摘要：型钢劲性钢筋混凝土柱是由我国工程系统发展而来的一种高性能筒体结构，这种结构本身的结构性能远远超过传统形式下的钢筋混凝土柱性能，并给建筑结构提供了更强的结构稳定性。本文结合工程实例．对劲性钢筋混凝土结构施工过程中柱定位及地脚螺栓的预埋、钢结构安装的问题进行了分析，可供类似工程参考。
关键词：建设工程；型钢（劲性）混凝土；地脚螺栓预埋；钢结构安装
1简述工程情况
该工程型钢（劲性）混凝土框架柱，东部区域是H型钢框架柱，从-8.2m标高起，至+10.05m，型钢规格为BH400*400*16*25（焊接H型钢）。西区为圆管框架柱从-6.25m标高起，至-1.0m标高结束，地上部分作为钢结构廊桥的结构柱，规格为RHS600*30和RHS810*30两种，总重量约为60吨。本工程施工技术的要点及难点包括：钢柱的吊装、钢柱的安装、钢柱的校正与钢筋、模板的配合。
2工程存在的难点
（1）在这一工程中所用到的焊接工艺包括：焊接H型钢制作技术和手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、栓钉熔焊等，一定情况下需对生产流水线进行启动。
（2）该工程较高的要求着焊接的质量和工艺，对于接焊缝与大多数受力焊缝必须做到全熔透焊缝，焊接质量是二级，较高的要求着焊接质量与工艺；全部的钢构件都是焊接型钢梁；选择普通螺栓对钢构件之间进行连接，确保制孔具有较高的精度；端头加工柱间连接面，较高的要求着端面垂直度。
（3）厚板焊接收缩往往会出现极大程度的残余应力，这就较高的要求着施焊顺序、手段、焊接质量；必须控制好钢结构安装精度，必须对安装节点进行精确对位。
（4）在钢结构吊装悬空作业中，及和土建上下交叉施工，存在极大的安全施工难度，应选择多分节来对现场焊接量进行减少，并应用其它特殊安全和技术措施。
3钢构件的制作加工
钢柱加工的主要内容为：钢构分包单位在制作加工基地分批加工，检测单位、总包方及监理方一同对加工工作进行跟踪检查，结合据土建施工进度对型钢柱分批进场进行安排，现场分批进行验收。对于钢构件的制作加工，具体流程为：（1）放样；（2）下料；（3）配料；（4）零部件校正；（5）组对焊接；（6）过程检验；（7）焊接；（8）清理焊接残余；（9）变形检查校正；（10）制孔；（11）检验；（12）半成品；（12）入库。
4具体施工方法
钢结构劲性柱与土建结构施工工作是一同开展的，西区在劲性柱型钢下端应对30mm厚钢板进行预埋，以便校正安装劲性柱；选择6根M30（材质为Q345B）螺栓对预埋的钢板和劲性柱的钢板进行连接，选择下口螺母来调平所有螺栓，在结构楼板上螺栓长度应外露180mm，且伸入结构板以下，其长度应符合锚固长度；在两块钢板间应预留一定距离的空隙，在调平钢劲性柱以后，选择C80的灌浆料填充密实。
4.1钢结构安装的施工流程
钢结构安装主要包括5个阶段，也就是：地脚螺栓施工、钢结构主体吊装、螺栓施工、钢框架焊接、主体验收，东区为预制埋板，钢柱直接安装在底座上进行焊接，钢结构安装的流程主要包括3个阶段，即钢结构主体吊装、焊钢框架底座接、主体验收。
4.2钢柱的运输
对于钢柱的运输，应依据现场安装需要顺序进行。安装钢柱的重量使用 20吨挂车对钢柱加以运输。相关人员应注意必须牢固捆扎钢柱，前后限位，杜绝其在运输过程中出现扭曲变形问题。
4.3进场检验
对劲性钢柱编号有没有与加工单相一致进行校核。对焊接面的锈、油、污染物有没有清理干净进行检查；对劲性钢骨有没有依据相关要求在四面翼板采用墨线弹出中线和标高线进行检查；对焊接材料与焊接设备有没有和构建原材料相匹配进行检查。
4.4柱定位、预埋地脚螺栓
4.4.1合理控制轴线
在进行定位放线前，应先和相关部门对测量控制点交接工作进行办理，核实施工现场周围的基准线与原始基准点、相关控制点、控制线的坐标和标高，待现场监理工程师和项目技术负责人确认以后，方可正确的测量放线，在进行放线施工前，应校验金进入到施工现场的测量设备及仪器。
4.4.2预埋柱脚螺栓
在整个工程型钢柱的安装中预埋螺栓的安装精度具有十分关键的地位，柱插筋的预留应对应着钢牛腿预打孔，这就要求一定要精确地预埋柱插筋、柱脚螺栓。为能够确保预埋的精确，具体做到以下几点：（1）必须准确的定位承台，待结束承台钢筋绑扎后，需立即开展柱插筋施工，然后预埋地脚螺栓；（2）在对柱脚螺栓进行定位时，需使用水准仪对螺栓顶标高进行测出，并在这一标高上对螺栓十字交叉线进行划出，然后精确地定位螺栓。
待校正螺栓定位以后，应在四个方向进行加固，然后在型钢柱之间拉通线，复测柱脚螺栓间距与轴线。对螺栓进行调整验收，再将黄油涂抹于螺栓丝头位置， 且包上塑料薄膜，以此来保护螺栓。在混凝土施工过程中，施工人员不允许触碰螺栓与其加固件，还应安排专业人员使用经纬仪实时看护纵横两个方向用，杜绝出现位移情况。
4.5钢结构安装
结合该工程的施工特点，选择钢柱工厂内对钢结构进行制作，现场安装，东区安装：在施工现场选择已有的塔吊加以卸车和吊装。卡车运料从栈桥驶入，停靠于塔吊起重量半径内，钢柱平稳摆放场地内，空旷区域先行安装，待栈桥拆除后安装原栈桥下方区域钢柱。吊装时钢丝绳栓于钢柱顶端安装耳板，二点吊，平稳安放于埋板，控制轴线及标高，焊接定位焊，使用撬棍进行垂直校正，经纬仪测量保证垂直度，焊接时注意焊接变形，对称焊接，随时测量变形情况，及时调整。
西区安装：因塔吊起重量限制，共有8支钢柱需分段安装，根据已有的吊机位置及柱定位，协同详图深化方方确定劲性柱分段，保证每根钢柱的重量达到塔吊的起重要求。经现场核实，西区钢柱每根控制在3吨以内可保证起吊要求。分为三段，地下部分一段（至+0.7米），地上部分两段。西区由于地下部分局部钢柱距离塔吊较远，故有部分钢柱需要分为两段（8根），具体位置于下图1圈出。
由于场地限制，西区材料进场停放至西侧钢筋加工区，使用25吨汽车吊将钢柱运输至-6.25米平台后由塔吊进行安装和倒运。
4.5.1柱的安装测量放线
在柱脚位置选择经纬仪来将基础十字控制线进行放出，且距钢柱中心100cm处将井字型控制网线进行放出，这样有利于在钢柱安装结束后开展复测工作。在每安装结束一节柱以后，必须对其标高进行复测与记录。相关人员应合理控制柱基础标高偏差，若标高超过-8mm~+5mm范围时，需在下一节钢柱的安装中提前做出处理。
4.5.2首段钢柱安装
对于首段钢柱额安装，应选择螺母调平调整手段找正找平，具体包括：（1）在基础地脚螺栓上拧上一个螺母，使单根钢柱的安装螺母调整找平至安装标高；（2）将相邻所有地脚螺栓螺母调整调平至同一标高，选择塔吊进行吊装，钢柱吊耳为安装吊装耳板；（3）钢柱就位后，选择两台互成900夹角的经纬仪对垂直度进行测量，选择水准仪对标高进行测量，待确定符合相关标准后，应将地脚螺母拧紧，且经复测合格。
4.5.3钢柱标准段吊装
图3 钢柱标准段吊装工艺流程
⑴装前的准备
在吊装前，应清理验收钢构件，矫正变形的构建，且再次进行检验。对于钢构件的运输、装卸及堆放，必须预防变形，对吊点进行恰当选择，一定情况下需进行加固与验算，确保构件在吊装与翻身时不会出现变形情况。
钢结构吊装工作的起重人员应用具相应的资格证书，其工作内容为：将钢柱就位，对临时连接螺栓等进行安装；检查吊装索具：在吊装钢结构之前，需对吊装所用的绳扣、专用吊具及卡环进行全面检查，对其完好率及使用荷载进行鉴定，确保所使用的吊具符合相关标准及规范。同时，应组织全部的起重人员开展吊装指挥技能与安全知识培训，且同塔吊司机对吊装中的术语进行商定，对整个吊装过程的操作要点、构件空中基本行走路线进行统一确定，由于构件全过程吊装属于高空或是超高空作业，起重人员和塔吊司机必须采用对讲机，以此对吊装过程进行指挥。
⑵钢柱吊装
在多根钢柱吊装前，需在钢柱上绑扎好钢管制作的轻便爬梯，这样做有利于柱顶摘钩。钢柱主要是起重人员对吊装至柱、柱对接上空缓缓下落急进行指挥，在接近对接时，安装人员必须对钢柱进行扶持，使之与下段钢柱对准，指挥点动下落，且在周围准备好安装所需的螺栓及连接板，当连接好下段耳板后张开，在连接板中间插入上段柱的下端耳板，且在下端耳板与连接板内插入小撬杠，对连接板进行夹紧，然后将大六角高强度螺栓穿入其中，将小三角形铁楔插入到上下两耳板之间，对安装螺栓进行初步拧紧，这样便可以由爬梯上去摘钩，并对吊装另一个钢柱进行准备。
⑶钢柱无拦风绳校直与找正
在钢柱对接以后，需对标高加以合理控制，标高测量应由上下钢柱上的标色，四面量而获得相同间距尺寸，然后选择两架经纬仪在互成900夹角的状态下对钢柱进行校直，其后校正扭转，让钢柱两对面呈平行，通过打进调整或是退出插入上下柱耳板之间的小三角形铁楔，从而对标高进行控制，并找正垂直度；待完成钢柱安装后，需采用点焊方式来焊死小三角形铁楔。
⑷现场焊接
焊工应持证上岗。现场焊接采用二氧化碳气体保护焊。焊接时设置防风维护。钢柱底端打45度坡口，对于打底则选择3.0mm焊条，对于盖面与填充，则选择1.2药性焊丝，当每完成一道焊接后，需对焊渣进行清除。对于焊接，应两人一起进行，这样能够在极大程度上减少或是杜绝由于焊接变形而造成钢柱偏差。待完成焊接以后，应复测钢柱垂直度，并对复测结果进行详细记录。对于单节柱垂直度偏差，必须在H/1000以下。待结束多节柱焊接后，应确保整体垂直度在35mm以下。当完成所有焊接后，需进行现场探伤，及时返修存在的缺陷，只有确保返修符合相关规范后，方可开展下一步工序。
⑸纠偏处理
钢柱在焊接与混凝土浇筑结束后，难以避免的会出现相应的偏差。若偏差比较小，需选择钢板错位焊接从而对偏差进行纠正，主要内容为：在钢柱吊装过程中，选择不同厚度的钢片垫在上下耳板间，将其当做纠偏的依据，当钢柱临时固定后，可将钢片取出，再开展大面积焊接。在纠偏时，应小于等于3mm，若在3mm以上，必须分节多次纠偏。当钢柱整体偏移过大时，必须在正确的位置外对钢板进行焊接，且将其与原钢柱焊接，使来跟着连接成一整体，从而有效处理纠偏。
⑹对于单层钢结构中柱子安装中能够出现的偏差，具体规定见表1。
表1安装可以出现的偏差
待借助现场其他结构工程后，且符合安装钢柱条件时，即可对第一层钢柱进行首次安装。安装方式为：选择塔吊把钢柱吊起至安装位置，且连接其钢柱和预埋件，待检查调整确保其符合相关规定后，即可准备栓接或是焊接。
5结语
随着社会的发展，型钢混凝土复合结构的结构将越来越多。劲性结构施工的重点是合理地安排施工工序，并通过优化方案进行施工，从而将型钢混凝土组合结构的施工技术水平加以一定程度的提升，缩短施工工期，降低劳动强度，确保工程质量，使企业获得最大化的效益。
参考文献
[1]《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138-2016）[S].
[2]GB50661—2011,钢结构焊接规范 [S].
[3]GB50205—2015,钢结构工程施工质量验收规范[S].
论文作者:赵立华
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/7
标签：螺栓论文; 标高论文; 型钢论文; 钢结构论文; 塔吊论文; 地脚论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第19期论文;