CN114876243B - 一种超长椭圆形横卧钢骨环梁施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种超长椭圆形横卧钢骨环梁施工方法，采用分离式设计的钢格构支撑柱来对横卧钢骨量进行辅助支撑，提高了横卧钢骨梁在施工过程中的安全性和稳定性，而且，分离式的设计减少了钢板切割工序，提高了支撑柱拆卸的施工效率。横卧钢骨梁上振捣孔的设置为横卧钢骨梁腹板下部混凝土的振捣提供了途径，出气孔及自黏式应变盒的设计为混凝土振捣密实度的监测提供了途径，从而有效确保了混凝土的浇筑及振捣质量。采用本发明能够有效提高超长椭圆形横卧钢骨环梁的施工质量，为其他类大型公共建筑的施工提供参考依据。

Description

一种超长椭圆形横卧钢骨环梁施工方法
技术领域
本发明属于建筑施工技术领域，尤其涉及一种超长椭圆形横卧钢骨环梁施工方法。
背景技术
经济技术的高速发展使得大型公共建筑形式日益多样化，结构复杂程度也日益提高，因而对施工技术及施工质量的要求也逐步提高。超长椭圆形横卧钢骨环梁是长轴100米以上、短轴60米以上、断面尺寸2米×2米以上的大跨度结构体系，在超长横卧钢骨环梁的施工过程中，因钢骨位于环梁中部，这使得钢骨下部混凝土的浇筑及振捣质量难以有效控制；同时，混凝土浇筑前因钢筋绑扎、模板支设等施工工序带来的荷载影响，也会使得大跨钢骨产生弯曲变形，对最终环梁的施工质量造成严重影响。因此，需要设计一种针对性的施工方法来解决以上问题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种超长椭圆形横卧钢骨环梁施工方法，有效提高了超长椭圆形横卧钢骨环梁的施工质量，能够为其他类大型公共建筑的施工提供参考依据。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种超长椭圆形横卧钢骨环梁施工方法，包括如下步骤：
步骤1：根据施工图纸建模，并导入结构力学分析软件中进行受力分析，确定钢格构支撑柱的数量及架设位置；
步骤2：以步骤1中得出的数字模拟结果以及施工方案为基础，进行分离式钢格构支撑柱的设计及加工；
步骤3：进行横卧钢骨梁的设计及加工，并且在横卧钢骨梁上设置振捣孔、出气孔、预留拉结筋穿束孔洞，在横卧钢骨梁下表面安装自黏式应变盒，自黏式应变盒的数据线连接至施工场地的监测系统；
步骤4：安装钢格构支撑柱；
步骤5：将横卧钢骨梁吊装安放至钢格构支撑柱顶部，并与钢格构支撑柱及混凝土柱预留支点进行点焊实现临时固接；
步骤6：根据钢筋绑扎施工数字模拟结果，对每根钢筋进行编排，采用先下部后上部、先中间后两边的原则，按照钢筋与箍筋穿插的顺序，进行钢筋绑扎；
步骤7：进行模板支设；
步骤8：进行混凝土一次浇筑及振捣；
步骤9：混凝土静置2小时后进行二次振捣，二次振捣后进行混凝土二次浇筑；
步骤10：进行混凝土养护、沉降观测，待混凝土达到要求时拆模；
步骤11：分离拆卸钢格构支撑柱。
进一步地，所述步骤2中，钢格构支撑柱由可拆卸的上部结构和下部结构组成；
上部结构包括四根角钢，相邻角钢之间焊接有水平支撑钢管和斜支撑钢管，角钢底部焊接有固定槽；
下部结构包括四根竖直焊接在底座上的支撑柱，相邻支撑柱之间也焊接有水平支撑钢管和斜支撑钢管，支撑柱为顶部开口的空心结构，四根螺杆均通过锁止扣插入并固定在支撑柱中；固定槽与螺杆顶部螺纹连接。
进一步地，所述步骤3中，横卧钢骨梁为两侧翼缘板呈弧形的工字钢结构，每根横卧钢骨梁的腹板上均设置有多个DN25钢管作为振捣孔和出气孔，振捣孔和出气孔均沿横卧钢骨梁长度方向设置，振捣孔位于横卧钢骨梁中部，出气孔位于振捣孔两侧；相邻的两个振捣孔之间的横卧钢骨梁下表面均布设一个自黏式应变盒。
进一步地，所述钢格构支撑柱上部结构整体高度与横卧钢骨梁底部模板到腹板底部之间的高度一致，混凝土二次浇筑完毕后，上部结构整体浇筑于混凝土内部。
进一步地，所述DN25钢管顶部标高高于绑扎的钢筋的顶部，混凝土二次浇筑完毕后，所有DN25钢管均埋于混凝土内。
进一步地，所述出气孔与振捣孔间隔2m。
进一步地，所述步骤8的具体过程为：先向横卧钢骨梁的腹板上浇筑混凝土，腹板上的混凝土达到两侧翼缘板高度后漫出，并向两侧流淌进入下部，待混凝土浇筑高度达到翼缘板上部时停止浇筑；在浇筑的过程中，从横卧钢骨梁两侧以及振捣孔进行混凝土振捣，并通过出气孔处混凝土浆液溢出情况以及自黏式应变盒监测数据持续观察横卧钢骨梁混凝土振捣情况。
进一步地，所述步骤4中，安装钢格构支撑柱时，首先将螺杆顶部旋入固定槽中，然后将螺杆底部旋入支撑柱内部至指定深度处，并通过锁止扣固定。
进一步地，所述步骤11中，分离拆卸钢格构支撑柱时，依次旋松四个锁止扣，并观察环梁底部下沉变形，然后依次逐步调整四根螺杆，将螺杆旋出固定槽，使得浇筑在混凝土中的上部结构与下部结构分离拆除。
进一步地，所述混凝土一次浇筑及振捣之前，现场试验确定混凝土浇筑的配合比、塌落度信息，再根据混凝土绝热温升公式及相关标准计算混凝土分段施工长度，其中，T(t)表示混凝土最大绝热温升，mc表示混凝土中水泥(包括膨胀剂)用量，Q表示水泥28d水化热，C表示混凝土比热，ρ表示混凝土密度，m表示随浇筑温度改变的系数，t表示混凝土的龄期。
本发明具有如下有益效果：
本发明采用的分离式钢格构支撑柱能够提高横卧钢骨梁在施工过程中的安全性和稳定性，分离式的设计减少了钢板切割工序，提高了支撑柱拆卸的施工效率；横卧钢骨梁上振捣孔的设置，为横卧钢骨梁腹板下部混凝土的振捣提供了途径，出气孔及自黏式应变盒的设计为混凝土振捣密实度的监测提供了途径，有效确保了混凝土的浇筑及振捣质量。由此可见，采用本发明所述的施工方法，大大降低了施工项目的施工难度，在提高施工效率的同时又能够保证混凝土浇筑及振捣质量，从而有效提高了采用超长椭圆形横卧钢骨环梁等结构类型的大型公建项目的施工质量，值得广泛推广使用。
附图说明
图1为本发明所述超长椭圆形横卧钢骨环梁施工流程图；
图2为本发明所述超长椭圆形横卧钢骨环梁局部结构示意图；
图3为本发明所述钢格构支撑柱示意图；
图4为本发明所述横卧钢骨梁示意图；
图5为本发明所述自黏式应变盒示意图；
图6为本发明所述超长椭圆形横卧钢骨环梁中钢筋绑扎剖面图；
图7为箍筋示意图。
图中：1-钢格构支撑柱；100-角钢；101-水平支撑钢管；102-斜支撑钢管；103-固定槽；104-底座；105-支撑柱；106-锁止扣；107-螺杆；2-横卧钢骨梁；200-翼缘板；201-腹板；202-振捣孔；203-出气孔；204-自黏式应变盒；205-预留拉结筋穿束孔洞；3-钢筋；4-混凝土柱。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“安装”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明所述的超长椭圆形横卧钢骨环梁施工方法如图1所示，包括如下步骤：
步骤1：施工准备：根据施工图纸建立超长椭圆形横卧钢骨环梁BIM模型，然后导入结构力学分析软件中，结合梁自重、施工荷载等因素进行受力分析，计算钢格构支撑柱的数量及架设位置，同时对施工过程进行模拟，进行碰撞检测，优化施工工序。
步骤2：以步骤1中得出的数字模拟结果以及施工方案为基础，进行分离式钢格构支撑柱1的设计及加工，如图2、3所示，钢格构支撑柱1由可拆卸的上部结构和下部结构组成；
上部结构包括四根角钢100，相邻角钢100之间焊接有水平支撑钢管101和斜支撑钢管102，角钢100底部焊接有固定槽103，固定槽103内壁设置有内螺纹；
下部结构包括底座104，底座104上竖直焊接有四根支撑柱105，相邻支撑柱105之间也焊接有水平支撑钢管101和斜支撑钢管102，支撑柱105为顶部开口的空心结构，四根螺杆107均通过锁止扣106插入并固定在支撑柱105中，锁止扣106为螺帽结构，且螺杆107的尺寸与固定槽103相匹配，固定槽103安装在螺杆107顶部，进而实现钢格构支撑柱1上部结构和下部结构之间的连接；
另外，钢格构支撑柱1上部结构整体高度要保证与横卧钢骨梁2底部模板到横卧钢骨梁2腹板201底部之间的高度一致，使得后续混凝土浇筑时钢格构支撑柱1上部结构整体能够刚好浇筑于混凝土内部，不会凸出。
步骤3：进行横卧钢骨梁2的设计及加工，如图2、4所示，横卧钢骨梁2为两侧翼缘板200呈弧形的工字钢结构，每根横卧钢骨梁2的腹板201上均设置有多个DN25钢管作为振捣孔202和出气孔203，且保证所有DN25钢管顶部标高略高于后期需绑扎的钢筋3的顶部，使得后续混凝土二次浇筑完毕后DN25钢管能够埋于混凝土内；
其中，振捣孔202位于横卧钢骨梁2中部且沿横卧钢骨梁2长度方向设置，出气孔203位于振捣孔202两侧且沿横卧钢骨梁2长度方向设置，出气孔203与振捣孔202间隔2m；如图4、5所示，横卧钢骨梁2下表面安装有自黏式应变盒204，且保证相邻的两个振捣孔202之间均布设一个自黏式应变盒204，自黏式应变盒204数据线连接至施工场地的监测系统；每根横卧钢骨梁2上还设置有若干预留拉结筋穿束孔洞205。
步骤4：将加工完成的钢格构支撑柱1以及横卧钢骨梁2运输到施工现场，首先按照施工图纸在指定位置安装钢格构支撑柱1，首先将螺杆107顶部旋入固定槽103中，然后将螺杆107底部旋入支撑柱105内部至指定深度(即调整上部结构的标高)，并通过锁止扣106固定，进而将上部结构与下部结构连接起来，构成一个完整的钢格构支撑柱1。
步骤5：根据吊装方案，如图2所示，将横卧钢骨梁2吊装安放至钢格构支撑柱1顶部，并与钢格构支撑柱1及混凝土柱4预留支点进行点焊实现临时固接。
步骤6：结合预留拉结筋穿束孔洞205、横卧钢骨梁2以及钢格构支撑柱1位置进行钢筋3绑扎施工数字模拟，根据模拟结果，如图6、7所示，对每根钢筋3进行编排，采用先下部后上部、先中间后两边的原则，按照钢筋3与箍筋穿插的顺序，进行钢筋3绑扎施工。
步骤7：按照专项施工方案进行模板支设。
步骤8：为保证横卧钢骨梁2下部混凝土密实，现场试验确定混凝土浇筑的配合比、塌落度等参数信息，再根据混凝土绝热温升公式及相关标准计算混凝土分段施工长度，其中，T(t)表示混凝土最大绝热温升，mc表示混凝土中水泥(包括膨胀剂)用量，Q表示水泥28d水化热，C表示混凝土比热(本实施例中取0.97)，ρ表示混凝土密度(本实施例中取2400)，m表示随浇筑温度改变的系数，t表示混凝土的龄期。
步骤9：混凝土一次浇筑及振捣；
先向横卧钢骨梁2的腹板201上浇筑混凝土，腹板201上的混凝土达到两侧翼缘板200高度后漫出，并向两侧流淌进入下部，待混凝土浇筑高度达到翼缘板200上部时停止浇筑；在浇筑的过程中，从横卧钢骨梁2两侧以及振捣孔202进行混凝土振捣，并通过出气孔203处混凝土浆液溢出情况以及自黏式应变盒204监测数据持续观察横卧钢骨梁2混凝土振捣情况。
步骤10：混凝土静置2小时后用振捣棒进行二次振捣，二次振捣完成后，继续浇筑混凝土至梁顶标高。
步骤11：进行混凝土养护，养护时安排专人对架体和底膜进行沉降观测，待混凝土达到要求时进行拆模。
步骤12：分离拆卸钢格构支撑柱1：依次旋松四个锁止扣106，并观察环梁底部下沉变形，然后依次逐步调整四根螺杆107，将螺杆107旋出固定槽103，使得浇筑在混凝土中的上部结构与下部结构分离拆除。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超长椭圆形横卧钢骨环梁施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：根据施工图纸建模，并导入结构力学分析软件中进行受力分析，确定钢格构支撑柱(1)的数量及架设位置；
步骤2：以步骤1中得出的数字模拟结果以及施工方案为基础，进行分离式钢格构支撑柱(1)的设计及加工；
步骤3：进行横卧钢骨梁(2)的设计及加工，并且在横卧钢骨梁(2)上设置振捣孔(202)、出气孔(203)、预留拉结筋穿束孔洞(205)，在横卧钢骨梁(2)下表面安装自黏式应变盒(204)，自黏式应变盒(204)的数据线连接至施工场地的监测系统；
步骤4：安装钢格构支撑柱(1)；
步骤5：将横卧钢骨梁(2)吊装安放至钢格构支撑柱(1)顶部，并与钢格构支撑柱(1)及混凝土柱(4)预留支点进行点焊实现临时固接；
步骤6：根据钢筋(3)绑扎施工数字模拟结果，对每根钢筋(3)进行编排，采用先下部后上部、先中间后两边的原则，按照钢筋(3)与箍筋穿插的顺序，进行钢筋(3)绑扎；
步骤7：进行模板支设；
步骤8：进行混凝土一次浇筑及振捣；
步骤9：混凝土静置2小时后进行二次振捣，二次振捣后进行混凝土二次浇筑；
步骤10：进行混凝土养护、沉降观测，待混凝土达到要求时拆模；
步骤11：分离拆卸钢格构支撑柱(1)。
2.根据权利要求1所述的超长椭圆形横卧钢骨环梁施工方法，其特征在于，所述步骤2中，钢格构支撑柱(1)由可拆卸的上部结构和下部结构组成；
上部结构包括四根角钢(100)，相邻角钢(100)之间焊接有水平支撑钢管(101)和斜支撑钢管(102)，角钢(100)底部焊接有固定槽(103)；
下部结构包括四根竖直焊接在底座(104)上的支撑柱(105)，相邻支撑柱(105)之间也焊接有水平支撑钢管(101)和斜支撑钢管(102)，支撑柱(105)为顶部开口的空心结构，四根螺杆(107)均通过锁止扣(106)插入并固定在支撑柱(105)中；固定槽(103)与螺杆(107)顶部螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的超长椭圆形横卧钢骨环梁施工方法，其特征在于，所述步骤3中，横卧钢骨梁(2)为两侧翼缘板(200)呈弧形的工字钢结构，每根横卧钢骨梁(2)的腹板(201)上均设置有多个DN25钢管作为振捣孔(202)和出气孔(203)，振捣孔(202)和出气孔(203)均沿横卧钢骨梁(2)长度方向设置，振捣孔(202)位于横卧钢骨梁(2)中部，出气孔(203)位于振捣孔(202)两侧；相邻的两个振捣孔(202)之间的横卧钢骨梁(2)下表面均布设一个自黏式应变盒(204)。
4.根据权利要求3所述的超长椭圆形横卧钢骨环梁施工方法，其特征在于，所述钢格构支撑柱(1)上部结构整体高度与横卧钢骨梁(2)底部模板到腹板(201)底部之间的高度一致，混凝土二次浇筑完毕后，上部结构整体浇筑于混凝土内部。
5.根据权利要求3所述的超长椭圆形横卧钢骨环梁施工方法，其特征在于，所述DN25钢管顶部标高高于绑扎的钢筋(3)的顶部，混凝土二次浇筑完毕后，所有DN25钢管均埋于混凝土内。
6.根据权利要求3所述的超长椭圆形横卧钢骨环梁施工方法，其特征在于，所述出气孔(203)与振捣孔(202)间隔2m。
7.根据权利要求3所述的超长椭圆形横卧钢骨环梁施工方法，其特征在于，所述步骤8的具体过程为：先向横卧钢骨梁(2)的腹板(201)上浇筑混凝土，腹板(201)上的混凝土达到两侧翼缘板(200)高度后漫出，并向两侧流淌进入下部，待混凝土浇筑高度达到翼缘板(200)上部时停止浇筑；在浇筑的过程中，从横卧钢骨梁(2)两侧以及振捣孔(202)进行混凝土振捣，并通过出气孔(203)处混凝土浆液溢出情况以及自黏式应变盒(204)监测数据持续观察横卧钢骨梁(2)混凝土振捣情况。
8.根据权利要求2所述的超长椭圆形横卧钢骨环梁施工方法，其特征在于，所述步骤4中，安装钢格构支撑柱(1)时，首先将螺杆(107)顶部旋入固定槽(103)中，然后将螺杆(107)底部旋入支撑柱(105)内部至指定深度处，并通过锁止扣(106)固定。
9.根据权利要求2所述的超长椭圆形横卧钢骨环梁施工方法，其特征在于，所述步骤11中，分离拆卸钢格构支撑柱(1)时，依次旋松四个锁止扣(106)，并观察环梁底部下沉变形，然后依次逐步调整四根螺杆(107)，将螺杆(107)旋出固定槽(103)，使得浇筑在混凝土中的上部结构与下部结构分离拆除。
10.根据权利要求1所述的超长椭圆形横卧钢骨环梁施工方法，其特征在于，所述混凝土一次浇筑及振捣之前，现场试验确定混凝土浇筑的配合比、塌落度信息，再根据混凝土绝热温升公式及相关标准计算混凝土分段施工长度，其中，T(t)表示混凝土最大绝热温升，mc表示混凝土中水泥以及膨胀剂的用量，Q表示水泥28d水化热，C表示混凝土比热，ρ表示混凝土密度，m表示随浇筑温度改变的系数，t表示混凝土的龄期。
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