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1、基于BIM技术的叠层橡胶隔震支座施工工法申报单位：呼和浩特铁建公司建筑安装项目部总工程师： 赵 明 申报时间： 20_年7月 目 录1.前言- 1 -2.工法特点- 2 -3.适用范围- 2 -4.工艺原理- 2 -5.施工工艺流程及操作要点- 3 -6.材料与设备- 13 -7. 质量控制- 16 -8. 安全控制- 19 -9.环保、节能措施- 19 -10.技术经济效益分析- 20 -11.工程实例- 21 -中铁六局呼和浩特铁建公司建筑安装项目部 基于BIM技术的叠层橡胶隔震支座施工工法基于BIM技术的叠层橡胶隔震支座施工工法1.前言一只船小学扬帆校区综合教学楼建设项目建设用地占地86
2、95.1，结构类型为钢筋混凝土框架结构；建筑主体地上四层，局部五层（分为A、B两区），主体地下设隔震层，地下1层。总建筑面积8538.36，地上建筑面积6683.56，地下建筑面积1854.8，主体建筑高度23m。由于本工程小学的特殊定位及甘肃的地质特点，工程结构设计为抗震设防烈度8度，工程采用隔震消能技术，在首层与地下一层之间设置层高为2m的隔震层，安装隔震橡胶支座64个，达到隔震消能的作用。本工程隔震支座为橡胶建筑隔震支座，有效直径为500mm、600mm、700mm。设计要求隔震支座埋板轴线位移及水平偏差不超过5mm，震支座安装精度是本部分施工的重点和难点。为了达到安装质量，同时积极响应
3、集团公司全面推行建筑BIM技术的精神，项目部利用BIM技术建立建筑结构模型，通过对隔震支座安装全过程进行模拟，并在施工过程中利用BIM技术辅助测量，保证了施工质量，避免了施工过程中产生的损失和延误，取得了明显的经济效益和社会效益。2.工法特点2.1通过对厂家提供的隔震器样品进行精确测量，建立1：1的BIM模型，保证数据的准确性；2.2通过BIM 技术生成的安装优化图在尺寸等细节上与实际建筑内容精确对应，大大提高生产效率与质量，避免现场加工制作及定位不准确导致的材料浪费；2.3施工方法简单适用，施工速度快，节约工期；2.4施工速度快，采用顺序施工法，支模、扎筋、预埋、浇筑、安装一气苛成；2.5不
4、额外增加施工成本。3.适用范围适用于房建工程中叠层橡胶隔震支座施工。4.工艺原理叠层橡胶支座隔震是建筑结构抗震技术中的新兴技术。由于隔震结构系统的周期变长，在地震作用下，上部结构的地震响应将大幅降低，从而可以降低上部结构的抗震设防烈度，实现在同等抗震性能水准下（与非隔震结构相比），降低构件截面或降低配筋率_省工程造价。更为重要的是，对于重要或特殊的工程结构，隔震结构明显优于常规结构体系，可以处理后者难以解决的问题（诸如对室内重要设备或非结构构件的保护、地铁车辆段上部空间的开发使用等，此类问题共同之处在于降低结构的设防烈度，而常规结构体系无法实现这一点）橡胶支座上下各有一块连接钢板，连接钢板通过
5、高强螺栓与预埋钢板连接。预埋钢板焊有锚固筋，与结构相连。（见图1）图1隔震支座结构示意图鉴于隔震支座及隔震器的安装难点主要集中在精度要求高、定位难度大等方面，本工法运用 BIM 技术，对设计图纸中的隔震器及隔震支座进行建模，通过模型准确测量隔震支座的轴线位置、标高等信息。将工艺参数与影响施工的属性联系起来，以反映施工模型与设计模型之间的交互作用。5.施工工艺流程及操作要点5.1、施工工艺流程下支墩底模支设绑扎下支墩钢筋、支设梁底模安装下预埋板绑扎隔震层底板梁钢筋支设梁、下支墩侧模与板底模浇筑梁板、下支墩砼绑扎隔震层底板钢筋下预埋板最终校正固定安装橡胶隔震支座安装支座上部连接套筒支设上支墩底模绑
6、扎上支墩钢筋、支设梁底模绑扎隔震层顶板梁钢筋支设梁、上支墩侧模与板底模浇筑梁板、上支墩砼绑扎隔震层顶板钢筋地下一层独立柱拆模隔震层施工完毕预埋板初步校正高强螺栓预拧下预埋板成品保护各方验收各方验收材料进场检验材料进场检验各方验收图2 隔震支座安装流程图5.2、操作要点5.2.1测量定位在施工现场找出标高控制线，正确给出隔震支座安装的底部标高。由于隔震支座安装于隔震下支墩顶面，因此下支墩顶部的标高和轴线的控制是安装质量的关键。根据图纸生成模型，在施工放线的过程中，利用模型的精确数据，辅助支座平面定位（图3）。并且在此过程中初步确定隔震器与支座的位置关系，通过设置辅助线和工作平面可以快速查看任意部
7、分的精确数值（图4）。图3隔震支座平面布置图图4隔震器及支座数据由于隔震支座位于建筑A、B两个建筑单元，建筑标高不同，在加上不同尺寸隔震支座和隔震器的组合关系，下隔震支座有多个不同顶标高，在放线定位过程中需要不断通过BIM模型，快速查看各个标高位置关系（图5）。 图5隔震支座标高图 在建模过程中，需要严格按照设计图纸和厂家样品数据制作，这样就可以随时随地查看隔震器及支座任意位置的标高关系（图6、图7），保证安装过程的低误差。图6标高测量图7隔震器模型图5.2.2安装隔震橡胶支座下预埋件隔震支座下预埋件的定位、安装是整个安装过程最关键的环节，其具体步骤为：1、建立隔震支座钢筋模型，并模拟隔震器的
8、安装过程，观察隔震器固定孔与预埋钢板开孔位置是否符合，并检查螺栓套筒是否与钢筋发生碰撞。由于支座钢筋设计复杂，实际操作中发生碰撞几乎不可避免，因此往往需要在后期安装过程中想方设法对已绑扎的钢筋笼进行调整，费时费力。本项目也遇到了同样的情况，但是由于已经在利用BIM模型提早发现，故提前对产生碰撞的个别钢筋进行了单独放样预制，对于预制好的钢筋进行编号存放，绑扎就位后，实际误差较小，碰撞情况得到避免，隔震器一次性安装成功。见图8-图10图8 BIM模型钢筋碰撞检查图 图9 钢筋调整图图10钢筋加工大样图2、支墩钢筋绑扎：首先绑扎并固定好下支墩钢筋，保证下支墩钢筋牢固不偏位。3、柱墩模板支设：柱墩边模
9、板的支设及加固必须在支座预埋板固定前完成以免在校核加固柱墩模板时对预埋板的定位造成影响。4、弹放标高及定位控制线：待柱墩边模校核并加固后，使用经纬仪和水准仪将建筑轴线和柱墩顶标高线（柱墩顶标高即为预埋板顶标高）同时抄测弹放在柱墩边模顶上，以便随时对预埋板的定位和标高及水平度进行检查。5、安放预埋板：将拧紧螺栓的预埋板（带套筒）从柱墩钢筋上方贯入，依据抄测在柱墩边模顶上的标高和建筑轴线对预埋板进行初次定位和临时固定。6、预埋板标高及定位调校：使用抄测在柱墩边模顶上的标高线和建筑轴线对预埋板的顶标高及定位中轴线反复进行复核，直至预埋板的顶标高及定位轴线满足规范和设计要求（需保证下支墩顶面水平度误差
10、不大于0.5%；支座安装后隔震支座中心平面位置不大于5mm，隔震支座顶面的水平度误差不宜大于0.8%）。7、预埋板固定：待预埋板标高及轴线位置调校准确后，通过连接短筋把预埋板与柱墩钢筋笼焊接固定（点焊）。图11 BIM模型辅助测量及钢筋绑扎5.2.3隔震支座下支墩混凝土浇筑按照上述步骤把所有预埋板安装完成后，开始浇筑柱墩混凝土，浇筑顺序宜按照隔震支座预埋板安装顺序逐个单独浇筑，即浇筑完成一个柱墩后再浇筑下一个柱墩。隔震支座下支墩混凝土浇筑时，浇捣混凝土工作由专人负责。施工人员需对预埋套筒的标高和平面位置复核精准，严格按照隔震支座连接板通孔的位置，当混凝土浇至柱顶面时,再次复核轴线位置和标高，在
11、混凝土初凝时，及时对隔震支座支墩顶面进行找平工作。严格控制隔震支座下支墩顶面水平度误差不大于0.5%。图12下支墩浇筑混凝土图13下支墩浇筑混凝土模拟5.2.4安装隔震支座待柱墩混凝土达到一定强度后（设计强度的70%）进行柱墩边模板的拆除，待混凝土凝固强度达到85%后开始吊装隔震支座。隔震支座的安装流程：（1）吊装支座（2）支座就位（3）支座校正（4）扭紧螺栓。由于隔震支座本身较重，待柱墩混凝土达到一定强度（85%设计强度）时才能进行吊装，且吊装须采用塔吊或汽车吊进行吊装。就位时在吊机操作司机和技术安装工人的共同配合下，隔震支座下部连接板的螺栓孔对准柱墩顶部预埋板上的螺栓孔缓慢落下（连接螺栓事
12、先卸下），并最终对准就位；松开塔机起吊绳并穿入螺栓后，由技术安装工人进行精确校正；最后扭紧下部连接板上的螺栓。图14安装隔震橡胶支座本体5.2.5隔震支座上预埋件就位及模板支撑隔震支座安装就位后，用螺栓将支座连接板与上部预埋板套筒连接，然后再支模浇筑上部结构。至此，隔震支座的安装工作就基本结束，土建施工单位即可进行隔震支座上部隔震层的施工。图15上预埋板及套筒与隔震橡胶支座本体螺栓连接图16隔震橡胶支座连接大样图6.材料与设备6.1材料机具（见表1） 材料机具 表1序号材料名称规格型号1橡胶隔震支座LRB5002橡胶隔震支座LNR5003橡胶隔震支座LRB6004橡胶隔震支座LRB7005预埋
13、板1040104025 钢板Q235A、预埋螺栓套筒Q3456预埋板92092025 钢板Q235A、预埋螺栓套筒Q3457891011预埋板高强螺栓高强螺栓高强螺栓扭拒扳手扭拒扳手80080025 钢板Q235A、预埋螺栓套筒Q345M36120 10.9级M30120 10.9级M20120 10.9级700Nm2000 Nm200Nm1000 Nm6.2材料进场检验试验6.2.1下预埋板：1、材料进场需提供合格证与检验报告；2、材料形状、尺寸、钢材种类应符合设计要求；3、预埋螺栓套筒、预埋锚固钢筋与钢板的螺纹连接应牢固，套筒内螺纹应完好；4、预埋螺栓套筒、预埋锚固钢筋不能超出钢板表面，也
14、不能低于钢板表面超过1扣；6.2.2橡胶隔震支座：1、材料进场需提供合格证与检验报告；2、隔震支座外观检验采用目视及直尺测量评定，按表2要求执行； 隔震橡胶支座的外观质量检验标准 表2序号缺陷名称质量指标1气泡单个表面气泡面积不超过50mm22杂质杂质面积不超过30mm23缺胶缺胶面积不超过150mm2，不得多于2外，且内部嵌件不许外露4凹凸不平凹凸不超过2mm，面积不超过50mm2，不得多于3外5胶钢粘结不牢（上下端面）裂纹长度不超过30mm，深度不超过3mm，不多于3外6裂纹（侧面）不允许7钢板外露（侧面）不允许3、隔震支座尺寸允许偏差检验采用直尺测量评定，按表3要求执行； 隔震橡胶支座的外观质量检验标准 表3序号缺陷名称质量指标1总高度设计值的10%2外直径或边长设计值的1%，且不大于5mm3中孔直径1.5mm4上、下表面平行度直径或短边长的1/3005侧表面垂直度支座总高度的1/1004、同型产品每150个为一批，不足150个也视为一批。对于竖向刚度、水平刚度、屈服后水平刚度（有芯型）、等效黏滞阻尼比项目进行抽检，每批不应少于3件。其中
