简述矩形钢管混凝土结构施工技术.doc

简述矩形钢管混凝土结构施工技术摘要：论矩形钢管混凝土柱在成都仁恒置地广场工程中的应用，从施工现场模拟试验、检测结果，简述矩形钢管混凝土施工关键技术, 为同类建筑工程提供参考。关键词：制作 焊接 柱脚灌浆 混凝土浇筑 检测1、工程概况成都仁恒置地广场工程属综合性建筑，位于成都市锦江区，由两座塔楼组成，最高顶标高180米、39层，总建筑面积212481.82m2。矩形钢管混凝土柱全高168.7米，矩形钢管最大截面1200*600、最小截面400*400，上下分32节施工，累计施工802棵柱子。 2、矩形钢管混凝土在仁恒置地广场工程应用仁恒置地广场工程根据建筑功能要求、建筑平面布置、施工场地状况，结合当前建筑技术、建筑 产业发展方向，采用矩形钢管混凝土结构，即由钢框架梁 、矩形钢管混凝土柱与钢筋混凝土筒体所组成的共同承受竖向和水平作用的混合结构高层建筑。 2.1钢管混凝土结构特征备了钢管和混凝土两种材料性质的组合结构材料。混凝土填充钢管柱可以抑制钢管的局部纵向弯曲，充分发挥钢管的力学性能，同时，芯部混凝土受到钢管的强大横向约束而大幅度提高其强度和刚度。2.2钢管混凝土的特性钢管混凝土柱的抗压和抗剪承载力高，可高于钢管和混凝土二者之和；钢管混凝土柱截面比钢筋混凝土柱可减少 40以上，轮廓尺寸也比钢柱小，扩大了建筑物的使 用空间和面积：柱子截面减小，自重减小，刚度减小，延性好，有利于结构抗震：钢管壁薄便于选材、制造加工，是施工最为快 捷的建筑结构：钢管砼柱内的混凝土可大量吸收热能，其耐火性优于钢柱，从而比钢柱可节省耐火涂料50以上；钢管混凝土具有的核心混凝土三向受压特性，利于高强度混凝土安全可靠应用。2.3管内混凝土的选取钢管混凝土的钢管对核心混凝土有约束作用。矩形截面长宽比越大，钢管对混凝土约束作用越小。因此，随着矩形 截面长宽比增大而考虑套箍系数减小即混凝土工作承担系数减小是合理的。混凝土强度常用 C30C70，强度越高价格也越高，为此本工程主要采用膨胀砼C70、C60、C55、C50、C45、C40。3、矩形钢管混凝土关键部位施工要点及施工工艺矩形钢管混凝土结构的制作和施工应符合矩形钢管混凝土结构技术规程CECS159-2004的规定外，还应符合钢结构工程施工质量验收规范GB50205和混凝土结构工程施工质量验收GB50204的规定。3.1.矩形钢管混凝土柱施工工艺矩形钢管柱深化设计与制作 矩形柱的定位与柱脚预埋件的固定矩形钢管柱的安装柱脚人工灌浆柱脚灌浆检测 上一节矩形钢管柱安装焊缝检测矩形钢管柱内砼浇筑矩形钢管柱内混凝土密实度、混凝土强度、与钢板粘结强度等检查。3.2.矩形钢管的制作与焊接3.2.1钢管柱制作工艺流程 原材料检验一下料切割坡口一钢板管的卷制一钢管焊接一节点部件焊接一钢管柱组焊一钢管柱直缝、环缝超声波探伤一防腐防火涂装3.2.2制作技术要点(1)原材料检验：钢板表面不得有结疤、裂纹、折叠及严重锈蚀。出厂时应具有质量合格证明或机械力学性能报告。(2)下料、切割坡口：下料前，先通过试焊确定钢管对接焊缝收缩余量，在下料时一并考虑。根据钢管展开尺寸在钢板上划线，用自动气割机切割并采用V型坡口。钢管现场对接端采用外坡口，其余内坡口角度60。5。节点部件要制作样板，经检验合格后按样板分块尺寸划线下料，所有部件清除割渣并矫正气割变形。(3)钢板管的卷制：卷板管加工后的几何尺寸正确与否，直接影响到安装与焊接的质量，任何压头过弯锥形、鼓形、束腰边缘不变、梭角凹凸都设及到焊接质量，而最终影响整个结构的质量。为保证卷过程中的质量必须作到：卷制前必须清除干净钢板上的杂物，如块头、氧化皮、毛刺、焊疤等。保持卷辊上的干净，特别是焊疤，以防划伤钢板表面，及时清除卷制时被剥落丢下的氧化杂物。如板材有拼接后再进行卷制的钢板，拼接时，表层焊缝不易先焊待卷制好后与现有的焊口再一起施焊。(垒)点焊时焊缝不易过长、过厚，只要保证不开裂就行。加工完毕后的钢卷板管几何尺寸应符合要求。（4）钢管柱拼接：柱子拼接中，施焊点应与混凝土保持一定的距离，以防消减混凝土强度。3.2.3制作准则矩形钢管柱的制作应符合矩形钢管混凝土结构技术规程CECS159-2004、气焊、手工电弧焊以及气体保护焊接坡口基本形式和尺寸GB/T985-1988、埋弧焊焊缝坡口形式和尺寸GB/T986-1988、建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002以及钢结构工程施工质量验收规范GB50205的规定。3.3.安装柱脚预埋件并固定3.3.1在预埋钢柱螺栓时，应弹出十字中心线和控制线，并对预埋螺栓的精确度进行核实。在固定螺栓时采用上下定位模具与螺母进行定位，同时采用斜撑进行固定。在吊装时柱基础节就位后，采用全站仪配合经纬仪、水准仪及吊线监测方法进行三维高效测量定位，从而精确地确定矩形钢管混凝土柱的水平位置和垂直度。3.3.2固定地脚螺栓：当钢管柱的垂直度满足要求后，将地脚螺栓提升至法兰盘孔洞处，接着用扳手将螺帽固定在螺栓头上。 3.3.3校正微调垂直度：待砼强度达到70以上后，利用扳手旋动法兰盘上下的螺帽，进行钢管柱的垂直度校正及微调工作。直至柱的垂直度符合要求。3.4.柱脚灌浆型钢柱脚通常采用埋入式构造，但是本工程设计采用了预埋螺栓构造形式。柱脚底板与基础承台而两者净距只有70mm，为保证两者之间紧密结合，确保柱上部所有承受设计荷载，采用了自流平高强度微膨金刚砂灌浆料进行施工，但是施工时必须高低位进行流淌，使需要密实部位达到一定压力。灌浆完毕后。将地脚螺栓与螺母焊牢。3.5混凝土的施工3.5.1、混凝土配合比的设计是矩形钢管混凝土柱施工成败关键之一。开工前必须进行多种试配实验，试配中值得重视是掺入高效膨胀剂的量和型号，否则将会混凝土强度与混凝土膨胀系数相对立，造成混凝土强度不足或者膨胀系数不够等，所以试配过程中必须保证混凝土的强度、膨胀系数，稳定性、抗腐蚀性，缺一不可。细骨料含泥量应小于1.0，粗骨料515mm连续粒径，膨胀剂掺量，控制14天的限制膨胀率值为2.010-42.510-4。混凝土配制过程严格按混凝土配合比通知单下料，严格控制混凝土的配料顺序。投料时要确保原材料品种使用无误，计量允许偏差不得超过下列规定：水泥、掺合料、为1%；粗细骨料为2%；外加剂为1%。严格控制水灰比，定时检测砂石含水率，每班不少于4次，发现砂、石含水率变化时应及时调整配合比。3.5.2、矩形钢管柱和梁安装完毕检测合格后方可浇筑矩形钢管柱内混凝土。混凝土自上往下施工，采用地泵输送塔吊配合的方法浇筑混凝土。3.5.3、混凝土浇筑前搭设操作防护脚手架和支设混凝土泵管，做好一切准备工作；3.5.4、施工顺序：现场准备工作就绪 溜管安装 浇筑100200 同柱子标号混凝土砂浆 一次浇筑10001500混凝土 采用特制超长振捣器振捣混凝土 每次放料高度不大于1.5米且振捣 敲击法检查混凝土密实性 换短溜管 第三次放料振捣同上方法浇筑柱顶1000500 封闭柱子顶混凝土浇筑口，进行养护。3.5.5、以12米高柱子浇筑为例，当浇筑柱最下段1 3米时，先安装9米的溜管，待混凝土浇筑高度至柱最下段4米左右时，改换6米溜管；最后可以直接使用喇叭斗放料浇筑至柱顶保留1000500下节柱浇筑。3.5.6、混凝土应分层浇筑、振捣，分层厚度应1500mm振捣采用加长型（15m）振捣棒，棒中标有尺度，并要求先插入振捣棒，以确保从源头上切实提高钢管内混凝土的密实度。混凝土振捣过程中重点振捣梁柱核心区和加劲板位置，中间段适当振捣严禁过振，防止混凝土胶凝体中石子下沉不均。振捣时应快插慢拔，沿梅花形插点振捣，逐点移动，按顺序进行，不可漏振。振动时间每点控制在1030s，以混凝土表面已呈现浮浆及石子不再沉落，不冒出气泡为止。混凝土浇筑至内环肋板时，应沿内环肋板方向加强振动，使混凝土内气泡通过内环肋板排气孔排出，防止肋板下气泡聚集使混凝土产生空鼓。4、 矩形钢管混凝土柱的检测方法4.1、认真对矩形钢管柱的检查检测是保证结构整体质量的关键，采用传统的敲击法进行全检是非常重要的一步。检查时敲击点的间距不宜大于300mm，敲击时声音出现异常的找出缺陷位置，圈出缺陷进一步采用超声波检测。我们在成都仁恒置地广场工程中，为了确保工程质量同时为了本工法提供更精确的数据，委托工程检测中心对每节柱年均采用了超声波检测，均能满足设计和规范要求。 4.2、如在检测中出现钢管混凝土存在不密实、空洞等缺陷，必须采用局部钻孔压力注浆再进行复检，合格为止。5、模拟试验施工前制作模拟柱子，模拟柱子的构造与实际保持一致，对采用不同型号的混凝土和不同浇筑的方式进行破坏性检查和检测，为下一步正式施工提供更可靠的数据。6、结束语随着建筑事业的发展和施工技术的不断发展，施工经验也在不断积累。我们通过模拟试验和其他类似工程的施工，以及在成都仁恒置地广场工程应用中，委托工程检测中心对所有矩形钢管混凝土柱进行全检，混凝土强度、密实度等各指标均符合设计与规范要求。参考文献：1. 2