建厂科技交流.docx
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1、 建厂科技交流 2003年第4期 建厂科技交流 季刊 报刊登记证:河北 302014 Vol.30 No.4 Dec.2003 中 铁 建 工 集 团 CHINARAILWAYCONSTRUCTIONENGINEERINGGROUP 主任委员:郑 勇 委 员:周兆灿 李成生 王荃英 刘玉华 马福林 张新国 潘志远 林品玉 丁秦生 李世明 王沧州 穆亦龙 郑 明 焦新德 刘凡民 张广平 刘 宏 曹少伟 张吉纯 主 编:高从军 副 主 编:李秋林 王家庆 编辑出版:中铁建工集团工程技术部 建厂科技交流编辑部 地 址:北京良乡政通路 12 号 电 话:010-51116767 邮政编码:102401
2、 传 真:010-51116707 E-mail:W 印 刷:中铁工建筑设计院文整工厂 目 次 保利大厦外装修改造工程外脚手架设计方案钟世原( 1) 42.5m 34m 大柱网预应力钢筋砼楼盖施工技术王国平 ( 6) 预应力管桩机械静压法施工技术刘新会 张志强(10) 对沉降观测点的探讨宋树忠 王福亮(13) 狭窄场地钢构件吊装施工工艺徐 诚(15) 混凝土结构现场检测工作探讨钟 巍 郭庆喜(18) 浅谈室内给水聚丙烯(PP-R)管的施工瓮杰雄(21) 复合玻纤风管在建筑通风空调工程中的应用夏 峰(25) 浅谈 HY150 植筋新法孙景海(28) HBT60 型混凝土输送泵液压系统简介申佑方
3、(30) 冷冲压弯曲件质量分析与控制肖秀清(34) 浅谈施工中对室内环境污染的控制唐津艳(39) 抗震设计方案王 亮 (译) (41) 做好抱怨管理 疗治人才心头之疾高 明(45) 建筑施工投标报价的编制和确定黎书银(47) 脚手架技术对工程成本的影响陈丽霞(50) 建筑工程鲁班奖评选程序和内容黄清云(52) 国际工程项目成本管理姜金山 于晓飞(55) 浅谈工程量清单报价模式王玉霞(59) “入世”后工程施工索赔田素海(60) 建厂科技交流 2003 年 第 30 卷 第 4 期 科技交流 科技译文 科技管理 建厂科技交流 2003年第4期 - 3 - 保利大厦外装修改造工程外脚手架设计方案
4、北京分公司 钟世原 1 工程概况 保利大厦坐落在东四十条路口繁华地带, 中部是大厅和剧院(其屋面是轻型结构) ,四周由多栋高楼和约20m高的裙房,高低错落环绕构成。A、B、C 区及其对称的 G、H、J 区为高层建筑 (楼高分别为 84m、54m、41m) ,结构形式为框架剪力墙结构,框架部分的外围为悬挑阳台。二层以上外立面装修为面砖,一、二层为石材,外装修改造时须将原有外墙面砖层全部剔凿掉至结构层,再抹灰做外墙涂料,因此需搭设施工用外脚手架。 甲方要求在装修改造施工期间必须考虑写字楼正常办公、剧院演出活动等营业正常进行,为此施工期间脚手架要全封闭。 宾馆及写字楼内侧的保利剧院和大厅处是轻型屋面
5、,外侧需考虑环大厦行车的安全通道,因而外脚手架内、外侧均不能落地,只能考虑在 2003 年第 4 期 建厂科技交流 - 4 - 三层以上搭设悬挑类的脚手架, 三层以下包括裙房部分外侧结合安全通道搭设普通双排外脚手架即可。A、J 区(见上页图 1)高度自三层起算超过 60m,如采用型钢悬挑,高度太高,而且必须分段悬挑这样势必会占用大楼中间两层以上外侧房间,其它用的悬挑架、插口架等也会占用室内房间。 由于甲方要求施工时脚手架不能影响室内办公等使用,为满足甲方要求及施工需要,并根据保利大厦的结构特点设计了一种新的高层附墙式外脚手架,主要方案如下: 2 高层脚手架搭设形式 2.1 框架结构悬挑阳台部分
6、 二层以上层高均为 3.25m,脚手架按两层为一段进行搭设,各段之间完全断开,每段内分成四步架,一层两步。架体每根立杆位置处下方支顶在悬挑出的楼层结构上(窗台为砌块,将立杆位置处剔凿至结构楼面, 见图 2) , 上方靠穿过楼层悬挑板外沿的梁 (750mm 高) 的 14 螺栓拉结(室内一侧隐藏在吊顶内,不影响室内使用) 。在架体第二步处各跨设置一道刚性连墙件 (16螺栓外侧与小横杆钢管焊上, 内侧置于吊顶内) 。 搭设步骤: 第一步:利用下层架体搭设附加立杆,剔凿出放置角钢位置。 第二步: 将焊好角钢的小横杆放置在悬挑板外沿梁上,并打孔用14 膨胀螺栓将角钢固定。搭设立杆大横杆, 及此段架体内
7、其它三步内的杆件,最上一步杆件搭设完毕后,用 10#铅丝将架体与结构临时拉结上并顶紧, 在下部角钢上焊接斜撑并与架体立杆用旋转扣件扣紧。 第三步:在悬挑板外沿梁上打孔固定14穿墙螺栓并与架体立杆拉结, 螺栓弯勾端头用短钢筋焊接封闭,里侧双螺母拧紧。 第四步:拆除附加立杆,在架体第二步处的悬挑板外沿梁上打孔设16 穿墙螺栓, 并与架体第二部上的小横杆焊接, (此连墙杆件隔跨设置) 。 2.2 混凝土结构墙处 上下均用直径32mm的螺栓穿墙固定钢管,再在其上拉设受力杆件 (见下页图 3) 。 其搭设步骤基本同框架结构悬挑阳台部分架体。 钟世原: 保利大厦外装修改造工程外脚手架设计方案 2003 年
8、第 4 期 - 5 - 2.3 架体搭设参数 (1) 立杆柱距 1.5m、排距 1.2m、步距按层高均分为两步,内立杆距建筑外皮 250mm。 (2) 连墙件:除每根立杆位置处上下各有一连结点外, 再在架体中部每隔一跨设置一刚性连墙。 为使架体能有较好的整体性, 每隔六跨及转角处加设横向支撑(之字形) ,间隔 8 跨布置剪刀撑,每剪刀撑道跨越 6 根立杆设置。所有立杆必须采用搭接,不得对接。 外架使用时必须进行严格控制, 确保每段架体内只能有一个作业层, 同时作业层内不得集中放置荷载, 确保作业层施工荷载不大于 200kg/m2(按建筑施工脚手架实用手册要求的装修用荷载取值) ,同时不得使用小
9、车进行运输。 3 计算 三层以下的架体仅 12m 左右, 按构造搭设即可,不用进行计算。 三层以上架体:由于各段(每两层一段)之间竖向断开(不传力) ,故计算只按段考虑,下面就一跨架体进行分析(见图 4) : 3.1 荷载 (1) 永久荷载 主要是脚手架的结构自重, 它包括组成脚手架结构的主要构件:立杆、纵横向水平杆、支撑杆件及连接它们的扣件。 架体结构自重,按建筑施工脚手架实用手册 P95 表 4-38 或 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 (以下简称扣件规范 ) ,可知一个柱距范围的每米高脚手架结构自重产生的轴力标准值为 0.135kN/m,因此一跨架体的结构自重应为:0.1356.5
10、2=1.755 kN (按实际材料的用量计算更小,因为建筑施工脚手架实用手册表中考虑的是各种支撑均全部加上的情况) (2) 活荷载 主要包括脚手架上的附件、 施工荷载和风荷 2003 年第 4 期 建厂科技交流 - 6 - 载。 脚手架上的附件 脚手板(5cm 厚的木板)自重:按 0.35kN/m2计,因此一跨为 0.351.51.2=0.63kN 防护材料自重:按建筑施工脚手架实用手册 P96 表 4-40 可查每根立杆为 0.228kN 因此每跨为 0.2282=0.456kN(两根立杆) 施工荷载 2.01.21.5=3.6 kN (按装修施工荷载 200kg/m2计) 风荷载 按建筑结
11、构荷载规范取值,北京地区基本风压:o=0.35kN/m2 ,风振系数取 1.0,并对基本风压o乘以0.7的修正系数 ( 扣件规范第 62 页) 。 风荷载体型系数 s=1.0=1.00.095=0.095( 扣件规范第 12 页表 4.2.4) 风压高度变化系数z=1.64 (考虑80m高处,按建筑结构荷载规范取值) 因此风荷载标准值为 k=0.70.350.0951.64=0.038 kN/m2 (3) 各荷载总值 竖向各荷载标准值共计:6.511 kN 以上各荷载设计值共计: 1.7551.2+(0.63+0.456+3.6)1.4 =8.67 kN 垂直与脚手架表面的风荷载 0.038K
12、N/m2即 3.8kg 的荷载值非常小,按1.5m 的步距和立杆间距计算, 作用在立杆和水平横杆上的线荷载才 3.81.5=5.7kg,对其强度或变形基本没有影响。 对所计算的一跨架体来说,除了上有拉点外,中部每隔一跨还设置了用 16 螺栓与小横杆焊接的刚性连墙点 (每个刚性连墙件覆盖的范围为 6.53.0=19.5m2 ) , 因此由风荷载产生的连墙件的轴力设计值为:1.40.03819.5=1.0kN,远远小于 16 螺栓和其与钢管焊缝的承载力。 3.2 架体受力计算 (1) 悬挑楼板结构部分的架体 现视计算架体为刚性体(由于架体较低,在架体搭设完,并设置好横向支撑和剪刀撑后,其整体性较好
13、, 在其受力破坏前基本可看作刚性整体) ,见图 4。经计算可得: T=8.67(0.6+0.3)6.5=1.2kN N1=T=1.20 kN N2=8.67 kN 注:N1、N2靠角钢(10#)支撑在结构梁上,钢 管 与 角 钢 满 焊 , 因 此 焊 缝 长 度 至 少 为3.144.8=15cm(钢管直径 4.8cm,壁厚 3.5mm) , 钟世原: 保利大厦外装修改造工程外脚手架设计方案 2003 年第 4 期 - 7 - 其角焊缝高度至少为 3mm,由建筑施工脚手架实用手册第 86 页表 4-27 可知,其承载力至少为 2.515=37.5kN 远远大于 N1、 N2值。 T 靠 14
14、穿墙螺栓受力, 14 螺栓的抗拉和抗剪承载力都在 14kN 左右,考虑其它不利因素其承载力也在10kN 以上,也远远大于 T 的值。 一个直角扣件或旋转扣件的承载力设计值均为 8.5kN,N1、N2值均有三个以上的扣件分担,在扣减的受力均小于其承载力设计值的情况下,对杆件只要其长细比不超过扣件规范第 14页表 5.1.9 的容许长细比即可。 = 经计算立杆的长细比为:1.5150/1.58=142.4立杆容许长细比:210 对斜杆:1.51501.4/1.58=1996.1kN,以下的分析基本与悬挑楼板结构部分的架体相同。 3.3 附着点结构受力 一跨架体竖向荷载标准值 6.511 kN, 每
15、跨间距为 1.5m,经对照原结构图纸的设计使用荷载,并根据其配筋进行验算结构受力是安全的。 4 使用效果 该脚手架方案由甲方请清华大学设计院的专家审核过后,并经各方审批认可后,于 2003年 2 月开始实施搭设,于 2003 年 8 月拆除,历时 6 个多月,经受了春季大风和雨季的考验,在不影响保利剧院及大厦写字楼正常营业的情况下, 以最少的投入圆满完成了外装修改造施工任务,受到了甲方的好评。 (上接第 9 页) 合各方面的因素, 防止超大长结构产生各种结构裂缝,采用掺加各种不同外加剂来加以控制。由于框架梁无后浇带又受到框架柱的约束, 掺加杜拉纤维以增加砼的抗裂、 抗收缩性能并掺加膨胀剂以补偿
16、早期混凝土的收缩率, 由于砼后期裂缝可由因施加的预应力来控制, 所以重点是保证混凝土早期不出现裂缝。 根据国内外众多工程实例以及专家们的试验论证, 采用每立方米混凝土中掺 0.7kg 杜拉纤维, ZY 膨胀剂为水泥用量的 8%。简支梁由于纵向简支于框架梁用板式橡胶作为支座,横向设置后浇带与框架梁断开可自由伸缩, 故而砼中无需掺加膨胀剂, 只掺加杜拉纤维。在工程第一次浇筑砼之前, 对掺加不同掺加剂的混凝土由专业试验室做试验研究并可取得可行性结果。 由于梁、柱钢筋间距小,要求砼石子粒不大于 20mm,坍落度不小于 20cm。砼浇筑时设专人负责检查梁内各部位的密实性,发现有漏,立即通知砼工及时振捣,
17、 同时在砼浇筑之前对梁预应力筋的位置在梁上侧作好标记, 避免因振捣棒直接接触波纹管而造成对波纹管的损坏或致使预应力筋的错位。 经过总共约 5000m3砼量的浇筑, 并通过长时期的观察, 在超大长框架梁及简支梁中未发现有任何裂缝, 充分说明了掺加外加剂取得了良好的效果, 在重要性工程结构以及对抗渗防水要求高的结构中尤其值得推广。 计算段的长度计算长度系数 杆件的回转半径 2003 年第 4 期 王国平:42.5m34m 柱网预应力钢筋混凝土楼盖施工技术 - 8 - 42.5m34m 大柱网预应力钢筋砼 楼盖施工技术 工程承包总公司 王国平 1 工程概况 深圳国际交易广场位于深圳市福田中心区深南路
18、与金田路交汇处,占地面积 3 万 m2,总建筑面积约 32 万 m2,建成后为世界上最大的证券联交所。 其中央交易大厅为一四柱支撑的大柱网楼盖,平面轴线尺寸东西方向 42.5m,南北方向34m,仅在四角设有立柱(柱截面 2.4m2.4m) ,共三层,自下而上层高分别为 17m、10m、15.6m。结构体系为四角柱与四周框架梁整浇,其中沿34m 跨 12 层框架梁设计为拱架结构,三层框架梁为一 5m 高的工字形大梁; 42.5m 跨框架梁截面为 1.2m2.4m; 楼盖沿 42.5m 方向为单向简支 T形梁,截面尺寸 0.45m2.2m,间距 2m,简支梁支座为板式橡胶支座,作用在拱架上下弦与
19、5m大梁上,因而拱架与 5m 大梁构成整个结构工程的最主要构件;简支梁垂直向设有四道连系梁,两道为 0.252.15m,两道为 0.52.15m,楼板厚 120mm。其中框架梁、拱架上下弦腹杆、简支梁及三层柱均为有粘结预应力砼。 由于结构跨度大、荷载重、层数多、结构特别系为超大跨度复杂结构,工程难度很大,国内外缺乏工程经验。 2 施工技术 2.1 支撑体系 由于本工程具有结构跨度大、荷载大、层高高、 层数多的特点, 所以支撑体系是施工的关键,针对各施工层选择不同的支撑方案, 依据设计院提供首层楼板设计荷载承载力为 8.0kN/m2计算,17.35m 层高所需搭设满堂红钢管扣件式脚手架的自重再加
20、上施工荷载以及砼梁的自重, 首层楼板承载力根本无法满足要求;若采用荷载传递法, 即使可传力至地下室底板亦由于钢管密集而无法施工; 经过多次开会讨论并由市建设局专家组评审, 最后决定采用钢结构结合普通钢管脚手架作为一层的支撑体系,梁荷载通过钢梁、钢桁架传至钢管柱(柱网最大为 6m8.5m) ,再由钢管柱经过负一、二、三层(建立临时性钢筋砼柱子)传力至地下室底板承台;而楼板荷载采用满堂红脚手架支撑。 结构二层采用普通钢管脚手架足以满足承受上部荷载, 但是必须把大部分力传至一层钢桁架, 由于一层钢支撑体系设计只考虑了承受一层楼板的重量, 所以在二层结构砼浇筑之前必须把一层结构的预应力筋全部张拉完毕以
21、平衡自重, 从而始终保证一层钢支撑体系只承受一层结构的自重。 同样三层结构砼浇筑必须在二层结构预应力张拉完之后进行,不同的是,三层支撑体系采用普通钢管脚手架与钢支撑体结合的方法, 钢支撑体系用于承受横向两道框架梁(截面:2.3m5m 工字型梁,腹板 1m 宽) ,通过钢梁、构造柱传力至二层拱架结构,其余构件全部采用普通钢管脚手架支撑。由于构件自重太大,扣件抗滑力不够,在所有梁水平杆下均多加设了一个扣件抗滑。 所有的钢管脚手架与钢支撑体系,经过严格的计算、审核,以充分满足高支撑体系的各项要求、规定。 第 30 卷 第 4 期 Vol.30 No.4 2003 年 12 月 Dec.2003 建
22、厂 科 技 交 流 EXCHANGE OF JIANCHANG SCIENCE & TECHNOLOGY 建厂科技交流 2003年第4期 - 9 - 支撑体系拆除在所有的预应力筋张拉完毕后进行,遵循从上至下的顺序。有钢结构支撑的楼层先拆除钢结构, 利用大梁上的穿墙拉杆眼穿钢丝绳用手拉葫芦固定, 把钢梁用气焊做破坏性割除后降到满堂红脚手架上, 再配合卷扬机把钢梁(梁底设滚轮)从一侧拖拽而出。 2.2 模板工程 由于结构的重要性、复杂性、难度大,模板工程直接影响结构外观、尺寸,所有梁板底模严格根据设计图纸起拱, 框架梁起拱 50mm, 简支梁板起拱 70mm(呈抛物线型) ,起拱高度全部采用水准仪
23、进行准确量测确定,以充分保证结构位置、尺寸的准确性。在梁侧模支设过程中,由于梁高较大(最大的 5m) ,在对拉螺杆位置模板穿眼时由于无法看清梁中预应力波纹管, 极易造成波纹管破坏, 导致预应力筋无法张拉以及孔道无法灌浆等一系列不可预料的严重质量隐患, 因此在支设侧模时,采用先支设一侧梁模,然后在梁内侧(即梁未安装模板的一侧)向梁外侧穿眼,之后再支设梁另外一侧模板, 穿眼时由已开眼的梁侧向另侧钻眼,如此一来,可完全保证波纹管不被损坏,而且施工程序简单、方便。对于复杂类型如拱圈呈抛物线型,利用电脑 AUTO CAD 软件及 EXCEL 进行精确的尺寸计算后,按 1:1 比例在现场放大样,根据大样来
24、支设模板。 2.3 钢筋工程 中央交易大厅所有构件共同的特点就是构件截面尺寸大、钢筋直径大,钢筋下料时要求严格按设计图纸执行, 并且符合施工规范要求的允许偏差,梁、柱受力钢筋接头全部采用等强度直螺纹套筒连接。在梁柱节点核心区,由于钢筋穿插太多, 均先做放大样图以确定钢筋位置及穿插顺序,特别是一、二层拱圈(呈抛物线形且变截面)及拱脚处在现场按 1:1 放样,依据大样图来下料,保证钢筋骨架尺寸的准确性。由于梁柱中设有预应力筋, 钢筋间距稍有改变就会引起预应力波纹管无法穿插,故而对钢筋位置(间距)要求非常严格,钢筋绑扎时根据设计图纸,用20 钢筋焊制特别卡尺以确定并固定钢筋位置保证其准确位置,并且对
25、柱子钢筋作特殊要求,严格控制柱筋的垂直度。由于大梁钢筋自重太大,采用普通砂浆垫块无法保证梁钢筋的保护层, 均采用25 短钢筋头作为垫块, 保证梁钢筋骨架的有效高度。 2.4 预应力工程 交易大厅框架梁、拱架腹杆上下弦、简支梁及三层柱均为有粘结预应力构件, 全部采用先穿束工艺,由于预应力束钢绞线根数多,波纹管直径大(70) ,为保证预应力束定位准确,安装牢固可靠, 马凳筋选用14 短钢筋, 间距控制在 1.0m 1.5m 之间, 波纹管与马凳筋之间用铁丝捆扎牢固, 同时根据现场实际情况必要时在波纹管两侧设置12 轨道筋,防止波纹管受弯破损。 2.4.1 工艺流程 预应力梁: 支梁底模绑扎梁上下普
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