1、.環梁-環形牛腿鋼骨混凝土梁柱節點施工工法1、前言鋼管混凝土柱作為一種能充分發揮和利用鋼和混凝土材料特性的組合結構在工程中得到了廣泛的應用，提高了技術上的合理性和經濟上優越性。但作為鋼管混凝土柱中重要的梁柱節點，已由過去相對單一的鋼梁與鋼管混凝土柱連接或鋼筋混凝土梁與鋼管混凝土柱連接形式演變為一個鋼管混凝土柱節點既有鋼筋混凝土梁和環梁連接，同時又有鋼梁穿心連接，其受力和構造復雜，本工法結合了06SG524圖集中混凝土環梁-環形牛腿梁柱和內隔式牛腿鋼梁柱兩種鋼管混凝土剛性連接節點構造的施工工藝。由于該節點存在的構造復雜、穿心構件多、操作空間小、安裝復雜以及各道工序繁多且在同一狹小空間完成等施工難

2、點，對此，我公司逐步研究和改進，形成了一套針對環梁-環形牛腿鋼骨砼梁柱節點的施工方法，即將該節點復雜的工藝和工序從時間和空間上進行分化，降低施工難度，提高工效，合理而安全經濟地解決鋼梁-鋼管混凝土柱與鋼筋混凝土梁穿心連接節點復雜構造的施工難題。對日后這種節點構造的施工具有很好的推廣、借鑒和指導意義，并且工藝成熟，技術先進，有明顯的社會和經濟效益。2、工法特點2.1針對鋼管混凝土柱與鋼骨梁和混凝土梁連接的復雜節點，采用環梁-環形牛腿鋼骨混凝土梁柱節點施工工藝，克服了該節點因過多穿心構件連接造成環梁鋼筋綁扎和模板安裝的施工難點，相比較傳統的鋼管柱節點施工工藝，該方法科學地將施工工藝和工序分開，重新

3、進行有機組合，避免了各道工序在同一狹小空間內工作，大大提高了工作效率和施工進度，質量得到保證，觀感效果好，降低了人工成本，經濟效益十分顯著。2.2 環梁的腰筋與鋼骨梁采用加勁板進行連接，無需穿心連接，施工簡單。2.3 鋼管混凝土柱、環形梁、框架梁和鋼骨梁的組合使用均發揮了各自結構的優勢和特點，發展前景看好。3、適用范圍本工法適用于工業與民用房屋建筑工程中的環梁-環形牛腿鋼骨砼梁柱復雜節點的施工。4、工藝原理該工藝將環梁-環形牛腿鋼骨砼梁柱復雜節點中鋼管柱節點和環梁鋼筋單獨制作，現場環梁模板一次安裝成型，搭設胎架，水平擱置鋼管柱節點，在鋼管柱上綁扎環梁鋼筋，環梁綁扎于鋼管柱節點上隨鋼管柱吊裝入模

4、就位，克服了該節點工藝和工序的復雜，解決了由于過多的穿心鋼骨構件造成環梁鋼筋綁扎和模板安裝的困難，避免了在狹小空間內進行施工，可與任意方向的不同類型的樓蓋梁相接，將復雜的工藝和工序分段獨立制作，然后再進行有機組合，形成了一套分段施工、整體裝配、并行流水施工的工藝。5、施工工藝流程及操作要點5.1工藝流程帶牛腿鋼管柱節點、環梁鋼筋翻樣與制作環梁底模和側模安裝測量下層鋼管柱安裝誤差搭設胎架并安裝鋼管柱節點于胎架上吊裝帶環梁的鋼管柱節點入模在鋼管柱上定位環梁鋼筋并綁扎微調鋼管柱節點與下層鋼管柱對接就位與下層鋼管柱焊接成型環梁模架支撐加固成型環梁混凝土澆筑和養護圖5-1 工藝流程 5.2操作要點5.2

5、.1帶牛腿鋼管柱節點、環梁鋼筋翻樣與制作（1）環梁-環形牛腿節點制作采用TEKLA軟件建模進行鋼管柱分節深化時，應考慮單個帶牛腿鋼管柱節點構件加環梁鋼筋的總重小于塔吊的最小起重重量，其高度一般為樓層的1層高度為宜。帶牛腿鋼管柱節點制作應按照深化圖紙要求在鋼結構加工廠進行制作，制作過程中應嚴格按設計和深化要求執行，其中鋼骨梁牛腿以及加強環和肋板的焊接等重要節點的焊接均在加工廠內完成。圖5.2.1-1 帶牛腿鋼管柱節點立體圖 圖5.2.1-2 帶牛腿鋼管柱節點圖（2）混凝土環梁環筋制作 混凝土環梁環筋在加工廠采用三輥卷板機來完成，其原理是通過卷板機的三根工作輥(二根下輥、一根上輥)之間，借助上輥的

6、下壓及下輥的旋轉運動，使直鋼筋經過多道次連續彎曲，產生永久性的塑性變形，使其成圓，半徑以達到設計要求。環梁環筋通過直鋼筋成圓工藝的制作過程通過八步完成，如下：表5.2.1 環梁環筋施工工藝表第一步：依據環筋半徑，確定下料鋼筋長度，送入卷板機內對料第二步：卷板機下輥水平移動至X位置，上輥下降至Y1位置，下輥反轉，使鋼筋至成形位置第三步：上輥壓下一定量后，下輥開始正轉第四步：上輥壓下至Y2位置停下，下輥連續正轉第五步，至鋼筋的端部停止，上輥壓下至Y3停止，對鋼筋的端部直接加壓預彎第六步：上輥提升，下輥水平移至X位置，上輥壓下同位置Y2，下輥正轉第七步：至鋼筋的端部停止，上輥壓下Y3位置停止，對鋼筋

7、的端部直接加壓預彎第八步：下輥移至中位，上輥壓下至Y4位置，輥子正反轉，進行補償彎曲5.2.2環梁底模和側模安裝通過混凝土環梁面標高計算并確定環梁底面標高，然后通過對下層成型鋼管柱實際測量和放樣，確定本層對應需要吊裝的鋼管柱安裝位置，根據混凝土環梁底面標高和本層鋼管柱位置安裝環梁底模。底模為圓環狀，內圓直徑為鋼管柱直徑另加50mm，其中50mm是為了控制鋼管柱安裝過程中垂直度誤差以及軸線位置調整就位。環梁底模完成后，進行混凝土環梁側模安裝和加固。環梁底模和側模見下圖5.2.2-1和圖5.2.2-2。圖5.2.2-1 環梁底模安裝示意圖 圖5.2.2-2環梁側模安裝示意圖5.2.3測量下層鋼管柱

8、安裝誤差下層鋼管柱的安裝誤差包括兩個方面：柱頂標高誤差和柱軸線誤差。測量并用表格記錄下層每根鋼管柱的柱頂標高，為確定本層鋼管柱環梁鋼筋位置提供依據；測量柱軸線誤差可以控制鋼管柱吊裝過程中的垂直度誤差。5.2.4 搭設胎架并安裝鋼管柱節點于胎架上根據受力、限位、帶牛腿鋼管柱節點以及環梁綁扎操作空間等要求，設計鋼管柱水平支撐胎架，其胎架剖面形狀呈“凹”字形，其“凹”字形面的寬度略大于鋼管柱直徑20mm30mm，方便鋼管柱在胎架上固定和反復吊裝。然后將兩個單獨的胎架根據帶牛腿鋼管柱節點位置和鋼管柱長度在平整的地面上放置好胎架，同時兩個胎架之間的間距必須滿足鋼管柱加環梁鋼筋總重量以及環梁鋼筋綁扎舒適操

9、作空間的要求。最后將帶牛腿鋼管柱節點吊裝水平放置在支撐胎架上。見圖5.2.4。圖5.2.4鋼管柱安裝在胎架上示意圖5.2.5吊裝帶環梁的鋼管柱節點入模先在鋼管柱上端部同一高度處對稱焊接兩個鋼板吊耳，安裝時用鋼絞繩穿過吊耳，起吊帶環梁和帶牛腿的鋼管柱節點緩緩入模就位。該節點在入模之前，套入等于鋼管柱直徑、寬度為5cm的薄夾板圓環，防止環梁模板與鋼管柱之間在澆筑混凝土時出現空隙。見圖5.2.5圖5.2.5 用塔吊將環形牛腿鋼筋調入模板內示意圖5.2.6在鋼管柱上定位環梁鋼筋并綁扎（1）依據環梁底模與下層鋼管柱柱頂標高的實際高差，確定本層準備吊裝帶牛腿鋼管柱節點上環梁底面和頂面的位置，并根據設計圖在

10、帶牛腿鋼管柱節點上標示出環梁各層環筋的精確位置。（2）將帶牛腿鋼管柱節點上部一端緩緩吊起，依次穿入上部環筋。用同樣的方法將鋼管柱下部一端吊起，穿入下部環筋。（3）根據環梁上部環筋和下部環筋的設計位置和保護層的要求，確定上部和下部環筋定位固定支撐筋在帶牛腿鋼管柱節點上的平面位置，完成該定位固定支撐筋焊接，每一層環筋平面內沿徑向焊接三根直徑大于25的支撐鋼筋，三根支撐筋以鋼管柱圓心為圓心互成1200角，見圖5.2.6-1。在焊接支撐鋼筋之前，應根據上部和下部環筋單層或多層設計施工圖的分布情況，在相應固定支撐筋兩側來布置環筋。 圖5.2.6-1環筋定位固定支撐筋焊接示意圖（4）對照設計施工圖中各個環

11、筋大小、規格以及位置分布情況，將套入鋼管柱節點的環筋進行分類，分別在固定支撐筋上標出每根環筋的位置，然后在支撐鋼筋標示的位置點上焊接每根環筋，從而完成環梁上部和下部主筋定位焊接安裝，見下圖5.2.6-2和5.2.6-3。圖5.2.6-2環筋在定位固定支撐筋上的標示 圖5.2.6-3環筋定位焊接示意圖（5）鋼管柱上鋼骨梁牛腿處于環梁高度范圍內，在綁扎環梁腰筋時，先根據腰筋沿環梁高度分布情況在鋼管柱上標示出腰筋所處平面位置，然后根據環梁腰筋所在平面是否有鋼骨梁牛腿以及有牛腿的個數可將環形腰筋分段切割進行焊接綁扎，分段個數等于腰筋所在平面內鋼骨梁牛腿的個數，分段下料長度應為對應環形腰筋在牛腿腹板之間

12、所夾角度形成的圓弧長度。在焊接分段腰筋時，為了使腰筋與鋼骨梁牛腿腹板的焊接滿足規范要求，在鋼骨梁牛腿腹板兩側環梁腰筋所在平面位置上各焊接加肋托板，分段分圓弧腰筋再與托板面焊接形成圓形腰筋，見圖5.2.6-4。 圖5.2.6-4鋼骨梁牛腿腹板兩側加肋托板示意圖（6）綁扎環梁箍筋，箍筋直徑和間距按照設計要求進行配置和綁扎，在胎架上完成環梁鋼筋綁扎。5.2.8微調鋼管柱節點與下層鋼管柱對接就位鋼管柱入模就位后，用水準儀觀察并調節鋼管柱垂直度。5.2.9與下層鋼管柱焊接成型與下層鋼管柱按照設計和深化圖的要求焊接成型。5.2.10環梁模板支撐體系加固成型 環梁模板支撐體系加固分成兩部分：先完成環梁底模支

13、撐體系加固，注意模架必須抱柱連接，同時與周邊框架結構支撐架體通長連接；最后運用圓柱模板支撐環形緊固裝置完成側模的加固。5.2.11環梁混凝土澆筑和養護由于環梁高寬比較大、鋼筋密集，為確保混凝土振搗密實，采用粒徑為510mm的瓜米石保證混凝土流暢入模，同時對于現場的混凝土水灰比也要控制，其塌落度160mm且200mm為宜。混凝土澆筑完成后要做好養護，以防止混凝土因暴曬而碳化和縮水龜裂，澆水養護應超過14d。6、材料與設備表6-1 主要材料和機具設備一覽表序號名稱數量用途1塔吊2座調運鋼筋，吊裝鋼管柱2水準儀1臺測量和控制標高3經緯儀1臺控制鋼管柱垂直度425鋼筋若干作為主筋支撐鋼筋5電焊機1臺焊

14、接鋼筋6氧氣焊割機1臺焊割鋼筋748鋼管（帶扣件）若干搭設支撐架體8鋼卷尺1把測量長度定位9加肋托板若干鋼骨梁牛腿腹板與環梁腰筋連接件102cm厚鋼板吊耳若干起吊鋼管柱7、質量控制7.1鋼管柱制作安裝執行鋼管混凝土結構設計與施工規程（CECS 28:90）標準。7.2鋼管柱內混凝土澆筑執行鋼管混凝土結構設計與施工規程（CECS 28:90）標準。7.3環梁骨架鋼筋制作安裝執行標準（1）環筋制作執行企業自定標準見表7.3。表7.3 環筋制作標準序號檢測項目允許偏差（mm）備注1環筋橢圓度f32環筋兩端合攏對不齊a53環筋兩端合攏時，上下開口b24環筋下料長度誤差5按L=2R計算5環筋整體翹曲56

15、環筋局部凹凸5（2）環筋骨架制作成型及安裝執行混凝土結構工程施工質量驗收規范（GB502042002）中的鋼筋分項工程5.1、5.2、5.3、5.4、5.5標準條款。7.4模板及混凝土工程執行GB502042002規范中相應的規定。7.5環梁底模內圓直徑比對應入模鋼管柱直徑大50mm4mm。7.6環梁主筋支撐鋼筋位置的確定誤差為5mm。7.7鋼管柱吊裝執行標準見表7.7。表7.7 鋼管柱吊裝的允許偏差項目允許偏差（mm）備注底層柱柱底軸線對定位軸線偏移3.0鋼管柱定位軸線1.0單節柱的垂直度h/1000，且不應大于10.08、安全措施8.1鋼管柱胎架要嚴格按照施工方案進行搭設。嚴禁私自改變架體

16、鋼管之間的橫距和縱距。8.2鋼管柱吊放至支撐架體過程中，除工作人員外，架體周圍3m范圍內嚴禁聚集閑雜人員。8.3環梁綁扎完畢后，在鋼管柱的吊裝和落位過程中鋼管柱必須綁扎牢固，吊裝過程要保持平穩，以防止高空滑落損人傷物。8.4各種電動工具應具有漏電保護器，上架人員應穿絕緣防滑鞋。8.5嚴禁夜間進行環梁綁扎和鋼管柱吊裝。暑期施工注意防暑降溫，冬季施工注意防凍防滑。9、環保措施9.1施工過程中應遵守國家的環境管理體系要求及使用指南等國家和地方有關施工現場環境保護管理規定。9.2 根據工程特點編制環境保護操作手冊及注意事項，并作好對現場操作人員及管理人員的環保措施交底工作。鋼材堆放處砌筑圍墻，搭設雨棚

17、，防止鋼材銹蝕。9.3制定切實可行的廢舊模板、剩余鋼材、脫模劑以及其它施工過程中垃圾的回收處理措施。9.4場內采用低噪音機械，一般情況晚上10點以后及午休時不施工。材料裝卸采用人工傳遞，嚴禁拋擲或汽車一次性翻斗下料。嚴禁汽車高音鳴笛。10、效益分析10.1采用本工法調整施工工序，加快了施工進度，和以前的鋼管混凝土柱與混凝土環梁組合框架節點施工方法相比避開了交叉作業，大大減少了施工難度，提高20%30%工效，達到了拆分工程關鍵工期線路，提前進度近一個月，為該節點的施工工藝開辟了新的思路。10.2通過施工工藝的改進與創新，注意節點的細部控制，提高了工程質量，也取得了很好的混凝土觀感效果。10.3通

18、過對環梁-環形牛腿鋼骨砼梁柱節點施工技術的應用，積累了復雜節點的施工經驗，相比采用定型鋼模的價格，該施工技術節約材料成本近17t（鋼模）6000元/t（鋼模制作費）=10.2萬元，節約人工費20工日（單個環梁）47個（環梁）120元/工日（人工單價）=11.28萬元，共計21.48萬元，大大的加快了施工進度并且以該項技術為核心內容編制了作用指導書，培養了一批人才，鍛煉了一支隊伍，取得了顯著的經濟效益和社會效益。11、應用實例11.1武漢廣播電視中心（西區）武漢廣播電視中心工程位于漢口建設大道青年路口，其結構型式為框架筒體結構，主樓30層、地下室2層，裙房5層。主樓部分平面呈橢圓形，在橢圓四周設計有12根環梁-環形牛腿鋼骨混凝土梁柱節點，鋼管砼柱設計有800，16Mn鋼管，設計要求混凝土耐久性為100年，強度等級為C70。目前該工程已交付武漢市廣電局使用，業主反映良好。11.2辛亥革命博物館新建工程辛亥革命博物館新建工程是武漢市為慶祝辛亥革命起義100周年盛典的重點工程。該工程位于武漢市武昌區首義文化園內。總建筑面積22138m2，為現澆鋼筋混凝土框架（局部鋼管柱）