新型钢牛腿节点施工工法申报书.pdf

工程建设工法申报书 工法名称：钢牛腿节点施工工法 编写单位：申报单位：申报时间：工法名称 钢牛腿节点施工工法 主 要 完 成 单 位 本公司华东公司 通讯地址 邮编 联 系 人 电话 主 要 完 成 人 姓 名 职 务 职 称 所在工作单位 项目经理 高级 本公司华东公司 项目总工 中级 本公司华东公司 本工法应用的工程 名称及时间 本项目标段 A 区块 配套设施项目建安总承包工程 本工法关键技术 名称、鉴定时间 及组织单位 关键技术：本工法关键技术获得成果奖励的情况 注：表中通讯地址及联系人指第一完成单位；主要完成人数最多不得超过 5 人。表中内容填写不下的，可另加附页。工法内容简述：1.前言 随着社会经济的发展，人们对建筑的使用要求不断提高，超长结构开始大规模出现。为了避免超长结构由于变形协调问题造成的一系列不利影响，在结构适当位置设置变形缝。常规采用的双柱设缝的方法占用建筑使用面积，影响建筑美观；同时，变形缝处结构需要承受荷载的不断加大也使普通混凝土牛腿设缝的方法不能完全满足要求。针对实际情况，亟需一种的变形缝节点处理方法。本项目标段 A 区块配套设施项目面对变形缝处理时遇到的建筑使用面积不容减少、承受荷载大、建筑外观要求高等问题，采用钢套筒与混凝土柱连接、钢牛腿上焊接球形钢支座的钢牛腿节点，充分利用钢材高强的受力性能，既满足了建筑荷载及外观的要求，同时又降低了材料消耗，节约了成本。2.工法特点 1.采用牛腿设缝，避免了双柱设缝对建筑效果的不利影响，节约了使用面积。2.采用钢牛腿，满足荷载要求，同时极大发挥了钢材的高强性能，使牛腿高度得以降低。3.钢牛腿与混凝土柱采用钢套筒节点连接，克服了普通连接方式存在的问题，节省了材料用量，达到了极好的建筑效果。4.钢牛腿上焊接球型钢支座，使两侧结构通过球型钢支座来实现变形协调，大大节省了结构及支座的自身成本。3.适用范围 钢牛腿节点能够更好的满足建筑使用要求，外观效果较好，但同时对施工的组织策划、技术水平、施工操作等的要求也较高，该节点特别适用于：1超长结构工程或者建筑外观要求较高的工程；2常规变形缝节点不能满足要求的工程；3跨度大、变形缝处荷载高的工程。4.工艺原理 变形缝节点处采用钢牛腿，钢牛腿通过钢套筒与下部混凝土柱相连，钢牛腿上焊接球形钢支座，钢牛腿另一侧框架梁置于球型钢支座上。钢牛腿与球型钢支座承载能力高达 10000KN，完全可以满足荷载要求。整个钢牛腿节点通过体系内部的相互配合和与外界结构的良好连接，达到同时满足承受荷载和变形协调要求的目的。5.施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程：钢牛腿支架安装牛腿吊装搭设操作架柱钢筋绑扎圆柱模安装及加工牛腿定位焊接固定球型钢支座定位焊接混凝土浇筑及养护拆支架及钢模后续结构施工结构及埋件设计龙门吊深化加工构件支架深化加工轨道铺设龙门吊安装卷扬机安装 5.2 主要施工工艺操作要点 1.构件的加工 构件的加工包括轨道及支架预埋铁件的加工、支撑架体的加工、龙门架体的加工以及钢牛腿的加工等。2.埋件的预埋及轨道的铺设 在结构面浇筑混凝土前预埋钢轨和钢支架的预埋件，待混凝土浇筑完成并养护7天后开始进 H 型钢做轨道的铺设，通过焊接的方法将 H 型钢与预埋件可靠连接，不得松动，两段 H 型钢对接连接采用夹板固定，轨道与工字钢之间采用螺栓连接。3.龙门吊的施工 轨道安装应符合龙门吊施工的要求：平直度、跨距、标高、应符合规范要求，龙门吊的加工由加工厂制作。龙门吊制作完成后应在施工现场在地面进行组装。龙门吊在平面移动采用卷扬机进行牵引，使龙门吊沿轨道进行运动。4.支架的吊装与就位 钢牛腿及钢牛腿支架采用 160T 汽车吊结构平台上，平台上预先做好吊放点的加固及面层保护工作，调运完成后立即采用龙门吊将钢牛腿运至安装处附近的指定位置，每个指定位置均选吊放点要求进行楼面保护，钢构件在楼层上不得集中堆载。5.钢牛腿的安装 吊起构件待构件吊起高度略超起吊高度后，移动龙门吊及吊点葫芦使得构件放置在安装好的支架上，然后缓缓放落吊钩，确保构件就位准确无误然后根据设计要求进行加固，松下吊钩后，移动龙门吊进行下一个构件吊装。电焊工进行该构件进行加固连接，并用缆绳进行加固，以保证在混凝土浇筑时不会出现偏移等变化。6.钢筋、模板的安装 钢筋绑扎需分两次进行，第一次是在牛腿安方就位后进行钢牛腿以下柱主筋的接长，主筋从钢牛腿上部穿入，在牛腿下部进行套筒的连接；第二次是在钢牛腿安装完成，龙门吊移开，柱浇筑混凝土前进行钢牛腿上部钢筋的接长。由于操作空间有限，钢筋接头留齐，均采用Sa 级接头。钢筋绑扎完成后进行圆柱模的安装，由于牛腿位置限制，采用现有的玻璃钢圆柱模板不能满足施工需要，故需重新定制圆柱模板，在该部位采用“错台接口清水覆膜圆模板”，该模板分为 2 片，从用木方进行加强，外侧设置成品配套的钢制抱箍进行加固，加固完成后将支架剩余腹杆进行连接固定。7.球形钢支座定位、焊接 在浇筑混凝土前，球型钢支座应与钢牛腿顶板进行焊接。焊接时，先将支座准确定位后，用对称间断焊接法将支座板与牛腿顶板焊接。焊接时应防止支座钢体过热，以免烧坏硅脂及聚四氟乙烯板以及引起支座本身变形。球型支座钢板采用二氧化碳气体保护焊连接。施工时，应保证支座支承面的水平及平整，支座支承面四角高度差不得大于 2mm。8.混凝土浇筑、养护及拆模 钢牛腿安装就位、调平加固，并完成钢筋和模板的施工，经过验收后方可进行混凝土的浇筑，浇筑采用塔吊进行配合，人工进行操作。混凝土浇筑完成浇筑并养护 5 天后进行拆模，拆模时先将支架影响拆模的腹杆拆除，再将模板取出，之后再将腹杆进行恢复。6.材料与设备 1）160T 汽车吊；2）龙门架及配套设备；3）卷扬机、缆风绳等。4）钢牛腿；5）球型钢支座；6）支架；7）其他所需主要工程材料。7.工程实例 本项目标段 A 区块配套设施项目本市本区彭埠元区域内，原本火车本标段旧址，东临 X 路，北临 B 路，南临 A 路，西接本项目工程主站房，主楼结构类型为框架核芯筒体系。目前，该钢牛腿节点已在该项目相应区域大规模使用，工程实践效果较好，施工技术逐渐成熟。分项 概况 建筑面积 总建筑面积 665860m2，其中地下建筑面积 366826m2，地上建筑面积 299034 m2 建筑规模 地下 3 层（局部地下 2 层），地上裙房 3 层，4 幢主楼为 1116 层不等 建筑高度 主楼最高（16F）高度为 86.60m，裙楼（3F）高度为 16.6m 结构形式 结构形式为框架剪力墙结构，基础类型钻孔灌注桩、承台基础 设计年限 基准期 50 年；耐久性满足 100 年 建筑高程 0.000m=绝对标高 6.000m（黄海高程）。为了满足建筑要求，本标段标段 A 项目部分采用了钢牛腿（牛腿总数 273 个，其中钢牛腿 29 个）。钢牛腿充分发挥了钢材的高强性能，降低了施工成本，保证了使用空间和外观效果，从而获得了满意的经济效益和社会效益。关键技术及保密点（有专利权的，请注明专利号）：关键技术及保密点如下：钢套筒连接形式；球型钢支座上在建筑工程上应用。技术水平和技术难度（包括国内外同类技术水平比较）：本工法采用钢牛腿节点，通过钢套筒与混凝土柱连接，钢牛腿上焊接常用于桥梁工程的球形钢支座，利用钢材高强的受力性能，满足了建筑荷载及外观的要求，同时降低了材料消耗，节约了成本。该非常规节点的运用，与国内同类技术比较处于领先水平。工程应用情况及推广应用前景：工程应用情况：本工法在本标段标段A 项目地下结构变形缝处理上得到成功应用，该节点满足了建筑荷载及外观的要求，同时降低了材料消耗，节约了成本。推广应用前景：随着社会经济的不断发展及人们对建筑使用要求的不断提高，超长结构必然会不断涌现。为了避免结构过长引起的一系列问题，同时保证建筑较好的使用效果，必然会采用一种、简便、高效的变形缝节点处理方式。钢牛腿节点体系能妥善解决上述问题，创造了巨大的经济效益和社会效益。同时，通过工程实践中的良好运用，施工技术逐渐成熟，具有很好的推广应用前景。经济效益和社会效益：1.经济效益 1）钢牛腿节点的运用一举解决了双缝设柱影响建筑效果和普通混凝土牛腿很难满足承载力要求的问题。2）在钢牛腿节点运用过程中充分发挥了钢材的受力性能，降低了材料消耗，节约了施工成本。3）钢套筒节点外包混凝土，保证了建筑效果。整个钢牛腿节点美观大气，极少占用空间，提高了建筑的长远使用效益。4）将原合同盆式橡胶支座改为球形钢支座后，减亏 446400 元，增效 607492元，最终整体创效 1053892 元。2.社会效益 钢牛腿节点的变形缝处理方式通过前期的研究探索，成功在工程实践中得以运用。同时，施工过程中各项技术也慢慢成熟，在类似工程中具有很强的推广使用价值。工 法 主 要 完成 单位 意见 年 月 日（公 章）审 定意见 年 月 日（公 章）