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某高层隔震建筑的隔震橡胶支座安装施工技术探析

2021-07-05彭世成

福建建筑 2021年6期
关键词:吊钩支座吊装

邓 鹏 彭世成

(中国水利水电第七工程局有限公司 四川成都 610000)

0 引言

隔震技术在房屋建筑工程中的应用日趋广泛,主要的隔震形式有基础隔震和层间隔震等。采用的隔震支座主要有:隔震橡胶支座、滑板支座等[1]。基础隔震技术是通过建筑基础顶部设置水平刚度较小隔震层,延长了结构周期,同时隔震支座具有较大阻尼,从而减少地震能量的输入,保护上部主体结构,减少地震灾害造成人员和财产损失[1]。

为了规范隔震建筑的建设和施工,住建部发布了《建筑隔震工程施工及验收规范》(JGJ360-2015)[2](简称《隔震施工规范》),此外不少学者对隔震建筑的施工及隔震橡胶支座(简称:隔震支座或支座)安装技术进行了分析。梁华站[3]提出要对隔震支座安装进行质量控制,特别是水平精度。齐毅男[4]等以北京机场对大直径隔震支座施工难点进行分析并提出处理措施,强调应当重点关注大直径隔震支座吊装。徐晓良[5]、王朋[6]对隔震支座安装施工进行了具体分析,强调应当重点关注隔震支座安装进度。曹建亚[7]提出在工程施工前应当对隔震支座安装的重难点进行分析,提出具体安装方案,如有矛盾和安装不便,应当与设计单位进行协调,出具变更方案。吴应雄[8-9]对隔震支座安装吊装施工工艺进行分析并改进,提高了隔震支座的安装精度,并对隔震构造进行了详细分析。

随着国内隔震建筑数量日益增加,施工技术不规范的行为也逐渐增多。隔震工程施工仍然对隔震支座安装缺乏经验,特别是大直径隔震支座,使隔震支座的质量往往达不到《隔震施工规范》要求。本文基于四川省西昌市宁远水镇城中村棚户区改造工程某高层基础隔震住宅楼,进行大直径隔震支座安装施工技术分析,分析结果供类似工程参考。

1 工程概况

1.1 工程简介

本文选取西昌市某高层隔震住宅楼的其中一栋为研究对象,工程地下2层,地上20层,建筑高度为60.8 m,总建筑面积为11 356 m2。抗震设防烈度为9度,建筑抗震类别为丙类,结构形式为剪力墙。隔震层位于工程地下一层与地上一层之间,专用检修的隔震层高度2800 mm,建筑主要剖面如图1所示。

图1 建筑主要剖面图(单位:mm)

1.2 隔震支座布置

隔震层共布置了52个Ⅱ型隔震支座,其中铅芯橡胶支座(LRB1200)29个,普通橡胶支座(LNR1000)23个。隔震层隔震支座平面布置如图2所示, 隔震支座型号及力学性能参数如表1所示。

图2 隔震支座平面布置图(单位:mm)

表1 隔震支座性能参数

2 隔震支座安装

2.1 隔震支座生产和检验

隔震支座生产完成后,根据《隔震施工规范》和施工图设计要求的检测数量,在成都五一六隔震科技有限公司,经过建设单位四川省西昌市国有资产经营管理有限责任公司、监理单位成都群星工程建设监理咨询有限公司、施工单位中国水利水电第七工程局有限公司第三公司见证取样后,送到第三方检测机构华中科技大学结构实验中心进行检验,根据检测报告,符合国家要求,可以使用。

隔震支座进厂验收提供了质量证明文件,运抵现场的支座进行必要保护措施,码置整齐牢固,两种规格支座分别堆放。隔震支座现场全数检查了支座外观、尺寸偏差、连接板尺寸和平整度偏差、螺栓孔位置和地脚螺栓的直径等。

2.2 隔震支座安装准备

下支墩混凝土浇捣完10 d后,根据同条件养护试块的试验报告,混凝土强度达到了设计强度值C50的80%以上。下支墩混凝土浇捣工序经过验收,符合施工规范要求[10]。

该工程对隔震支座下预埋钢板(定位钢板)进行了革新,采用无下定位钢板的施工方法。首先对下支墩混凝土表面不平整处使用打磨机打磨,局部蜂窝麻面使用素混凝土填补,平整度符合要求。安装隔震支座前,应先清理干净下支墩(或柱)上表面,为避免砂浆、混凝土等杂物进入套筒孔内。清理完毕后将定位预埋钢板上的螺栓及胶套筒取下最终对支座安装前标高复核,如图3所示。

(a)打磨下支墩表面

(b)清理和整理下支墩表面

(c)支座安装前标高复核图3 隔震支座安装准备

2.3 隔震支座吊装

工程采用大直径隔震橡胶支座,单个重量均超过1.6t,通过套用吊装能力安全计算公式,该工程采用100t塔吊进行吊装。根据隔震支座平面布置图(图2)确定的支座的直径和型号,与现场支座进行核对,确保无误后依次吊装。

将所需隔震支座通过四根J型钢筋辅助吊绳固定隔震橡胶支座,吊运过程中支座应该保持水平。当支座吊运至离下支墩50 mm处时,调整支座位置,使其处在下预埋板中心,现场工人利用一根较长钢筋穿过隔震橡胶支座的螺栓孔洞,并与下支墩上预埋孔对齐;对齐后再将隔震橡胶支座缓缓下降至下支墩上,如图4所示(吊装支座时注意应轻举轻放,防止损坏支座和下支墩混凝土)。

(a)吊装绑定

(b)定位

(c)定位调整图4 隔震支座吊装和定位

2.4 隔震支座地脚螺栓固定

待隔震支座下法兰板螺栓孔位与预埋钢套筒孔位对正后,将螺栓拧入套筒,先使用普通扳手预拧紧,随后使用力矩扳手对角依次固定螺栓,如图5所示。由于工程所采用的隔震支座螺栓数为12个,参照文献[11]日本的施工规范,采用对角固定中的4点对角方式进行螺栓的固定,如图6所示,这样的固定方法,可有效避免隔震支座由于螺栓拧紧过程中不规范操作所导致的水平精度受影响的问题。螺栓锁定后确认有无松动,并使用环氧树脂对隔震支座和上支墩之间的空隙进行填充。

(a)预拧紧螺栓

(b)拧紧螺栓图5 螺栓固定

图6 螺栓固定顺序

需要特别说明的是,工程竣工前或者隔震支座外防护施工前,根据《隔震施工规范》要求,应当再次对地脚螺栓紧固度复检。

2.5 隔震支座吊装存在问题与改进

大直径的隔震支座其自重较大,LNR1000自重约为1.6 t ,LRB1200自重约为2.8 t 。支座吊装固定方式采用绑带穿过上封板,用J型钢筋固定绑带的方式,这样隔震支座的受力点位于上连接板,如图7所示。隔震支座在吊装时内部橡胶层处于受拉状态,该种吊装方式有可能对隔震支座力学性能造成一定影响,施工时应避免。

图7 隔震支座吊装固定

该工程项目部QC小组,提出一种改进的隔震支座吊装固定方案,改变了吊装的受力点和绑带。介绍如下:施工中,由于隔震支座吊装定位时,下连接板与上支墩表面需要密贴,不允许吊钩穿过下连接板的地脚螺栓孔。这样,需要对下连接板另外开孔来安装吊钩,因此在支座四角预留螺栓孔,吊装时,螺栓孔安装小吊钩,钢丝绳钩住小吊钩并穿过上连接板的中间螺栓孔,四角的四条钢丝绳集中于大吊钩,改进后吊装方式如图8所示。采用这种起吊方式对隔震支座进行吊装,可以使大直径隔震支座的自重由下连接板承受,避免隔震支座在采用J型钢筋辅助吊装时受力点位于上连接板,使隔震支座受到拉力而损伤。

图8 改进的隔震支座吊装固定方式

3 结论

通过对某高层隔震建筑的隔震支座安装施工技术进行分析,得出以下主要结论:

(1)隔震支座采用无下定位钢板施工,革新了施工方法,但无下定位钢板施工,要求下支墩混凝土表面打磨平整,表面清理干净,隔震支座安装前应当对标高再次复核。

(2)大直径隔震橡胶支座的吊装,吊装受力点应避免在隔震支座的上连接板上。建议采用改进后的方案,即在下连接板上安装吊钩,改进隔震支座吊装受力点,避免隔震支座产生拉应力。

(3)隔震支座地脚螺栓采用对角方式进行固定,避免隔震支座由于螺栓拧紧过程中不规范操作而导致水平精度受影响。

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