CN112681759A - 一种劲性柱十字型钢骨施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种劲性柱十字型钢骨施工方法，包括劲性钢骨柱深化设计：根据设计要求、结构施工图及现场实际条件，对十字型钢骨柱进行深化设计；钢构件的制作：确定分节分段，在工厂进行工厂化加工生产；构件的安装：在施工现场进行吊装、焊接。本发明的结构施工精度高：经过深化设计做出施工详图和构件详图，工厂化的加工，制作误差控制5毫米内，现场施工进度控制在5毫米内，施工精度高。本发明的工程质量可靠：因为十字柱的制作焊接、梁主筋贯通孔、柱箍的贯通孔、加劲肋等均在工厂内完成，工程质量能得到有效保障。本发明的现场施工简便：工厂加工成品构件在施工现场进行十字钢骨柱的吊装安装，可节省作业时间并大大减少现场作业人员数量。

Description

一种劲性柱十字型钢骨施工方法

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，特别涉及一种劲性柱十字型钢骨施工方法。

背景技术

钢混凝土组(混)合结构由于能有效减小杆件截面及良好抗震性能在建筑主体结构体系中的优势越来越凸显，迅猛发展的建筑业也促进了钢与混凝土组合结构的理论研究和工程实践。劲性柱十字型钢骨柱的工程应用也越来越广泛，对其结构相应的施工技术要求也越来越高。现有技术中并没有出现规范的劲性柱十字型钢骨柱施工方法，大多为按照一般的施工方法进行，为了满足工程施工的发展需要，根据以往施工经验对劲性柱十字型钢骨的深化设计、制作、安装、检测进行系统的总结后形成本工法。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提出一种劲性柱十字型钢骨施工方法，通过合理设计施工工法，在保证施工质量的前提下，提高了施工效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种劲性柱十字型钢骨施工方法，包括以下步骤：

劲性钢骨柱深化设计：根据设计要求、结构施工图及现场实际条件，对十字型钢骨柱进行深化设计；

钢构件的制作：确定分节分段，在工厂进行工厂化加工生产；

构件的安装：在施工现场进行吊装、焊接。

进一步的，所述钢构件的制作包括以下步骤流程：

S1、首先，主材切割、开坡口、H型钢组立、H型钢焊接、H型钢校正、H型钢下料、钻孔及锁口；

S2、其次，T型钢制作并与H型钢依次进行十字组立、十字焊接、十字校正；

S3、最后，进行焊接、矫正、检验及出厂。

进一步的，所述十字组立后需进行H、T型检查，所述十字焊接后需进行十字检查，所述校正需进行尺寸外观检查。

进一步的，所述H型钢的具体制作流程包括：

下料及坡口：机加下料，包括切割、刨边；

自动组立及自动焊接：翼缘与腹板组立，小直径焊条或焊丝底1道；组立后的H型构件放在450门式埋弧焊机的胎架上，进行全自动埋弧焊接；

自动校正：成型后的H型钢放在翼缘矫正机上矫正；

下料、钻孔及锁口：最后在美国Peddinghaus流水线上进行下料、钻孔及锁口。

进一步的，所述T型钢制作是由焊接H型钢切割而成，工厂制作时按设计要求尺寸先做成H型钢，然后从腹板中间把H型钢切割成两个T型钢。

进一步的，所述S3中的焊接为十字型钢骨柱焊接，所述十字型钢骨柱焊接由一个焊接H钢和两个T型钢组立、焊接而成；焊接按以下顺序：第一步：正面小直径CO₂打底1道，翻转180°；第二步：背面焊接至板厚，翻转180°；第三步：正面焊接至板厚。

进一步的，所述S3中的矫正具体为：H型钢和T型钢采用机械矫正和火焰矫正相结合，十字型矫正使用火焰矫正，矫正时应控制在一定精度防止扭曲变形；机械矫正在H型钢翼缘矫正机上进行或通过H型钢组焊一体机进行操作。

进一步的，所述构件的安装包括以下步骤流程：

S1、施工准备、地脚螺栓预埋及桩基放线与处理；

S2、构件进场验收及资料检查确定后吊装就位，再进行临时固定、测量校正后焊接；

S3、最后，焊缝探伤检验、绑扎梁柱钢筋及支模混凝土浇筑。

进一步的，所述S1中的地脚螺栓预埋具体为：首先制作螺栓固定框就位，再将螺栓固定在固定框上，配合安装的螺纹上涂上黄油并包上油纸。

进一步的，所述S2中的吊装就位与临时固定具体为：(1)钢骨柱在吊装前，在柱身上焊接好爬梯或挂梯以便于操作人员上下和钢骨柱就位后松钩；(2)钢骨柱吊装时采用塔吊旋转垂直吊法，起吊钢索根据分节重量经过计算后确定钢丝绳型号，钢骨柱吊点设置在柱顶部，通过专用吊具与焊在柱顶两侧面耳板螺栓相连；钢骨柱起吊时必须垂直，回转时必须具有一定的高度，以免碰撞其它构件；(3)钢骨柱就位时，首先将钢骨柱底板穿入地脚螺栓，放置在调节好标高的螺帽上，并将柱底的四面中心线与基础轴线对位校正，四面兼顾，使偏差控制在规范许可的范围以内，穿上压板，拧紧螺栓，即为完成钢骨柱的就位及临时固定；

所述S2中的测量校正及焊接具体为：标高控制与校正：第一节钢骨柱底板混凝土面之间预留50mm间隙做二次灌浆，通过调节柱脚底板下的四颗螺母控制柱底标高；垂直度控制与校正：在纵横两个方向的两台经纬仪的测量下，利用缆风绳对钢骨柱的垂直度进行校正，校好后紧固地脚螺栓、固定好缆风绳；钢骨柱焊接：钢骨柱制作在工厂进行，采用以全自动埋弧焊和CO₂气体保护焊的焊接方法，现场对接焊缝腹板采用坡口双面全熔透、翼板采用坡口单面全熔透，采用CO₂气体保护焊为主的焊接方法；采用热输入较低的CO₂气体保护焊，先焊接十字形腹板，后焊接翼板，采用对称焊接的方法。

有益效果：本发明的结构施工精度高：经过深化设计做出施工详图和构件详图，工厂化的加工，制作误差控制5毫米内，现场施工进度控制在5毫米内，施工精度高。本发明的工程质量可靠：因为十字柱的制作焊接、梁主筋贯通孔、柱箍的贯通孔、加劲肋等均在工厂内完成，工程质量能得到有效保障。本发明的现场施工简便：工厂加工成品构件在施工现场进行十字钢骨柱的吊装安装，可节省作业时间并大大减少现场作业人员数量。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的劲性柱十字型钢骨施工方法的流程图；

图2为本发明实施例所述的钢构件的制作流程图；

图3为发明实施例所述的H型钢制作流程图；

图4为发明实施例所述的构件的安装流程图；

图5为发明实施例中的所述的塔吊旋转垂直吊法的示意图；

图6为发明实施例中的所述的吊装就位与临时固定示意图；

图7为发明实施例中的所述的第二节和以上钢骨柱安装示意图一；

图8为发明实施例中的所述的第二节和以上钢骨柱安装示意图二；

图9为发明实施例中的所述的第二节和以上钢骨柱安装示意图三；

图10为发明实施例中的所述的测量控制与校正的示意图；

图11为发明实施例中的应用实例的钢骨柱截面形式示意图一；

图12为发明实施例中的应用实例的钢骨柱截面形式示意图二；

图13为发明实施例中的应用实例的钢骨柱截面形式示意图三。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

参见图1-4：一种劲性柱十字型钢骨施工方法，包括以下步骤：

劲性钢骨柱深化设计：根据设计要求、结构施工图及现场实际条件，对十字型钢骨柱进行深化设计；

钢构件的制作：确定分节分段，在工厂进行工厂化加工生产；

构件的安装：在施工现场进行吊装、焊接。

需要说明的是，现场实际条件可以为塔吊起重能力及起重半径等综合因数；钢构件的制作的材料采购、放样下料、组装焊接、矫正、检验及发运，均需按国家标准及质量保证体系文件要求执行；另外，劲性钢骨柱深化设计需要出具详细的施工详图，待由设计院确认后方可作为施工及验收的依据。

参见图2：在一具体的实例中，所述钢构件的制作包括以下步骤流程：

S1、首先，主材切割、开坡口、H型钢组立、H型钢焊接、H型钢校正、H型钢下料、钻孔及锁口；

S2、其次，T型钢制作并与H型钢依次进行十字组立、十字焊接、十字校正；

S3、最后，进行焊接、矫正、检验及出厂。

需要说明的是，所述钢构件的制作还包括以下制作要求：

1)放样：放样及制作所需使用的测量工具均需经检测合格后方可使用；放样按施工图及工艺要求进行1：1的放样；在画出每个零部件的草图后进行合理的下料，必要时采用1∶1样板供制作及验收使用，异形板件采用数控下料；

2)下料及加工：根据号料板图要求，分别进行钢板的数控自动切割、门式自动切割、数控切割及部分手工切割下料；焊接坡口，一般采用自动切割或半自动切割，也可机械刨边；钢板切割边按质量要求打磨光洁；翼缘板因厚度较薄根据焊接变形情况要求，压制反变形折角；对节点板进行套模钻孔；坡口火焰切割时，切面上不得有裂纹，并不宜有大于1.0mm的缺棱；当缺棱为1～3mm时，应修磨平整；当缺棱超过3mm时则应用直径不超过3.2mm的低氢焊条补焊，并修磨平整；

3)制孔

钢骨柱的零部件钻孔采用精密机械钻孔，为了确保钻孔精度和质量，须有放样工放样划线划出基准轴线和孔中心，零部件钻孔后均需经检验员检验合格后做上合格标识后方可进行下部工序；加工后的零部件均按规定进行边缘加工，去除毛刺、焊渣、焊接飞溅物、污垢等，并进行表面检查；

4)组立

组立是在自动组立机上进行，组立前应对翼缘板和腹板去除毛刺、割渣，并应进行矫正，由放样人员划出定位线，待检验合格后才准上组立机进行组立点焊固定；

5)焊接

工厂应根据本工程的焊接特点进行各种焊接工艺评定，合格后编制焊接工艺指导书，焊接完成后即时进行焊缝外观检查和无损探伤；

6)矫正

矫正工作贯穿钢骨柱制作的整个过程，从下料前到下料、埋弧焊、组装手工焊等均应矫正，确保构件的尺寸、质量、形状满足规范要求；矫正的方法主要有型钢矫正机机械矫正、火焰矫正；

7)端铣

待加工及检验合格后，应采用端头铣进行端头铣平加工，加工时应保证尺寸准确；

8)检测

针对于成品构件尺寸、外观、焊缝质量进行检测；

9)编号、包装、运输、装卸、堆放

钢骨柱按规定制作完毕检验合格后，应及时分类贴上标识；按编号顺序分开堆放，并加垫铁或垫木，减少变形、磨损；钢骨柱运输时绑扎必须牢固，防止松动；钢构件在运输车上的支点、两端伸出的长度及绑扎方法均能保证构件不产生变形、不损伤涂层且保证运输安全。

在一具体实例中，所述十字组立后需进行H、T型检查，所述十字焊接后需进行十字检查，所述校正需进行尺寸外观检查。

参见图3：在一具体实例中，所述H型钢的具体制作流程包括：

下料及坡口：机加下料，包括切割、刨边；

自动组立及自动焊接：翼缘与腹板组立，小直径焊条或焊丝底1道；组立后的H型构件放在450门式埋弧焊机的胎架上，进行全自动埋弧焊接；

自动校正：成型后的H型钢放在翼缘矫正机上矫正；

下料、钻孔及锁口：最后在美国Peddinghaus流水线上进行下料、钻孔及锁口。

需要说明的是，所述自动组立及自动焊接的标准要求为：坡口底层焊道采用焊条手工电弧焊时使用不大于

的焊条施焊底层根部焊道的最小尺寸应适宜，但最大厚度不超过6mm；打底反面需继续施焊的，必须在反面清根后才能施焊。

在具体实现中，所述T型钢制作是由焊接H型钢切割而成，工厂制作时按设计要求尺寸先做成H型钢，然后从腹板中间把H型钢切割成两个T型钢。

在一具体实例中，所述S3中的焊接为十字型钢骨柱焊接，所述十字型钢骨柱焊接由一个焊接H钢和两个T型钢组立、焊接而成；焊接按以下顺序：第一步：正面小直径CO₂打底1道，翻转180°；第二步：背面焊接至板厚，翻转180°；第三步：正面焊接至板厚。

十字型钢骨柱的制作采用专用的胎架来保证其尺寸要求。

在一具体实例中，所述S3中的矫正具体为：H型钢和T型钢采用机械矫正和火焰矫正相结合，十字型矫正使用火焰矫正，矫正时应控制在一定精度防止扭曲变形；机械矫正在H型钢翼缘矫正机上进行或通过H型钢组焊一体机进行操作。

需要说明的是，对于涉及到的熔焊栓钉的焊接，具体为.

1)栓钉将采用自动调节的焊接设备接上合适的电源后焊接，栓钉的焊接需要采用独立的电源供电。

2)如果两个或更多栓钉枪在同一电源上使用，采用联动装置保证一次只一把栓钉枪能使用。这样电源就能在一个栓钉焊后再开始下一次焊接。

3)焊接电压，电流，时间及栓钉枪焊接参数根据设计要求调到相应状态及相应值。

4)每个栓钉都带有一个瓷环来保护电弧的热量以及稳定电弧。电弧保护瓷环要保持干燥，如果表面有露水和雨水痕迹则应在120℃的干燥器内烘干2小时后再使用。

5)焊接栓钉的地方应当无铁锈，灰尘，露水或其它对产生合格焊缝有危害的物质。

6)操作时，要待焊缝熔透后才能移去焊钉枪。

7)焊后，去掉瓷环，以便于检查。

参见图4：在一具体实例中，所述构件的安装包括以下步骤流程：S1、施工准备、地脚螺栓预埋及桩基放线与处理；S2、构件进场验收及资料检查确定后吊装就位，再进行临时固定、测量校正后焊接；S3、最后，焊缝探伤检验、绑扎梁柱钢筋及支模混凝土浇筑。

进一步的，所述S1中的地脚螺栓预埋具体为：首先制作螺栓固定框就位，再将螺栓固定在固定框上，配合安装的螺纹上涂上黄油并包上油纸。

需要说明的是，为了保证地脚螺栓的埋设精度，依据平面控制线、基准轴线或中心线及标高控制线；埋设钢骨柱地脚螺栓前，设计螺栓固定框。地脚螺栓的螺纹保护相当重要，因此在螺纹上要涂黄油并包上油纸。

在一具体实例中，所述S2中的吊装就位与临时固定具体为：(1)参见图6：钢骨柱在吊装前，在柱身上焊接好爬梯或挂梯以便于操作人员上下和钢骨柱就位后松钩；(2)参见图5：钢骨柱吊装时采用塔吊旋转垂直吊法，起吊钢索根据分节重量经过计算后确定钢丝绳型号，钢骨柱吊点设置在柱顶部，通过专用吊具与焊在柱顶两侧面耳板螺栓相连；钢骨柱起吊时必须垂直，回转时必须具有一定的高度，以免碰撞其它构件；(3)钢骨柱就位时，首先将钢骨柱底板穿入地脚螺栓，放置在调节好标高的螺帽上，并将柱底的四面中心线与基础轴线对位校正，四面兼顾，使偏差控制在规范许可的范围以内，穿上压板，拧紧螺栓，即为完成钢骨柱的就位及临时固定；

需要说明的是，上述为第一节钢骨柱的吊装就位与临时固定，参见图7-9：第二节和以上钢骨柱安装为：在第二节柱和以上钢骨柱安装前，定位轴线、标高上传从地面测量控制网把安装控制轴线投影上翻到第一节柱顶，把标高控制线引测到第一节柱顶，并检查是否符合规范要求；上下节钢骨柱进行对接时，先通过临时连接耳板配合安装螺栓紧固，垂直度及轴线偏差控制后，采用对称施焊。保持连续一次性焊完，对于一、二级焊缝要做焊缝探伤检测。

参见图10：所述S2中的测量校正及焊接具体为：标高控制与校正：第一节钢骨柱底板混凝土面之间预留50mm间隙做二次灌浆，通过调节柱脚底板下的四颗螺母控制柱底标高；垂直度控制与校正：在纵横两个方向的两台经纬仪的测量下，利用缆风绳对钢骨柱的垂直度进行校正，校好后紧固地脚螺栓、固定好缆风绳；钢骨柱焊接：钢骨柱制作在工厂进行，采用以全自动埋弧焊和CO₂气体保护焊的焊接方法，现场对接焊缝腹板采用坡口双面全熔透、翼板采用坡口单面全熔透，采用CO₂气体保护焊为主的焊接方法；为了控制焊接变形保证钢柱垂直度，减少钢柱焊接产生的扭曲变形，确保钢筋穿孔的精度度，为此采用热输入较低的CO₂气体保护焊，先焊接十字形腹板，后焊接翼板，采用对称焊接的方法。这样既可以保证焊接质量，减少焊接变形，提高工效，加快施工进度。

本实施例的应用实例：

安徽置地投资广场建筑面积57000m2；地下两层，地上塔楼二十六层。

塔楼钢骨柱共29根，所有钢骨柱在-9.900m到+46.000m标高范围内，钢骨柱截面形式共3种。详情截面形式见下附图11-13：

根据本实施例的设计施工方法，结合现场实际，经过深化设计、工厂制作、现场安装、检测等等步骤，在确保质量的同时达到快速交付项目，最终本项目所有钢结构检测均一次性合格，赢得业主及监理满意，取得了良好的社会效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种劲性柱十字型钢骨施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

劲性钢骨柱深化设计：根据设计要求、结构施工图及现场实际条件，对十字型钢骨柱进行深化设计；

钢构件的制作：确定分节分段，在工厂进行工厂化加工生产；

构件的安装：在施工现场进行吊装、焊接。

2.根据权利要求1所述的劲性柱十字型钢骨施工方法，其特征在于，所述钢构件的制作包括以下步骤流程：

S1、首先，主材切割、开坡口、H型钢组立、H型钢焊接、H型钢校正、H型钢下料、钻孔及锁口；

S2、其次，T型钢制作并与H型钢依次进行十字组立、十字焊接、十字校正；

S3、最后，进行焊接、矫正、检验及出厂。

3.根据权利要求2所述的劲性柱十字型钢骨施工方法，其特征在于，所述十字组立后需进行H、T型检查，所述十字焊接后需进行十字检查，所述校正需进行尺寸外观检查。

4.根据权利要求2所述的劲性柱十字型钢骨施工方法，其特征在于，所述H型钢的具体制作流程包括：

下料及坡口：机加下料，包括切割、刨边；

自动组立及自动焊接：翼缘与腹板组立，小直径焊条或焊丝底1道；组立后的H型构件放在450门式埋弧焊机的胎架上，进行全自动埋弧焊接；

自动校正：成型后的H型钢放在翼缘矫正机上矫正；

下料、钻孔及锁口：最后在美国Peddinghaus流水线上进行下料、钻孔及锁口。

5.根据权利要求2所述的劲性柱十字型钢骨施工方法，其特征在于，所述T型钢制作是由焊接H型钢切割而成，工厂制作时按设计要求尺寸先做成H型钢，然后从腹板中间把H型钢切割成两个T型钢。

6.根据权利要求2所述的劲性柱十字型钢骨施工方法，其特征在于，所述S3中的焊接为十字型钢骨柱焊接，所述十字型钢骨柱焊接由一个焊接H钢和两个T型钢组立、焊接而成；焊接按以下顺序：第一步：正面小直径CO₂打底1道，翻转180°；第二步：背面焊接至板厚，翻转180°；第三步：正面焊接至板厚。

7.根据权利要求2所述的劲性柱十字型钢骨施工方法，其特征在于，所述S3中的矫正具体为：H型钢和T型钢采用机械矫正和火焰矫正相结合，十字型矫正使用火焰矫正，矫正时应控制在一定精度防止扭曲变形；机械矫正在H型钢翼缘矫正机上进行或通过H型钢组焊一体机进行操作。

8.根据权利要求1所述的劲性柱十字型钢骨施工方法，其特征在于，所述构件的安装包括以下步骤流程：

S1、施工准备、地脚螺栓预埋及桩基放线与处理；

S2、构件进场验收及资料检查确定后吊装就位，再进行临时固定、测量校正后焊接；

S3、最后，焊缝探伤检验、绑扎梁柱钢筋及支模混凝土浇筑。

9.根据权利要求8所述的劲性柱十字型钢骨施工方法，其特征在于，所述S1中的地脚螺栓预埋具体为：首先制作螺栓固定框就位，再将螺栓固定在固定框上，配合安装的螺纹上涂上黄油并包上油纸。

10.根据权利要求8所述的劲性柱十字型钢骨施工方法，其特征在于，所述S2中的吊装就位与临时固定具体为：(1)钢骨柱在吊装前，在柱身上焊接好爬梯或挂梯以便于操作人员上下和钢骨柱就位后松钩；(2)钢骨柱吊装时采用塔吊旋转垂直吊法，起吊钢索根据分节重量经过计算后确定钢丝绳型号，钢骨柱吊点设置在柱顶部，通过专用吊具与焊在柱顶两侧面耳板螺栓相连；钢骨柱起吊时必须垂直，回转时必须具有一定的高度，以免碰撞其它构件；(3)钢骨柱就位时，首先将钢骨柱底板穿入地脚螺栓，放置在调节好标高的螺帽上，并将柱底的四面中心线与基础轴线对位校正，四面兼顾，使偏差控制在规范许可的范围以内，穿上压板，拧紧螺栓，即为完成钢骨柱的就位及临时固定；

所述S2中的测量校正及焊接具体为：标高控制与校正：第一节钢骨柱底板混凝土面之间预留50mm间隙做二次灌浆，通过调节柱脚底板下的四颗螺母控制柱底标高；垂直度控制与校正：在纵横两个方向的两台经纬仪的测量下，利用缆风绳对钢骨柱的垂直度进行校正，校好后紧固地脚螺栓、固定好缆风绳；钢骨柱焊接：钢骨柱制作在工厂进行，采用以全自动埋弧焊和CO₂气体保护焊的焊接方法，现场对接焊缝腹板采用坡口双面全熔透、翼板采用坡口单面全熔透，采用CO₂气体保护焊为主的焊接方法；采用热输入较低的CO₂气体保护焊，先焊接十字形腹板，后焊接翼板，采用对称焊接的方法。

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