1、1可可周周转转装装配配式式自自适适应应混混凝凝土土结结构构附附着着件件施施工工工工法法1 1前前言言1.0.1 目前建筑施工中塔机、施工电梯、临时支架等设备或施工措施中通常应用到混凝土预埋件作为承力结构，这种结构通常由锚筋、锚板与耳板或牛腿焊接而成，其中锚筋、锚板预埋于混凝土中，牛腿或耳板与预埋板焊接后作为承力结构。然而这种形式的承力结构由于其锚筋、锚板预埋于混凝土结构中，无法取出周转使用，增加了施工成本；而且其焊接工序较多，焊接周期较长，影响工期，焊接质量也难以保证，焊接过程不可避免的产生废物、废气，污染环境；1.0.3 该技术获得国家发明专利 4 项和实用新型专利 1 项，并形成了可周转装2、配式自适应混凝土结构附着件施工工法，由于其具有全周转、施工高效、零污染和误差自适应等特点，故有明显的社会效益和经济效益1.0.2针对上述问题，XX集团有限公司发明了一种可周转装配式自适应混凝土结构附着件，该附着件具有多级承载能力、多种受力模式和并能适应多个使用位置，可广泛应用于塔机、施工电梯、临时支架等需要附着于混凝土结构的设备。2 2工工法法特特点点2.0.1 发明了可应用于各类设备、设施的系列混凝土结构附着件。系列附着件承载力覆盖范围大，可承受各种荷载及组合，可应用于不同位置。2.0.2 发明了附着件装配式结构，工厂制造，全部组件均可周转使用。附着件质量好，安全可靠，周转使用降低施工成本约3、 58%。2.0.3 提出了附着件绿色、高效的施工方法，施工速度快、无污染、无垃圾。附着件现场装配，无焊接及氧割作业，施工效率提高了 5 倍以上。2.0.4 发明了附着件自适应构造，满足了混凝土施工误差环境下的使用要求。可适应平动、转动所有 6 个方向的施工误差，最大水平适应范围达 10cm。3 3适适用用范范围围3.0.1 本工法适用于各类塔机、施工电梯、临时支架等需要附着于混凝土结构的设备。4 4工工艺艺原原理理4.0.1 可周转装配式自适应混凝土结构附着件，简称“可周转附着件”，主要包括可取出预埋件和钢牛腿两大部分，钢筋绑扎完毕后将可取出预埋件预埋固定，浇筑混凝土并拆模后，用连接螺栓将钢4、牛腿固定在可取出预埋件上，通过垫薄钢板的方式将四个牛腿的标高调平，然后吊装箱梁，紧固垂直顶紧构造和水平顶紧构造，完成安装。另外，可周转附着件除附着于竖向结构外，还有附着于水平结构上的，此类附着件与附着于竖2向结构施工工艺相似，下面仅就附着于竖向结构的附着件的施工工艺做详细说明。图 4.0.1-1 可周转附着件施工原理图（竖向结构）图 4.0.1-2 可周转附着件施工原理图（水平结构）5 5施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程施工工艺流程5.1.1 预埋件及牛腿安装施工流程预埋件组装与包裹定位放线钢筋绑扎预埋件安装模板施工混凝土浇筑拆模、养护预埋质量检测牛腿安装钢梁安5、装紧固顶紧构造。图 5.1.1-1 预埋件及牛腿安装施工流程5.1.2 预埋件及牛腿拆除施工流程塔吊爬升松开顶紧构造钢梁拆除倒运牛腿拆除埋板及螺杆拆除墙体修补图 5.1.2-1 预埋件及牛腿拆除施工流程5.2 操作要点操作要点5.2.1 预埋件组装与包裹将预埋螺杆与定位板通过锁紧螺帽固定在一起，如图 5.2.1-1 所示，可取出预埋件组装完毕后，用黄油等具有润滑隔离作用的材料均匀涂抹螺杆整个外表面，并用保鲜膜或热缩膜包裹，如图 5.2.1-2所示。用黄油和保鲜膜包裹的目的是防止螺杆被混凝土污染，以便于螺杆取出。施工中的具体要求有如下几点：1 预埋螺杆与定位板组装时应连接牢靠，不应有缝隙，以免混6、凝土浆流入缝隙中，影响锁紧螺帽拆除。2 黄油应涂抹均匀，厚度应适中，一般为螺杆表面均匀覆盖一层油膜为宜。3 包裹时，保鲜膜或热缩膜的层数宜为 35 层，尤其应注意螺纹部位，包裹后应保持原有螺纹3深度和轮廓。5.2.1-1 可取出预埋件组装5.2.1-2 可取出预埋件包裹5.2.2 定位放线与钢筋绑扎预埋件的测量定位控制线必须单独设置，各个埋件的控制线都从结构控制轴线单独引测。预埋件在安装前做好中心定位标记，便于安装时的测量校正。一般情况相下暗柱区域竖向钢筋及箍筋较密，为防止墙钢筋与埋件螺杆位置冲突，钢筋绑扎时，竖向钢筋应避开埋件螺杆位置，或者是此部分钢筋暂时不使用扎丝固定，待预埋件安装固定好后7、再进行固定。5.2.3 预埋件安装根据测量放线的位置，将可取出预埋件安装到位，调整后用短钢筋将预埋将固定，如图 5.2.3，以保证定位板竖直，左右标高相等。施工中的具体要求有如下几点：5.2.3-1 可取出预埋件安装与固定1、整个安装过程应尽量保护好包裹材料不被破坏，如破坏，应在安装固定完成后重新进行包裹。2、安装完成并调整后，应用短钢筋固定，短钢筋与原有结构筋焊接牢靠，调整后预埋件的安装允许误差如表 5.2.3-1 所示：表 5.2.3-1 预埋件安装允许误差表序号序号控制项控制项允许值允许值备注备注1埋件标高10mm与水平埋件相对值2水平偏移10mm相对理论轴线绝对值3埋件相对位置10mm8、水平埋件与竖向埋件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体要求有如下几点：1 封模时，注意可取出预埋件位移偏差，若有移动，必须立即停止关模，重新固定后，方可封模。2 封模后，必须对模板吊线检查，检查模板的垂直度及轴线偏差。达到要求后，方可下一步施4工。混凝土施工中的具体要求有如下几点：1 混凝土不得直接从可取出预埋件上方浇筑，且不得一次浇筑大量混凝土，以免冲击力使预埋件偏移。混凝土从距离埋件 30cm 至 40cm 处，由振捣棒引至埋件处。2 混凝土振捣时，振捣棒注意避开预埋螺杆及预埋板，振捣时，需小心谨慎，边振捣边观察预埋件，及时校正预埋件的位9、置，保证不产生过大位移。3 混凝土振捣时间控制在 2030 秒，不得漏振、少振或过振。混凝土初凝前做二次振捣，保证混凝土浇筑质量。4 混凝土成型后，需加强混凝土的养护，防止混凝土干缩变形引起的预埋件内空鼓。5.2.5 预埋质量检测拆模后，及时对混凝土外观及预埋件进行检查。重点检查混凝土与埋板结合部位，混凝土是否有空鼓、开裂、蜂窝、反砂等影响埋件受力的质量缺陷，若有，需及时通知技术人员，进行处理。预埋件检查内容包含埋件垂直度、水平度、轴线位置、埋件的相对位置、埋件是否损坏等。预埋件允许偏差值如表 5.2.5-1 所示：表 5.2.5-1 可取出预埋件允许偏差值序号序号控制项控制项允许值允许值备注10、备注1埋件标高50mm与水平埋件相对值2水平偏移50mm相对理论轴线绝对值3埋件相对位置30mm水平埋件与竖向埋件4水平度10mm埋件自身5垂直度10mm埋件自身5.2.6 钢牛腿安装需要说明的是：钢牛腿主要有两种形式，一种是单侧劲板钢牛腿（如图 5.2.6-1）。另一种是双侧劲板钢牛腿（如图 4.0.1-1、图 4.0.1-2）。钢牛腿安装前应先拆除锁紧螺帽，并检查螺杆螺纹内是否有杂物，如有应将其清除。并检查墙体垂直度，确保钢牛腿下部和墙体能紧密贴合，然后吊装钢牛腿，拧紧连接螺栓。施工中的具体要求有如下几点：图 5.2.6-1 钢牛腿与墙体关系立面图1 连接螺栓为受拉型高强螺栓，高强度螺栓连11、接副的施拧顺序和初拧、复拧扭矩应符合设计要求和国家现行行业标准钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程JGJ82 的规定。2 连接螺栓紧固后，应复查钢牛腿底部是否和墙体紧密贴合，如有缝隙应加垫钢板。3 钢牛腿安装并复查完毕后，应复测四个牛腿之间的相对标高，相对标高较低的采取加垫钢板的形式和相对标高最高的牛腿找平。5.2.7 箱梁安装与顶紧构造紧固5两根箱梁吊装就位后，根据 C 型框调整两根箱梁间的水平距离和相对位置，调整完毕后，吊装C 型框，然后紧固垂直和平水顶紧构造，然后再将 C 型框上的顶块与标准节顶紧。图 5.2.7-1 箱梁安装5.2.8 牛腿及预埋件拆除1 塔吊爬升后，箱梁倒运前应先12、将垂直和水平顶紧构造的螺栓松开，取出水平顶紧构造，以便于箱梁倒运，并应注意不要碰撞到钢牛腿及螺栓。2 钢牛腿拆除时四个连接螺栓应依次拆除，连接螺栓拆除后应对其表观进行全面检查，如螺纹发生破坏，应严禁周转使用。3 可取出预埋件拆除时应先取出定位板，然后再分别取出预埋螺杆。图 5.2.8-1 预埋螺杆拆除6 6材料与设备材料与设备6.1 材料材料6.1.1 材料使用要求1 可周转附着件制作所用钢材应符合现行国家标准合金结构钢GB/T3077、碳素结构钢GB/T700 的有关规定，并且均应有生产厂家的产品合格和材质证明。预埋螺杆、锁紧螺帽、连接螺杆及顶紧组件螺杆宜选择 35CrMo 级及以上合金钢材13、，定位板、钢牛腿宜选择 Q345B 级及以上钢材。2 可周转附着件所使用油漆和防火涂料的耐腐蚀、耐高温和耐久性应满足施工现场复杂作业环境的使用要求。6.1.2 主要材料主要材料见表 6.1.2-1。6表 6.1.2-1 主要材料表序号序号材料名称材料名称规格规格/mm/mm主要技术指标主要技术指标备注备注1预埋螺杆D50D16035CrMo热处理2连接螺杆D40D6035CrMo热处理3锁紧螺帽D60D10035CrMo热处理4定位板板厚 20Q345B整板5钢牛腿板厚 2070Q235B/6顶紧螺杆D306035CrMo热处理6.2 设备设备主要设备见表 6.2.1-1。表 6.2.1-1 14、主要设备表序号序号设备名称设备名称型号型号数量数量单位单位数量数量1塔吊M600D1台吊装使用2交、直流焊机AX-3201台焊接定位钢筋3气割设备/1套附着件安装4钢盘尺50 米2个安装过程测量5扭剪、扭矩扳手、液压扳手/8个高强螺杆组件施工6安全绳1110米辅助操作7卡环164个辅助操作8钢管483.0辅助操作9钢筋1810米安装定位10木跳板50mm220mm20米辅助操作11手拉葫芦1 吨、2 吨、5 吨4个安装定位使用12电动葫芦2T1个安装定位使用13钢丝绳16、2410米辅助操作14全站仪DGTS-332N1套平面控制测量、施工放样及竖向测距15水准仪5台水准测量、标高传递16激光15、垂准仪1/200001台轴线的竖向投测17计算器CASI04800P5台数据处理、平差计算7 7质量控制质量控制7.0.1 严格执行国家及相关规范要求，包括混凝土结构设计规范（GB50010）、钢结构设计规范（GB50017）、工程测量规范（GB50026）、混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204）、钢结构工程施工质量验收规范（GB50205）、建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300）相关规定。7.0.2 严格按设计方案要求加工制作可周转附着件各组件，出厂前必须进行预组装，并应有产品合格证明，安装完毕应进行验收，确保安装质量。7.0.3 严格按照制作加工图纸控制各组件加工误差，并16、对成品 100%进行检查验收。7.0.4 安装质量控制如表 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 可周转附着件设计成标准定型产品，不同规格组件承载能力不同，均应进行详细计算分析，严禁超载使用。8.0.2 可周转附着件施工应符合国家现行标准建筑施工高处作业安全技术规范JGJ 80-91 的有关规定。8.0.3 可周转附着件的安装、使用、拆除应在专业技术人员指导下进行，并配置固定专业班组，并组织建立具有针对性的管理小组。8.0.4 可周转附着件的钢牛腿安装前应检查墙体预埋件附近混凝土施工质量，如有缺陷，应采取措施修补。8.0.5 可周转附着件附近应有明显的17、安全标志，防止碰撞、拉挂等损害。8.0.6 可周转附着件拆除时应有保险绳等防坠措施，所在墙体不得立面空间同时施工作业，并作好兜底措施，防坠小混凝土碎块、小器具等散落。9 9环保措施环保措施9.0.1 可周转附着件为可拆卸全周转组件，可重复使用，严禁组件现场割焊，减少施工材料损耗。9.0.2 可周转附着件安装定位过程中，可采用少量定位钢筋辅助，应减少定位筋的焊接量，并采用遮光布等措施防止电焊施工中强光外泄，减少光污染。9.0.3 可周转附着件安装采用润滑油脂时，应防止油脂外渗，避免污染混凝土墙面。9.0.4 安装采用的液压扳手，应定期检修维护，避免液压油外泄。9.0.5 混凝土施工时，应采用低噪18、声环保型振捣器，以降低城市噪声污染。1010效益分析效益分析10.0.1 可周转装配式自适应混凝土结构附着件施工工法与传统的预埋件施工方法相比较，在施工效率、安全、成本及节能环保方面上得到了明显的改进和创新。表 10.0.1-1 效益分析表序号比较因素传统预埋件施工方法一次性投入+现场焊接可周转装配式自适应混凝土结构附着件施工工法可周转+装配式1施工效率现场焊接工作量大，安装困难工具化产品，螺栓连接，效率提高 3 倍2安全焊缝质量存在安全隐患装拆方便，安全可靠3成本一次性投入，不可回收可重复周转使用4环保浪费资源，焊接存在光污染零耗材，节能环保1111应用实例应用实例11.1 应用实例应用实例19、 1武汉中心工程武汉中心工程11.1.1 工程概况武汉中心工程位于武汉市汉口王家墩商务区中心，地上 88 层，地下 4 层，总高度 438 米，结构形式为“核心筒混凝土结构+外框钢结构+伸臂桁架结构”。11.1.2 应用情况武汉中心核心筒竖向墙体采用带有微凸支点的集成平台施工，其中在微凸支点承力件中采用了8可周转混凝土预埋件代替了对拉螺杆，提高了螺杆周转率。11.1.3 应用效果武汉中心集成平台共 8 个微凸支点，每个微凸支点中的承力件存在 20 根对拉螺杆，采用可周转混凝土预埋件代替对拉螺杆，节约了预埋的钢套管费用（23 元/根）。考虑模架共顶升 93 次，共节约费用：23 元/根8209320、=342240 元。图 11.1.3-1 武汉中心工程整体应用效果图 11.1.3-2 武汉中心工程可周转混凝土预埋件应用11.2 应用实例应用实例 2重庆来福士广场工程重庆来福士广场工程11.2.1 工程概况重庆来福士广场项目位于朝天门与解放碑之间，项目位于长江与嘉陵江交汇口，总占地面积为约 92 万平，总建筑面积约 113 万平，由 3 层地下车库、6 层商业裙楼和 8 栋超高层塔楼及连接四个塔楼的三层高空中连廊组成。高层塔楼结构形式为框架+核心筒+伸臂+腰桁架。图 11.2.1-1 重庆来福士广场工程效果图11.2.2 应用情况塔楼目前共安装 7 台塔吊，其中 T4N 塔楼为外挂式，T421、S、T5、T6 塔楼为内爬式。目前塔楼内爬式塔吊支承横梁牛腿采用了可周转装配式自适应混凝土结构附着件。11.2.3 应用效果重庆来福士项目共有 5 台内爬塔机，型号分别为 ZSL380、ZSL500 和 ZSL750，传统预埋件、牛腿和可周转附着件均采用通用性设计，可周转附着件完全相同，传统预埋件、牛腿也无太大差别，下面仅以 ZSL500 塔机为例，且为方便对比，将可周转附着件折算为单次单套费用，详细计算如下：传统预埋件与牛腿的制作成本见下表：9表 11.2.3-1 传统预埋件与牛腿制作成本表序号序号组件名称组件名称数量数量单套重量单套重量单价单价总价总价备注备注1牛腿1 套0.474 吨5522、80 元/吨2645 元2竖向单面埋件1 套0.575100 元/吨2907 元折合每套单价为 4369 元3竖向双面埋件1 套1 吨5100 元4一套牛腿+预埋件的制作总价为 7014 元传统预埋件与牛腿的安装与拆除成本见下表：表 11.2.3-2 传统预埋件与牛腿安装与拆除成本表序号序号工作项工作项数量数量单价单价总价总价备注备注1埋件安装、牛腿钢梁焊接及焊缝检测1 套7366 元一套牛腿+预埋件的安装与拆除总价为 10525 元2牛腿、钢梁焊缝割除与打磨1 套3159 元一套传统预埋件与牛腿的制作、安装和拆除总价为 17539 元。可周转附着件的制作成本见下表：表 11.2.3-3 可周23、转附着件制作成本表序号序号组件名称组件名称数量数量单价单价总价总价备注备注1单套埋件垂直顶紧螺栓 M562370740周转 20 次2顶块464256周转 20 次3顶块夹板448192周转 20 次4连接螺杆 M5642951180周转 3 次5定位板112001200周转 20 次6双叠自锁垫圈886688周转 20 次7水平顶紧螺栓 M562350700周转 20 次8预埋螺杆 5V15M56416256500周转 6 次分别9预埋螺杆锁紧螺帽42801120周转 20 次10高强度螺帽835280周转 20 次11内陆角螺钉12112周转 20 次12单个牛腿牛腿1100671006724、周转 10 次回厂检测 1 次，可重复利用率为 50%一套可周转附着件制作总成本为 22935 元/套，按照周转次数折算后，单套单次制作成本为 2407 元。可周转附着件的安装与拆除成本见下表：表 11.2.3-4 可周转附着件安装与拆除成本表序号序号工作项工作项数量数量单价单价总价总价备注备注1埋件安装、牛腿组装、钢梁与牛腿连接、牛腿日常巡查检查13750 元一套可周转附着件的安装与拆除总价为 5000 元2牛腿、埋件拆除转运11250 元一套可周转附着件的制作、安装与拆除总价为 7407 元。相对于传统预埋件和牛腿的组合节约了 17539-7407=10132 元，节约百分比约为 57.8%。重庆来福士项目 5 台内爬塔机总共需 192 套次，共计节约 194.5 万元。10图 11.2.3-1 重庆来福士广场可周转装配式自适应混凝土结构附着件应用