超高层大直径环梁预拼装吊装施工技术的研究与应用

发表时间:2021/1/26   来源:《建筑实践》2020年30期   作者:钟准时 罗宗礼 胡畔 王晓东 王万佳 王晓
[导读] 该技术是以贵阳国际金融中心一期商务区项目(1、2号楼)为依托总结出的一套超高层混凝土结构环梁预拼装吊装施工技术,采用预拼装的方式替代传统钢筋绑扎的形式,以解决其模板支设、钢筋制作及绑扎、混凝土浇筑等问题。
        钟准时  罗宗礼   胡畔   王晓东  王万佳    王晓峰
        1.中建四局第六建设有限公司,贵州 贵阳,550006
        摘要:该技术是以贵阳国际金融中心一期商务区项目(1、2号楼)为依托总结出的一套超高层混凝土结构环梁预拼装吊装施工技术,采用预拼装的方式替代传统钢筋绑扎的形式,以解决其模板支设、钢筋制作及绑扎、混凝土浇筑等问题。我司在工程实践中做了大量探索,总结出此施工技术,具有预拼装施工、施工快捷简单、机械化程度高、综合成本低等诸多优点,很好地解决了施工过程中圆形钢筋制作困难、不易绑扎、调整时间长等施工难题,取得了良好的经济效益和社会效益,在今后类似的工程施工中起到很好的借鉴和指导作用。
        关键词:预拼装;大直径环梁;抗剪钢筋环;钢管支架
        
        1、前言
        在超高层建筑中圆钢管柱多作为竖向传力构件使用,梁、柱节点处因圆钢管柱的截面特点多采用圆环梁连接形式。为保证大直径钢管柱与圆环梁节点施工安全与质量,解决其模板支设、钢筋制作及绑扎、混凝土浇筑等问题,我司在工程实践中做了大量探索,形成本施工技术。本工法具有预拼装施工、施工快捷简单、机械化程度高、综合成本低等诸多优点,很好地解决了大直径环梁预拼装吊装安装施工过程中圆形钢筋制作困难、不易绑扎、调整时间长等的施工难题,取得了良好的经济效益和社会效益。
        2、应用背景
        贵阳国际金融中心一期商务区项目总建筑面积39.5万平米,由两栋塔楼及裙楼组成,其中1号楼79层高401米,2号楼54层高275米。采用传统钢管柱施工过程中的梁、柱节点进行分离的预拼装施工思路,环形梁节点可以集中加工拼装,替代传统的钢筋半成品现场绑扎的形式。
        3、技术特点
        用“抗剪钢筋环”节点形式替代传统的上下环板牛腿式、双梁式、梁端局部加宽式、对穿暗牛腿式、穿心钢筋暗牛腿式、暗牛腿-环梁组合等抗剪节点形式,采用环梁预拼装加工方式,加工圆环梁预拼装支架对环梁进行单独加工,地面放线,精细下料的方式将环梁的钢筋笼整体安装,解决了由于圆形在安装中开口套装后封闭连接施工难度大,箍筋间距不均匀、定位不准,与钢柱连接不牢固,钢筋圆度不足等问题,降低了施工难度,提高质量保证,进一步节约工期及成本。将加工好的环梁钢筋龙骨绑扎完毕后采用吊运设备一次从钢管柱顶吊运安装就位,提高工作效率,节约施工工期。
        4、技术原理
        采用传统钢管柱施工过程中的梁、柱节点进行分离的预拼装施工思路,环形梁节点可以集中加工拼装,替代传统的钢筋半成品现场绑扎的形式。具体工艺原理为:将环梁与钢管柱之间的连接取消,使环梁成为独立的钢筋单元模块,采用在加工场内进行预拼装,采用环梁钢筋绑扎操作台控制环梁钢筋的绑扎质量,采用大型垂直运输设备一次吊运就位安装。
        5、工艺流程及操作要点
        5.1工艺流程
        5.2环梁钢筋绑扎操作平台制作
        环梁支架采用Φ48×2.6mm钢管进行设计制作。以本项目环梁为例,根据环梁的尺寸(直径2.7m、高1.05m),钢管支架的设计尺寸为:长×宽×高=1113mm×1113mm×1200mm。各节点处控制尺寸确保环梁钢筋穿过。
        5.3钢筋集中加工
        钢筋弯曲机改造:将钢筋弯曲机设备的大齿轮带动转盘改进为小齿轮带动转盘产生动力,在设备的中心柱上安装一块焊有挡料扁铁和挡料柱的钢板,待转钢筋在内力和外力的作用下,被转盘带动自然完成规定直径的圆形钢筋。


        为保证加工出来的环梁面筋、底筋、腰筋的成型效果,避免出现加工后的圆形钢筋平面上高低不齐的情况,带肋钢筋的肋牙排布的方向应一致。
        确定环梁钢筋的直径后,按直径大小调整钢筋弯曲机钢板和挡料扁铁的直径。然后把钢筋弯曲机两边都插上轴,把机器开关顶住始终朝一个方向转,一个人直接牵引钢筋,注意牵引钢筋的速度不宜过快,钢筋的水平度要应保持在一个水平面上,以保证钢筋的成型效果。
        弯曲成型的钢筋一次采用气压焊焊接成型,焊接后的圆形钢筋应确保其平整度、半径及焊接质量。
        5.4 环梁钢筋预拼装
        在环梁钢筋绑扎操作平台上按照由内至外、由上至下的顺序排放环梁钢筋,根据环梁支架各层之间的布置放置各层面筋与腰筋,就位前应反复核对各排与各层钢筋之间的间距,再将箍筋按照设计间距依次排好。首先绑扎环梁的上排面筋,要求扎丝长度一致,无毛刺。扎丝绑扎时,在钢筋托撑的位置从面筋内环到外环各至少固定4个点,然后从环梁两侧开始对称绑扎。其次绑扎环梁的下排面筋,要求与绑扎环梁上排面筋一致,注意下排面筋与上排面筋由内到外钢筋位置一一对应。再次将环梁的腰筋绑扎在一起,并用扎丝临时固定在第二道钢筋托撑上,然后撤掉第三道钢筋托撑,使环梁底筋落到底部。
        然后绑扎环梁底筋,要求与绑扎环梁面筋一致,同样需注意与面筋由内到外钢筋位置一一对应。腰筋绑扎完成后,最后绑扎拉筋,拉筋间距为600mm。最终撤掉第一、二道钢筋托撑。
        5.5环梁钢筋验收与调整
        环梁模块加工好后核对钢筋绑扎、腰筋的间距、箍筋的间距、钢筋的圆度是否满足设计要求,由施工单位自检合格后请监理单位进行验收,监理单位验收合格后方可吊运至梁、柱节点处。
        5.6 环梁模块吊运就位
        采用现场塔吊等起重吊装设备调运环梁模块,吊运设备吊重需满足要求,吊运时吊点数量不少于四个。每个环梁需单独吊运,不得多个同时吊运,且自钢管柱顶套入安装一次就位。就位前采用木方放在环梁模块底部,将周边梁钢筋与环梁模块顺利连接后,再抽掉垫放的木方慢慢将环梁模块放置就位,完成安装作业。  
        6 效益分析
        采用了流程化、工艺化拼装,机械化程度高,不仅解决了施工过程中圆形钢筋制作困难、不易绑扎等、调整时间长等难题,也大大减少了返工量,大大缩短了工期。综合成本较低。
        7 结束语
        相较于传统的钢筋绑扎方式,其具有预拼装施工、施工快捷简单、机械化程度高、综合成本低等优点,很好地解决了施工过程中圆形钢筋制作困难、不易绑扎、调整时间长等施工难题,取得了良好的经济效益和社会效益,在今后类似的工程施工中起到很好的借鉴和指导作用。
        本工程中,超高层大直径环梁预拼装吊装施工技术从各项指标来看都是成功的,对于超高层大截面钢管柱换梁施工项目,是值得推广和广泛应用的。
        参考文献
        [1] 张兰,斜扭柱抗剪环梁在高层建筑中的应用.四川建筑,2014,34(2);
        [2] 刘书会,钢管砼斜柱抗剪环-RC环梁力学性能.辽宁工程技术大学学报:自然科学版,2011,30(A01);
        [3] 傅剑平,带抗剪环的钢管混凝土柱环梁节点单调直剪试验研究.重庆建筑大学学报,2018,30(1) ;
        [4] 轩勇勇,圆钢管混凝土柱环梁受力节点受力性能分析.低温建筑技术,2013,35(7);
        [5] 《贵阳国际金融中心一期商务区项目(1、2号楼)施工图》设计文件
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