《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》是福州市第三建築工程公司完成的建築類施工工法，完成人是余賢英、鄭自強、林一蘇、余少月、肖斯昕。適用於大跨度、高承載力的型鋼鋼筋混凝土結構施工。
《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》主要的工法特點是：施工程式難度大，施工程式多，作業中安全防護事項多。
2011年9月30日，《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法
- 工法編號：GJEJGF048-2010
- 完成單位：福州市第三建築工程公司
- 主要完成人：余賢英、鄭自強、林一蘇、余少月、肖斯昕
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
廈門觀音山公寓為2幢聯體30層高層建築，總建築面積8.2萬多平方米，總高為99.05米，局部104.15米，地下室1層為社會停車場，上部1~3層為公共汽車站，4層為服務用房，5層架空，6層以上為住宅。由於公共汽車站需要大開間，高層住宅有一排外柱落在柱距14.8米的開間上，外排高柱傳遞重量大，設計上在第3層樓面開始設型鋼預應力鋼筋混凝土桁架轉換層。桁架為三角形，跨度為14.8米，高度分別為8.1米、5.4米，共18榀。三角型鋼預應力鋼筋混凝土桁架承擔5層以上總計26層的荷載。三角桁架支撐的兩根柱設：鋼柱下過渡層高度6米；上過渡層高度為8.1米和5.4米上、下過渡層柱為型鋼混凝土柱，柱與斜桿最大斷面為1200毫米×2000毫米；型鋼為“王”字形，斷面最大為800毫米×1500毫米；水平拉桿為型鋼預應力混凝土，斷面為1000毫米×1500毫米，型鋼為“王”字形，斷面為600毫米×1000毫米。該桁架鋼構件為非標型鋼，工廠用36毫米厚特厚板加工製作，鋼構件自重大須現場分片吊裝。與鋼筋混凝土及預應力鋼筋混凝土組合施工工藝難度大、施工程式複雜、質量要求高、工作量大。
施工過程認真規劃、組織技術攻關，對型鋼製作、吊裝及混凝土、預應力施工開展了多項質量攻關QC活動，取得效果，福州市第三建築工程公司對工程實踐認真總結，吸收QC活動成果，編制了《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》。
工法特點
《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》的工法特點是：
1、轉換層大跨度桁架承載力大，型鋼製作質量要求高。
2、型鋼與鋼筋混凝土結合及型鋼與預應力鋼筋混凝土結合的桿件施工工藝技術複雜。
3、型鋼結構須在整個鋼筋混凝土結構中埋設、吊裝，施工程式難度大。
4、桁架構件截面大，施工程式多，作業中安全防護事項多。
5、同構件多工種交叉作業，質量管理要求嚴。
操作原理
適用範圍
《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》適應於大跨度、高承載力的型鋼鋼筋混凝土結構施工。
工藝原理
《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》的工藝原理敘述如下：
1、利用桁架作轉換層，構造簡單，主要構件受力明確，可充分利用建築空間。採用型鋼結合充分發揮各自材料優勢，既能提高鋼筋混凝土結構的承載力，又可對鋼結構進行防火保護。
2、桁架中拉桿使用預應力，結構變形小，並且使上部結構達到穩定安全可靠。
3、通過工程實踐解決了：桁架鋼構件自重大、需在結構上立體就位拼裝組合，實行頂板預先加撐定位吊車安裝；節點部位鋼筋構造複雜、實行繪製鋼筋大樣圖，確定安放綁紮順序；斜桿採用預拼隨澆支模；高斗餵料細棒頻振等複雜、高難度的施工難點，從而使該結構順利實現。
施工工藝
- 工藝流程
《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》的工藝流程：
鋼構件製作→下過渡層鋼柱安裝→下過渡層鋼筋混凝土柱澆築→上過渡層鋼柱及鋼桁架吊裝拼接→桁架、鋼筋混凝土柱澆築→桁架預應力鋼筋混凝土施工→後續鋼筋混凝土結構施工。
- 操作要點
《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》的操作要點如下：
一、鋼構件製作要點
1、學習圖紙了解設計的基本要求，明確使用材料和預埋要求。熟悉預埋件、連線件的設計要求，以及結構連線部位節點做法、焊接要求等。
2、按圖紙進行加工件足尺放樣，並製作加工件樣板（金屬板製作），上述工作要經技術負責人、質檢員核驗備用。
3、根據拼裝要求及和鋼筋混凝土、預應力鋼筋混凝土相組合的要求，將需要留置的穿筋孔、栓筋、連線板及高強螺栓孔等構造聯結的具體部位逐根（孔）放樣標識。
4、鋼構件的鋼材與連線材料，高強度螺栓、焊條、焊絲、焊劑等，應符合設計的要求，並應有出廠合格證。
5、材料矯正：下料前應以矯正，製作鋼結構的鋼材矯正套用平板機、型鋼矯直機矯正和人工矯正，矯正後鋼材表面，不應有明顯的凹面或損傷，劃痕深度不大於0.5毫米。
6、材料加工：要消除切割後鋼材硬化或產生淬硬層，以保證構件連線接觸嚴密、平整和焊接坡口的加工質量，需要對切割後鋼材的邊緣進行加工，以確保加工的精度。邊緣加工的寬度、長度、邊直線度、相鄰兩邊夾角、加工面垂直度以及加工面表面粗糙度都必須符合《鋼結構工程施工質量驗收規範》GB50205-2001的規定。
7、構件焊接要求
（1）根據現有焊接設備進行焊接試驗，檢驗合格後修訂焊接工藝。
（2）採用氣體保護自動焊。
（3）構件焊縫等級依設計要求（不低於二級）按規定進行焊縫檢測。
（4）焊工持證上崗。
8、制孔應在鑽床上進行，要確保制孔的質量應預先在零件上沖成或鑽成小孔，依照樣板將孔擴鑽至設計孔徑並確保孔壁不受損傷。所有制孔的質量應符合《鋼結構工程施工質量驗收規範》GB 50205-2001的規定。
9、鋼構件預組裝：根據施工圖、施工方案及下料單，清點和檢查加工件的材質、規格、數量和加工質量，並將組件按圖試拼、測量、組合、檢驗，檢驗合格的將各分件按組合進行編號。對連線接觸部位和沿焊縫邊緣每邊30~50毫米範圍內的鐵鏽、毛刺、污垢等清除乾淨，已檢驗的組件按指定運輸堆放。
二、下過渡層柱施工要點
1、在下過渡層柱鋼筋綁紮後安裝鋼柱預埋板，預埋板套用型鋼或鋼筋支承在已澆築的混凝土上，周圍套用鋼筋頂靠在柱模板上。
2、柱模板安裝要作到逐根檢查軸線位置準確，並用鋼管架交叉支撐以保證混凝土澆築過程不變位。
3、柱模板安裝後逐根校對鋼柱預埋板是否正確，出現偏差及時糾正。
4、柱混凝土澆築後，再對鋼柱預埋板是否正確進行核驗，出現偏差及時糾正。
5、柱混凝土強度達到C15時，安裝下節鋼柱，就位校正後再將各柱間用鋼管搭設的臨時架支撐，使空間位置準確。
6、下過渡層柱鋼筋安裝、混凝土澆築按程式仔細進行。
三、鋼桁架、鋼柱拼裝要點
1、吊裝準備
（1）根據構件重量及吊裝高度可能的吊裝位置選擇液壓吊車。
（2）繪製吊車行走路線、吊裝位置圖，並計算出行走及吊裝位置的吊車輪壓。
（3）在吊裝層（地下室頂板）支模時根據吊車行走及吊裝位置的吊車輪壓進行支撐驗算並加固。
（4）根據吊裝需要確定桁架層以下樓板需要留置的安裝通道，安裝通道兩側樓板應按規定設定加強構造措施。
（5）吊裝時該層混凝土強度應達到設計值（由試塊試驗確定）。
2、吊裝順序：上過渡層鋼柱→水平拉桿→斜桿。
3、構件吊裝時吊裝繩的吊掛位置及長度，應保證構件吊裝空間狀態與構件安放位置一致，吊繩長短調節可附加手工葫蘆完成。
4、吊裝時先保持構件空間位置正確，而後緩慢滑落吊鉤使構件平穩就位。
5、構件就位後放墊板穿上高強螺栓，待整體就位後再擰緊高強螺栓。
6、高強螺栓按設計要求最終用壓力扳手校正，而後方可按設計進行構件拼接焊。
7、拼接焊以手工直流焊為主，操作技工應持證上崗。
8、鋼結構吊裝就位拼接過程要保證兩個下過渡層鋼柱上端與水平拉桿拼接正確，為此要反覆築後再次校正後再將各柱間用鋼管搭設的臨時架支撐，使空間位置準在下過渡層柱混凝土澆校正兩柱之間的水平度和淨距離，即在安裝過程中校對後要用剛性支撐頂緊，在下過渡層柱混凝土澆。
四、鋼筋混凝土及預應力鋼筋混凝土施工要點
1、鋼筋與型鋼的聯結按設計圖紙進行，作到穿筋正確、箍筋完整、鋼筋斷面中心與型鋼中心一致。
2、繪製鋼筋大樣圖，給每一根鋼筋編號，確定綁紮順序，避免漏綁、錯綁、返工事故的發生。
3、模板支撐根據上層荷載需要驗算設定。
4、構件模板中心應符合設計要求，並和型鋼相吻合。
5、斜撐上模板應整體預裝、編號，伴隨混凝土澆築邊安裝邊澆築。
6、混凝土澆築根據布筋情況和部位，需要時應配置小直徑高強細石混凝土，設定餵料口（高於構件平面）。
7、斜撐混凝土澆築應在水平撐澆後接近初凝時方可開始，並在斜撐下端開始對水平撐上面加釘1米長蓋模，防止斜撐澆築時混凝土從水平桿上部溢出。
8、構件上部應採用小直徑振搗棒，多遍仔細振搗以保證構件完整密實。
9、水平桿與樓板同澆，應先澆高強度等級水平桿混凝土，讓高強度混凝土向樓板延伸一段。
10、水平桿4束預應力筋可採取對角線順序進行，以保持桿件平衡。
11、預應力構件應在混凝土達到設計強度後方可張拉，應採用超張程式，張拉應力校正後及時進行錨固，預應力孔道灌漿，預應力鋼筋端部處理。
12、預應力鋼筋按設計放置，並設定弧線定位卡，使該卡與型鋼點焊固定。
13、預應力錨板按規定和鋼柱聯結，以保證澆築後錨板不變形。
14、對結束預應力張拉的孔道應及時灌純水泥漿，水泥強度等級不低於42.5，水灰比不大於0.5，可摻入適量的減水劑或微膨脹劑。
15、模板支撐拆除應根據上部荷載許可方允許進行。
16、吊裝需要的預留樓板施工通道的封閉施工，須待3層樓板拆除後再施工。
17、樓板預留通道的封閉施工鋼筋需要焊接或直螺紋連線，混凝土強度要提高一級。
五、勞動組織
1、鋼結構製作作業組一般由10人組成，技工8人，輔助工2人。
2、吊裝作業組為8人小組，其中司機1人，技工5人，輔助工2人。
3、架設、鋼筋、模板、混凝土澆築、預應力各專業組根據現場情況指派。
材料設備
1、《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》所用的材料要求
（1）鋼結構製作與安裝需用的鋼材、鋼筋、預應力筋必須嚴格遵守國家有關的技術標準，由供應部門提供合格證明及有關技術檔案。
（2）配件、連線材料（焊條、焊絲和焊劑、高強度螺栓等）均應具有質量合格證，並應符合設計要求和國家技術標準的規定。
（3）模板與支撐必須達到現場施工方案要求。
（4）商品混凝土等級滿足設計要求。
2、《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》所需工具設施
（1）主要機械及配套設施：吊車、電焊機、手動葫蘆電焊機、千斤頂、壓力扳手、鉗工機具、灰漿攪拌機、灰漿泵等。
（2）質量控制儀器具：水準儀、經緯儀、捲尺、塔尺、垂球等。
質量控制
1、《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》的質量標準
（1）型鋼執行《鋼結構工程施工質量驗收規範》GB 50205-2001的規定。
（2）《混凝土結構工程施工質量驗收規範》GB 50204-2002。
（3）預應力混凝土施工的相關技術規程。
2、《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》質量保證措施
（1）施工過程要把握鋼結構製作、吊裝拼接、焊接。混凝土細部施工、預應力施加等關鍵作業的質量控制。即要做到深度規劃、精心組織全面檢查、驗證並留存記錄。
（2）要做好焊接樣品試驗，並根據樣品試驗結果制定焊接細則，組織考核持證上崗。
（3）鋼結構吊裝承載面支模前要認真進行加荷支模驗算，繪製模板支撐圖，嚴格照圖施工。吊裝過程要進行變形觀測，防止鋼筋混凝土結構超量變形。
（4）鋼筋混凝土細部要配置高強細石混凝土，並指派責任心強、技術全面的技工操作，通常要手工扦插和機械振搗相結合，保證澆築質量。
（5）預應力混凝土施工要由專業班組執行。
安全措施
採用《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
1、作業用電應符合安全規定，開關箱與設備實行一機一閘一漏電保護器。
2、作業人員應佩戴個人安全防護用品（如安全帽、護鏡、用電作業有防護手套和膠靴）
3、腳手架依現場施工進度確定，做到各種作業均有架子，腳手架的使用材料必須滿足搭設要求，作業台端頭應按規定設封閉欄桿，並加封閉網。
4、所有機械裝置均應有防護裝置及保險裝置，機械操作人員開工前應按操作規程進行試運轉和檢查。
5、高空作業人員要進行體檢並經培訓，持證上崗。
6、高空吊裝作業人員應在腳手架、扶梯或吊籃平台上作業。
7、吊裝現場一切服從同一指揮，並保證信息溝通。吊車司機一切動作要服從指揮指令，做到慢起輕落，防止撞擊事故的發生，吊裝均應綁溜繩以控制構件空中位置。
環保措施
《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》的環保措施如下：
1、施工過程應遵守《建築施工現場環境與衛生標準》JGJ 146-200。
2、機械設備施工安排應遵守城市噪聲控制要求。
3、夜間施工應按當地環保規定。
效益分析
《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》的效益分析：型鋼預應力鋼筋混凝土桁架轉換層可以充分利用結構空間，節省結構材料，節約土地，方便民眾生活，取得社會效益。
套用實例
《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》的套用實例：廈門觀音山公寓2幢聯體30層高層建築中套用，總建築面積8.2萬多平方米，總高為99.05米、局部104.15米，該公寓地下室1層為社會停車場、上部1~3層為公共汽車站、4層為服務用房、5層架空、6層以上為住宅。高層住宅有一排外柱落在柱距14.8米的開間上，外排高柱傳遞重量大，設計上在第3層樓面開始設型鋼預應力鋼筋混凝土桁架轉換層。桁架為三角形，跨度為14.8米，高度分別為8.1米、5.4米，共18榀。三角型鋼預應力鋼筋混凝土桁架承擔5層以上總計26層的巨大荷載。施工中嚴格按照結構要求的程式搭接，鋼結構製作中除本身構件設計及拼裝要求外，按照和鋼筋混凝土及預應力鋼筋混凝土組合聯結的需要，許多高強度螺栓連線孔、連續鋼筋穿孔工藝要求嚴格，栓釘眾多和普通鋼結構比更加複雜。構件分解後單個重量達14.92噸，在製作中翻身、運輸難度大。為了鋼結構吊裝拼接，需要在地下室頂板上運輸吊裝，並在1層、2層樓板留施工通道；根據吊裝運輸需要，經過嚴格計算加強地下室頂板模板立柱，做到吊裝順利進行。由於鋼筋密集，繪製大樣圖，給每一根鋼筋編號，確定綁紮順序，避免了漏綁、錯綁、返工事故的發生。混凝土澆築入口小、鋼筋密、質量要求高，精心施工得以完成。認真進行預應力施工，使桁架完成後上部總計26層住宅施工後結構沉降小。
榮譽表彰
2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單》，以建質[2011]154號檔案公布，《型鋼預應力鋼筋混凝土桁架施工工法》被評定為中國國家二級工法。
