简单，有利于安全管理。10.0.2 本工艺操作简便，安装速度快，提高劳动效率方面可降低成本153元/吨。10.0.3 本工艺可在起重机械起吊能力范围内，加大型钢柱的每次安装高度，减少安装次数，加快施工进度，减少施工费用，工期效益明显。11 应用实例 本工法成功应用于莆田电力调度大楼、滨州时代大厦、瑞安东方大厦等工程，工程施工质量均满足规范和合同要求，并创造了一定的综合经济效益。现以莆田电力调度大楼工程为实例进行简要说明。11.0.1 工程概况莆田电力调度大楼，建筑高度99.95米，本工程十六层（楼层标高63.14m）以下框架柱采用型钢混凝土结构，型钢混凝土柱截面尺寸为1.05m1.05m，内部十字形型钢截面尺寸0.7m0.7m，型钢柱钢板厚度最大为40mm，最小为18mm。11.0.2 施工情况型钢柱采用工厂预制，现场吊装焊接的方式进行施工，在现场塔吊吊装能力允许范围内，每次安装2个楼层高度，减少型钢柱的安装次数，安装过程采用本工法对轴线、垂直度、标高等进行控制，各节安装质量均符合设计及施工质量验收规范要求。11.0.3 工程评价通过采用本工法进行型钢柱安装，有效控制了型钢柱的安装质量，形成综合经济效益5.13万元，取得了良好的效果。9