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1、1广州某钢厂变压器室防磁区域不锈钢钢筋施工技术前言广州某钢厂主厂房内150tE.A.F炉、LF炉变压器及设备均是从意大利DANILI公司的引进产品。其中电炉变压器容量为120MVA，原边运行电压33KV，最大二次电流67KA，重约110t。这种高功率的电炉在运行时会以很高的二次电流工作。在连接电炉电极力臂与变压器之间的动力电缆形成的磁场源所涉及的相关作用区内，设计要求均为“防磁区”。防磁区内的钢结构必须使用不锈钢，并在他们交接的地方地方使用绝缘。以防止形成闭合回路。这样做是为了保证电炉在运行时，将结构内的钢结构产生的热量降到最低程度，而不至于对建筑物造成危害。否则，磁场在“切割”结构内的导体时
2、会产生电流，而使钢结构发热。这种热量随电流的增强而成倍增加，当聚集到一定程度后，混凝土结构内的钢筋因受热而变形、混凝土出现开裂。最终可导致结构物倒塌，给工程建设带来不可估量的损失。因此施工时必须严格按照设计要求组织施工。一、工程概况：某钢厂变压器室及控制室建筑工程位于主厂房AB跨910线，框架结构，其中EAF炉变压器及控制室共四层，变压器放置于第四层（+13.15+22.30）；LF-VOD变压器及控制室共三层，变压器放置于第三层（7.9715.25）。两变压器室之间由变形缝相隔。设计要求EAF炉变压器室防磁区域为：A-D/A1轴线+8.00+22.300段现浇钢筋混凝土墙、墙内梁柱，及+22
3、.300屋面部分梁板，详见附图一、三斜线部分。设计要求LF炉变压器室防磁区域为：A4-8/AJ轴线+6.00+15.250段现浇钢筋混凝土墙、墙内梁柱，及+15.250屋面部分梁板，详见附图二、四斜线部分。A AD A4 A81050 285020201250LF炉中心线附图一EAF炉变压器室现浇钢筋混凝土墙体附图二LF炉变压器室现浇钢筋混凝土墙体防磁区（高度自+8.0+2.30）防磁区（高度自+6.0+15.20）2+2.30 +15.201050 850A ADA4 A8附图三EAF炉变压器室屋面梁板防磁区附图四LF炉变压器室屋面梁板防磁区（斜线部分屋面梁板为防磁区）（斜线部分屋面梁板为防
4、磁区）二、不锈钢钢筋的特点：谨于不锈钢钢筋在建筑工程中的应用比较少见，在此有必要对其作一个简单的介绍。通常钢按照化学成分的不同，分为碳素钢与合金钢。所谓合金钢，即是钢中除含有碳素钢中所含有的各种元素外，尚含有一些其他元素（如铬、镍、钼、钨、钒）的钢。合金钢按用途又可分为结构钢、工具钢和特殊用途钢（一般指作特殊用途和具有特殊性能的钢）。不锈钢即是特殊用途钢中的一种。不锈钢按其化学成分含量的不同，有多达55种牌号，其组织特征：序号129为奥氏体型；3032为奥氏体铁素体型；3339为铁素体型；4052为马氏体型；5355为沉淀硬化型。本工程应用的不锈钢设计要求材质为奥氏体1Cr18Ni9Ti型。较
5、普通碳钢而言，该不锈钢钢筋具有以下特点：1.不锈钢钢筋规格与普通碳钢相似，但表面颜色不同。不锈钢钢筋10以下为银白色，12以上为暗灰色；2.不锈钢钢筋均为圆钢，无螺纹（即类似普通碳钢中的级钢）；3.原材料单根长约4m/根；无盘圆；4.无磁性导电能力差、硬度大、延展率小，弯折易脆；5.价格贵，每吨原材料是普通碳钢的45倍（广州地区近期价）。三、不锈钢钢筋工程施工工艺流程控制程序（见附图五）四、不锈钢钢筋的制作特殊的材料，特殊的用途，致使不锈钢钢筋在制作工艺上，与普通碳钢相比也有其特殊之处。首先，前面介绍过，不锈钢钢筋单根长仅约4m，故在制作时，尤其是制作3柱及梁的主筋时，存在大量的搭接接头，在全
6、面考虑其搭接位置的前提下，对于混凝土结构工程施工及验收规范（GB5024-202）施工图纸技术交底前钢筋、钢板、焊条期材料准备绝缘布、绝缘绳施焊条烘焙工钢筋焊工考试合格作业条件焊接试件实验合格模板验收合格保护层垫块制作钢筋下料弯曲弯钩钢筋制作弯起施箍筋成型工绝缘、捆扎、安装焊接，根据钢筋焊接及验收规程（JGJ18-96）钢筋组装钢筋结构形体的几何尺寸予埋件的位置和标高保护层垫块的设置钢筋、钢板的材质合格证和实验报告焊接试件实验报告验隐蔽工程验收记录收钢筋安装、配置钢筋的级别、直径、根数和间距根据建筑工程质量检验评定标准（GBJ301-8）附图五不绣钢钢筋工程施工工艺流程控制程序图梁主筋我们采用
7、双面搭接焊（5d）。而对于柱、墙，以及在防磁区与防磁区外的交界处即普通碳钢与不锈钢的接头，我们采用搭接的办法，搭接倍数按较大直径钢筋来确定，搭接范围控制在非磁区范围，即不锈钢钢筋伸入非磁区与普通碳钢搭接。其次，防磁区与非防磁区临界区梁板钢筋的处理：由于磁场源作用产生的电流强度与其距离的平方成反比，故仅在有效的一定区域内设立防磁区。这样在防磁区与非磁区的交界处，出现有些梁板钢筋，一端在防磁区内，另一端却伸出防磁区外的现象（见附图三、四）。而这些特殊部位在施工图纸上又未进行明确的细分，在与设计院联系并经设计院同意后，为便于施工，也为了保证使用安全，对凡是需伸入防磁区域内梁板钢筋其伸出防磁区范围的一
8、端也用不锈钢钢筋制作。4五、不锈钢钢筋的绝缘及绑扎1、绝缘。在防磁区内，钢筋与钢筋之间不能彼此接触，即梁柱内主筋与主筋，主筋与箍筋的接触点；墙、板内的主筋与分布筋、普通碳钢与不锈钢之间的搭接接触等均要求进行绝缘。以防形成闭合回路。这项工作是整个防磁区施工最关键的一道工序，绝缘质量的好坏直接影响工程的质量和使用功能，因此，该工作虽然繁锁、耗时长，仅一条梁或柱的主筋与一个箍筋的接触点就有812个。而墙、板的纵横钢筋接触点就像方格网，一个方格网就四个点；但须认真、仔细进不锈钢钢筋行，确保绝缘质量。（防磁区交叉钢筋）2、绑扎。根据设计要求，防磁区交叉钢筋之间仅需用绝缘材料隔开，不彼接绝缘绑扎线触即可，
9、即保证交叉的两根钢筋之间绝缘开。绝缘的材料可选用电工绝缘布，但因其用量较大使用起来虽简捷但成本高故在取得设计院同意后换用塑料薄膜。将塑绝缘材料缠绕两周料薄膜裁成细条缠绕在该钢筋与另一根钢筋的若干交叉点上，再用塑料绳将两钢筋进行捆扎牢即可。详见附图六。由于不锈钢钢筋均为圆钢，与混凝土的握裹力较普通级碳钢小，加之在进行绝缘时，有部分钢筋又用绝缘材料进行缠绕，使钢筋与混凝土图六防磁区交叉钢筋绑扎大样的接触面更小。对结构的力学性能有一定的影响，除从设计上加以弥补外，在施工时，应尽量将绝缘布的缠绕长度降到最小，一般不超过10cm。只要保证两钢筋接触点之间绝缘就行。六、混凝土浇筑过程中的保护在混凝土浇筑前
10、，先将模板内杂物清理并用水冲洗干净。在进行混凝土隐蔽检查时，尤其是不锈钢钢筋的搭接、绝缘、埋设件安装位置与数量等应重点检查，均符合要求后方可进行混凝土的浇筑。本工程混凝土浇筑采用泵送混凝土，对于钢筋密集的梁柱交接处，采用小直径的棒进行振捣，混凝土的自由下落高度应控制在2m内，超过2m柱墙浇筑时采用串筒，一方面防止混凝土下落高度过大形成离析，另一方面下落高度过大对钢筋的冲击力也大，容易使捆扎的钢筋被冲脱或绝缘处移位；在浇筑板的钢筋前，在板上铺设脚手板平台，以防止直接踩踏钢筋而至使用绝缘绳捆扎的钢筋松脱或移位。造成绝缘质量差的隐患。七、不锈钢钢筋施工要点针对不锈钢钢筋的特点，在施工时应注意以下几点
11、：1、在施工前应先按照设计图纸作好钢筋放样，对于梁柱主筋，还应按照规范要求充分考虑搭接长度及接头设置位置。使绑扎成型的钢筋骨架满足设计及规范要求。52、不锈钢钢筋的接长通常宜用搭接或双面焊接。在施工过程中，我们将梁柱的主筋采用双面焊，焊接位置按照规范要求错开，墙板钢筋采用搭接。由于其材质的特殊性，不锈钢钢筋的焊接接长不适宜采用闪光对焊，只能用不锈钢焊条进行单面或双面搭接焊。焊缝长度按规范要求进行控制。并按规范进行检验。3、不锈钢钢筋的材料通常需提前订制，但订货周期较长，所以在工程开工时即应着手进行不锈钢钢筋的订购工作。因其特殊的材质及用途，价格较普通钢筋高出约4倍之多，而工程上又仅用于特殊的位
12、置，一般数量不大，本工程使用各类不锈钢钢筋约18t，考虑其成本高、订货困难，故在图纸到达后即先进行详细的放样，根据放样后汇总的数量来统一订货。考虑到不锈钢单根长度仅4m，需搭接接头多，加之不锈钢脆性大，延展率比普通碳钢小，在进行加工尤其是作90或135弯折时，极易断裂。除在加工时小心进行外，在订购材料计算损耗率时，也应比普通碳钢的损耗率高出12个百分点。4防磁区不锈钢钢筋的绑扎不用扎丝（或不锈钢扎丝），而用绝缘绳进行捆扎。5防磁区梁、柱及其它部位钢筋绑扎顺序与普通碳钢相同。只是在绑扎成型后，防止彼此接触。八、结束语不锈钢钢筋应用于建筑工程比较少见。而其特殊的用途和特殊的施工方法，及因施工方法不正确而可能产生的不可挽救的严重后果。使我们有必要在本工程竣工后对其与普通碳钢施工不同之处作一个简单的介绍和总结。以便在今后遇到类似工程的施工时，有可供参考和借鉴之处。顺便提到的是，本工程在设计要求的防磁区内，除钢筋使用不锈钢钢筋外，防磁区现浇混凝土墙上予埋件及敷设在墙上的管道均要求使用不锈钢板和不锈钢钢管制作。可见其影响程度之大。
