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1、1可可周周轉轉裝裝配配式式自自適適應應混混凝凝土土結結構構附附著著件件施施工工工工法法1 1前前言言1.0.1 目前建筑施工中塔機、施工電梯、臨時支架等設備或施工措施中通常應用到混凝土預埋件作為承力結構，這種結構通常由錨筋、錨板與耳板或牛腿焊接而成，其中錨筋、錨板預埋于混凝土中，牛腿或耳板與預埋板焊接后作為承力結構。然而這種形式的承力結構由于其錨筋、錨板預埋于混凝土結構中，無法取出周轉使用，增加了施工成本；而且其焊接工序較多，焊接周期較長，影響工期，焊接質量也難以保證，焊接過程不可避免的產生廢物、廢氣，污染環境；1.0.3 該技術獲得國家發明專利 4 項和實用新型專利 1 項，并形成了可周轉裝2、配式自適應混凝土結構附著件施工工法，由于其具有全周轉、施工高效、零污染和誤差自適應等特點，故有明顯的社會效益和經濟效益1.0.2針對上述問題，XX集團有限公司發明了一種可周轉裝配式自適應混凝土結構附著件，該附著件具有多級承載能力、多種受力模式和并能適應多個使用位置，可廣泛應用于塔機、施工電梯、臨時支架等需要附著于混凝土結構的設備。2 2工工法法特特點點2.0.1 發明了可應用于各類設備、設施的系列混凝土結構附著件。系列附著件承載力覆蓋范圍大，可承受各種荷載及組合，可應用于不同位置。2.0.2 發明了附著件裝配式結構，工廠制造，全部組件均可周轉使用。附著件質量好，安全可靠，周轉使用降低施工成本約3、 58%。2.0.3 提出了附著件綠色、高效的施工方法，施工速度快、無污染、無垃圾。附著件現場裝配，無焊接及氧割作業，施工效率提高了 5 倍以上。2.0.4 發明了附著件自適應構造，滿足了混凝土施工誤差環境下的使用要求。可適應平動、轉動所有 6 個方向的施工誤差，最大水平適應范圍達 10cm。3 3適適用用范范圍圍3.0.1 本工法適用于各類塔機、施工電梯、臨時支架等需要附著于混凝土結構的設備。4 4工工藝藝原原理理4.0.1 可周轉裝配式自適應混凝土結構附著件，簡稱“可周轉附著件”，主要包括可取出預埋件和鋼牛腿兩大部分，鋼筋綁扎完畢后將可取出預埋件預埋固定，澆筑混凝土并拆模后，用連接螺栓將鋼4、牛腿固定在可取出預埋件上，通過墊薄鋼板的方式將四個牛腿的標高調平，然后吊裝箱梁，緊固垂直頂緊構造和水平頂緊構造，完成安裝。另外，可周轉附著件除附著于豎向結構外，還有附著于水平結構上的，此類附著件與附著于豎2向結構施工工藝相似，下面僅就附著于豎向結構的附著件的施工工藝做詳細說明。圖 4.0.1-1 可周轉附著件施工原理圖（豎向結構）圖 4.0.1-2 可周轉附著件施工原理圖（水平結構）5 5施工工藝流程及操作要點施工工藝流程及操作要點5.1 施工工藝流程施工工藝流程5.1.1 預埋件及牛腿安裝施工流程預埋件組裝與包裹定位放線鋼筋綁扎預埋件安裝模板施工混凝土澆筑拆模、養護預埋質量檢測牛腿安裝鋼梁安5、裝緊固頂緊構造。圖 5.1.1-1 預埋件及牛腿安裝施工流程5.1.2 預埋件及牛腿拆除施工流程塔吊爬升松開頂緊構造鋼梁拆除倒運牛腿拆除埋板及螺桿拆除墻體修補圖 5.1.2-1 預埋件及牛腿拆除施工流程5.2 操作要點操作要點5.2.1 預埋件組裝與包裹將預埋螺桿與定位板通過鎖緊螺帽固定在一起，如圖 5.2.1-1 所示，可取出預埋件組裝完畢后，用黃油等具有潤滑隔離作用的材料均勻涂抹螺桿整個外表面，并用保鮮膜或熱縮膜包裹，如圖 5.2.1-2所示。用黃油和保鮮膜包裹的目的是防止螺桿被混凝土污染，以便于螺桿取出。施工中的具體要求有如下幾點：1 預埋螺桿與定位板組裝時應連接牢靠，不應有縫隙，以免混6、凝土漿流入縫隙中，影響鎖緊螺帽拆除。2 黃油應涂抹均勻，厚度應適中，一般為螺桿表面均勻覆蓋一層油膜為宜。3 包裹時，保鮮膜或熱縮膜的層數宜為 35 層，尤其應注意螺紋部位，包裹后應保持原有螺紋3深度和輪廓。5.2.1-1 可取出預埋件組裝5.2.1-2 可取出預埋件包裹5.2.2 定位放線與鋼筋綁扎預埋件的測量定位控制線必須單獨設置，各個埋件的控制線都從結構控制軸線單獨引測。預埋件在安裝前做好中心定位標記，便于安裝時的測量校正。一般情況相下暗柱區域豎向鋼筋及箍筋較密，為防止墻鋼筋與埋件螺桿位置沖突，鋼筋綁扎時，豎向鋼筋應避開埋件螺桿位置，或者是此部分鋼筋暫時不使用扎絲固定，待預埋件安裝固定好后7、再進行固定。5.2.3 預埋件安裝根據測量放線的位置，將可取出預埋件安裝到位，調整后用短鋼筋將預埋將固定，如圖 5.2.3，以保證定位板豎直，左右標高相等。施工中的具體要求有如下幾點：5.2.3-1 可取出預埋件安裝與固定1、整個安裝過程應盡量保護好包裹材料不被破壞，如破壞，應在安裝固定完成后重新進行包裹。2、安裝完成并調整后，應用短鋼筋固定，短鋼筋與原有結構筋焊接牢靠，調整后預埋件的安裝允許誤差如表 5.2.3-1 所示：表 5.2.3-1 預埋件安裝允許誤差表序號序號控制項控制項允許值允許值備注備注1埋件標高10mm與水平埋件相對值2水平偏移10mm相對理論軸線絕對值3埋件相對位置10mm8、水平埋件與豎向埋件4水平度5mm埋件自身5垂直度5mm埋件自身5.2.4 模板及混凝土施工模板施工中的具體要求有如下幾點：1 封模時，注意可取出預埋件位移偏差，若有移動，必須立即停止關模，重新固定后，方可封模。2 封模后，必須對模板吊線檢查，檢查模板的垂直度及軸線偏差。達到要求后，方可下一步施4工。混凝土施工中的具體要求有如下幾點：1 混凝土不得直接從可取出預埋件上方澆筑，且不得一次澆筑大量混凝土，以免沖擊力使預埋件偏移。混凝土從距離埋件 30cm 至 40cm 處，由振搗棒引至埋件處。2 混凝土振搗時，振搗棒注意避開預埋螺桿及預埋板，振搗時，需小心謹慎，邊振搗邊觀察預埋件，及時校正預埋件的位9、置，保證不產生過大位移。3 混凝土振搗時間控制在 2030 秒，不得漏振、少振或過振。混凝土初凝前做二次振搗，保證混凝土澆筑質量。4 混凝土成型后，需加強混凝土的養護，防止混凝土干縮變形引起的預埋件內空鼓。5.2.5 預埋質量檢測拆模后，及時對混凝土外觀及預埋件進行檢查。重點檢查混凝土與埋板結合部位，混凝土是否有空鼓、開裂、蜂窩、反砂等影響埋件受力的質量缺陷，若有，需及時通知技術人員，進行處理。預埋件檢查內容包含埋件垂直度、水平度、軸線位置、埋件的相對位置、埋件是否損壞等。預埋件允許偏差值如表 5.2.5-1 所示：表 5.2.5-1 可取出預埋件允許偏差值序號序號控制項控制項允許值允許值備注10、備注1埋件標高50mm與水平埋件相對值2水平偏移50mm相對理論軸線絕對值3埋件相對位置30mm水平埋件與豎向埋件4水平度10mm埋件自身5垂直度10mm埋件自身5.2.6 鋼牛腿安裝需要說明的是：鋼牛腿主要有兩種形式，一種是單側勁板鋼牛腿（如圖 5.2.6-1）。另一種是雙側勁板鋼牛腿（如圖 4.0.1-1、圖 4.0.1-2）。鋼牛腿安裝前應先拆除鎖緊螺帽，并檢查螺桿螺紋內是否有雜物，如有應將其清除。并檢查墻體垂直度，確保鋼牛腿下部和墻體能緊密貼合，然后吊裝鋼牛腿，擰緊連接螺栓。施工中的具體要求有如下幾點：圖 5.2.6-1 鋼牛腿與墻體關系立面圖1 連接螺栓為受拉型高強螺栓，高強度螺栓連11、接副的施擰順序和初擰、復擰扭矩應符合設計要求和國家現行行業標準鋼結構高強度螺栓連接的設計施工及驗收規程JGJ82 的規定。2 連接螺栓緊固后，應復查鋼牛腿底部是否和墻體緊密貼合，如有縫隙應加墊鋼板。3 鋼牛腿安裝并復查完畢后，應復測四個牛腿之間的相對標高，相對標高較低的采取加墊鋼板的形式和相對標高最高的牛腿找平。5.2.7 箱梁安裝與頂緊構造緊固5兩根箱梁吊裝就位后，根據 C 型框調整兩根箱梁間的水平距離和相對位置，調整完畢后，吊裝C 型框，然后緊固垂直和平水頂緊構造，然后再將 C 型框上的頂塊與標準節頂緊。圖 5.2.7-1 箱梁安裝5.2.8 牛腿及預埋件拆除1 塔吊爬升后，箱梁倒運前應先12、將垂直和水平頂緊構造的螺栓松開，取出水平頂緊構造，以便于箱梁倒運，并應注意不要碰撞到鋼牛腿及螺栓。2 鋼牛腿拆除時四個連接螺栓應依次拆除，連接螺栓拆除后應對其表觀進行全面檢查，如螺紋發生破壞，應嚴禁周轉使用。3 可取出預埋件拆除時應先取出定位板，然后再分別取出預埋螺桿。圖 5.2.8-1 預埋螺桿拆除6 6材料與設備材料與設備6.1 材料材料6.1.1 材料使用要求1 可周轉附著件制作所用鋼材應符合現行國家標準合金結構鋼GB/T3077、碳素結構鋼GB/T700 的有關規定，并且均應有生產廠家的產品合格和材質證明。預埋螺桿、鎖緊螺帽、連接螺桿及頂緊組件螺桿宜選擇 35CrMo 級及以上合金鋼材13、，定位板、鋼牛腿宜選擇 Q345B 級及以上鋼材。2 可周轉附著件所使用油漆和防火涂料的耐腐蝕、耐高溫和耐久性應滿足施工現場復雜作業環境的使用要求。6.1.2 主要材料主要材料見表 6.1.2-1。6表 6.1.2-1 主要材料表序號序號材料名稱材料名稱規格規格/mm/mm主要技術指標主要技術指標備注備注1預埋螺桿D50D16035CrMo熱處理2連接螺桿D40D6035CrMo熱處理3鎖緊螺帽D60D10035CrMo熱處理4定位板板厚 20Q345B整板5鋼牛腿板厚 2070Q235B/6頂緊螺桿D306035CrMo熱處理6.2 設備設備主要設備見表 6.2.1-1。表 6.2.1-1 14、主要設備表序號序號設備名稱設備名稱型號型號數量數量單位單位數量數量1塔吊M600D1臺吊裝使用2交、直流焊機AX-3201臺焊接定位鋼筋3氣割設備/1套附著件安裝4鋼盤尺50 米2個安裝過程測量5扭剪、扭矩扳手、液壓扳手/8個高強螺桿組件施工6安全繩1110米輔助操作7卡環164個輔助操作8鋼管483.0輔助操作9鋼筋1810米安裝定位10木跳板50mm220mm20米輔助操作11手拉葫蘆1 噸、2 噸、5 噸4個安裝定位使用12電動葫蘆2T1個安裝定位使用13鋼絲繩16、2410米輔助操作14全站儀DGTS-332N1套平面控制測量、施工放樣及豎向測距15水準儀5臺水準測量、標高傳遞16激光15、垂準儀1/200001臺軸線的豎向投測17計算器CASI04800P5臺數據處理、平差計算7 7質量控制質量控制7.0.1 嚴格執行國家及相關規范要求，包括混凝土結構設計規范（GB50010）、鋼結構設計規范（GB50017）、工程測量規范（GB50026）、混凝土結構工程施工質量驗收規范（GB50204）、鋼結構工程施工質量驗收規范（GB50205）、建筑工程施工質量驗收統一標準（GB50300）相關規定。7.0.2 嚴格按設計方案要求加工制作可周轉附著件各組件，出廠前必須進行預組裝，并應有產品合格證明，安裝完畢應進行驗收，確保安裝質量。7.0.3 嚴格按照制作加工圖紙控制各組件加工誤差，并16、對成品 100%進行檢查驗收。7.0.4 安裝質量控制如表 5.2.3-1 和表 5.2.5-1 所示。78 8安全措施安全措施8.0.1 可周轉附著件設計成標準定型產品，不同規格組件承載能力不同，均應進行詳細計算分析，嚴禁超載使用。8.0.2 可周轉附著件施工應符合國家現行標準建筑施工高處作業安全技術規范JGJ 80-91 的有關規定。8.0.3 可周轉附著件的安裝、使用、拆除應在專業技術人員指導下進行，并配置固定專業班組，并組織建立具有針對性的管理小組。8.0.4 可周轉附著件的鋼牛腿安裝前應檢查墻體預埋件附近混凝土施工質量，如有缺陷，應采取措施修補。8.0.5 可周轉附著件附近應有明顯的17、安全標志，防止碰撞、拉掛等損害。8.0.6 可周轉附著件拆除時應有保險繩等防墜措施，所在墻體不得立面空間同時施工作業，并作好兜底措施，防墜小混凝土碎塊、小器具等散落。9 9環保措施環保措施9.0.1 可周轉附著件為可拆卸全周轉組件，可重復使用，嚴禁組件現場割焊，減少施工材料損耗。9.0.2 可周轉附著件安裝定位過程中，可采用少量定位鋼筋輔助，應減少定位筋的焊接量，并采用遮光布等措施防止電焊施工中強光外泄，減少光污染。9.0.3 可周轉附著件安裝采用潤滑油脂時，應防止油脂外滲，避免污染混凝土墻面。9.0.4 安裝采用的液壓扳手，應定期檢修維護，避免液壓油外泄。9.0.5 混凝土施工時，應采用低噪18、聲環保型振搗器，以降低城市噪聲污染。1010效益分析效益分析10.0.1 可周轉裝配式自適應混凝土結構附著件施工工法與傳統的預埋件施工方法相比較，在施工效率、安全、成本及節能環保方面上得到了明顯的改進和創新。表 10.0.1-1 效益分析表序號比較因素傳統預埋件施工方法一次性投入+現場焊接可周轉裝配式自適應混凝土結構附著件施工工法可周轉+裝配式1施工效率現場焊接工作量大，安裝困難工具化產品，螺栓連接，效率提高 3 倍2安全焊縫質量存在安全隱患裝拆方便，安全可靠3成本一次性投入，不可回收可重復周轉使用4環保浪費資源，焊接存在光污染零耗材，節能環保1111應用實例應用實例11.1 應用實例應用實例19、 1武漢中心工程武漢中心工程11.1.1 工程概況武漢中心工程位于武漢市漢口王家墩商務區中心，地上 88 層，地下 4 層，總高度 438 米，結構形式為“核心筒混凝土結構+外框鋼結構+伸臂桁架結構”。11.1.2 應用情況武漢中心核心筒豎向墻體采用帶有微凸支點的集成平臺施工，其中在微凸支點承力件中采用了8可周轉混凝土預埋件代替了對拉螺桿，提高了螺桿周轉率。11.1.3 應用效果武漢中心集成平臺共 8 個微凸支點，每個微凸支點中的承力件存在 20 根對拉螺桿，采用可周轉混凝土預埋件代替對拉螺桿，節約了預埋的鋼套管費用（23 元/根）。考慮模架共頂升 93 次，共節約費用：23 元/根8209320、=342240 元。圖 11.1.3-1 武漢中心工程整體應用效果圖 11.1.3-2 武漢中心工程可周轉混凝土預埋件應用11.2 應用實例應用實例 2重慶來福士廣場工程重慶來福士廣場工程11.2.1 工程概況重慶來福士廣場項目位于朝天門與解放碑之間，項目位于長江與嘉陵江交匯口，總占地面積為約 92 萬平，總建筑面積約 113 萬平，由 3 層地下車庫、6 層商業裙樓和 8 棟超高層塔樓及連接四個塔樓的三層高空中連廊組成。高層塔樓結構形式為框架+核心筒+伸臂+腰桁架。圖 11.2.1-1 重慶來福士廣場工程效果圖11.2.2 應用情況塔樓目前共安裝 7 臺塔吊，其中 T4N 塔樓為外掛式，T421、S、T5、T6 塔樓為內爬式。目前塔樓內爬式塔吊支承橫梁牛腿采用了可周轉裝配式自適應混凝土結構附著件。11.2.3 應用效果重慶來福士項目共有 5 臺內爬塔機，型號分別為 ZSL380、ZSL500 和 ZSL750，傳統預埋件、牛腿和可周轉附著件均采用通用性設計，可周轉附著件完全相同，傳統預埋件、牛腿也無太大差別，下面僅以 ZSL500 塔機為例，且為方便對比，將可周轉附著件折算為單次單套費用，詳細計算如下：傳統預埋件與牛腿的制作成本見下表：9表 11.2.3-1 傳統預埋件與牛腿制作成本表序號序號組件名稱組件名稱數量數量單套重量單套重量單價單價總價總價備注備注1牛腿1 套0.474 噸5522、80 元/噸2645 元2豎向單面埋件1 套0.575100 元/噸2907 元折合每套單價為 4369 元3豎向雙面埋件1 套1 噸5100 元4一套牛腿+預埋件的制作總價為 7014 元傳統預埋件與牛腿的安裝與拆除成本見下表：表 11.2.3-2 傳統預埋件與牛腿安裝與拆除成本表序號序號工作項工作項數量數量單價單價總價總價備注備注1埋件安裝、牛腿鋼梁焊接及焊縫檢測1 套7366 元一套牛腿+預埋件的安裝與拆除總價為 10525 元2牛腿、鋼梁焊縫割除與打磨1 套3159 元一套傳統預埋件與牛腿的制作、安裝和拆除總價為 17539 元。可周轉附著件的制作成本見下表：表 11.2.3-3 可周23、轉附著件制作成本表序號序號組件名稱組件名稱數量數量單價單價總價總價備注備注1單套埋件垂直頂緊螺栓 M562370740周轉 20 次2頂塊464256周轉 20 次3頂塊夾板448192周轉 20 次4連接螺桿 M5642951180周轉 3 次5定位板112001200周轉 20 次6雙疊自鎖墊圈886688周轉 20 次7水平頂緊螺栓 M562350700周轉 20 次8預埋螺桿 5V15M56416256500周轉 6 次分別9預埋螺桿鎖緊螺帽42801120周轉 20 次10高強度螺帽835280周轉 20 次11內陸角螺釘12112周轉 20 次12單個牛腿牛腿1100671006724、周轉 10 次回廠檢測 1 次，可重復利用率為 50%一套可周轉附著件制作總成本為 22935 元/套，按照周轉次數折算后，單套單次制作成本為 2407 元。可周轉附著件的安裝與拆除成本見下表：表 11.2.3-4 可周轉附著件安裝與拆除成本表序號序號工作項工作項數量數量單價單價總價總價備注備注1埋件安裝、牛腿組裝、鋼梁與牛腿連接、牛腿日常巡查檢查13750 元一套可周轉附著件的安裝與拆除總價為 5000 元2牛腿、埋件拆除轉運11250 元一套可周轉附著件的制作、安裝與拆除總價為 7407 元。相對于傳統預埋件和牛腿的組合節約了 17539-7407=10132 元，節約百分比約為 57.8%。重慶來福士項目 5 臺內爬塔機總共需 192 套次，共計節約 194.5 萬元。10圖 11.2.3-1 重慶來福士廣場可周轉裝配式自適應混凝土結構附著件應用