钢管混凝土结构施工技术的应用分析

1、 钢管混凝土结构施工技术的应用分析 摘要：混凝土有着较高的抗压强度，但其抗弯性能较差。钢材有着良好的弹塑性和抗弯能力，但在受压情况下容易出现轴向失稳问题。因而，施工期间可以将两者结合起来使用，确保二者的优势能够得到充分的发挥。本文首先对钢管混凝土的结构特点做出分析，并进一步研究钢管混凝土结构施工技术的应用要点。关键词：钢管混凝土；结构特点；施工技术1引言作为一种新型的组合结构，钢管混凝土结构应用期间需要将混凝土填入到钢管内部，确保钢材、混凝土的优势得以发挥。钢管混凝土的承载能力强、抗震性能好、施工环节相对便利。目前，该结构在工程施工过程中得到了广泛的应用。2钢管混凝土的结构特点2.1承载能力高

2、钢管混凝土结构受压期间，因为混凝土与钢管的泊松系数存在一定的差异。随着荷载强度的不断增大，外部包裹着的钢管将会由原来的弹性状态逐步变为塑性状态，这一期间，泊松系数将会从原来的0.283增长到0.5，并保持泊松系数不变；对于混凝土而言，泊松系数将会从原来的0.2左右增长到0.5并持续增大。荷载增加期间，外部的钢管将会对内部的混凝土起到紧箍作用，使得混凝土与钢管都处于三向应力的状态，这就使得钢管混凝土结构的变形能力与抗压性能大大提升。因而，在承载能力方面，钢管混凝土结构要明显优于混凝土结构。2.2延性好一方面，试验数据表明，即便在轴向方向将钢管混凝土结构压缩为原长的2/3，结构依旧能够保持相应的承

3、载能力，但此时结构表面已经出现了褶曲问题，这也说明了该结构有着良好的塑性。另一方面，试验表明在受到压、弯、剪循环荷载的作用下，该结构的水平力和位移之间的滞回曲线仍然可以保持饱满的状态，因而结构有着良好的吸能效果，施加荷载期间基本不会发生刚度退化的问题。此外，由于钢管与混凝土之间存在着相互作用，因而破坏状态主要以塑性破坏为主。2.3抗震性能良好在受到动荷载的作用下，由于钢筋混凝土结构的延性、吸能性良好，使得结构的抗震性能大大提升。另外，钢筋混凝土结构有着良好的局部稳定性，不会受到地震荷载而出现脆性破坏的问题。2.4施工便利具体施工期间，外部的钢管结构可以发挥骨架作用，承担相应的结构重量与施工荷载

4、。其次，施工过程中不会受到混凝土养护时间的限制。相比于钢结构而言，钢筋混凝土结构的零件相对较少，并且钢管制作时的焊缝较短，因而施工过程中可以利用插入式柱脚降低施工的复杂性。此外，相比于钢筋混凝土柱，钢管可以发挥模板的作用，在开展混凝土浇灌工作时免去了支模、拆模等环节，极大的节省了施工成本。另外，钢管属于“钢筋”的范畴，它的应用可以改善结构的纵向受拉、受压性能，并且在横向上还能起到箍筋的作用。2.5耐火、耐腐蚀性能良好相比于钢结构而言，钢管混凝土的耐火性更好，这主要是由于钢管内部填入了混凝土，它能吸收大量的热能，并且混凝土的比热大、导热系数更低。因而，在发生火灾时，结构的耐火时间更长。此外，由于

5、钢管内部浇筑了混凝土，使得钢管的外露面积降低，因而在进行结构防腐处理时可以降低防腐费用。3钢管混凝土结构施工技术的应用研究在钢管中填充的混凝土大多属于普通混凝土的范畴，但是混凝土的强度等级不宜小于c30。施工期间，要重点做好钢管制作、吊装、拼接以及混凝土的浇筑等工作，并严格控制好内部混凝土的泌水、空鼓等问题。3.1钢管制作技术其一，如果施工所用的钢结构采用手工焊接和滚床卷管技术，要借助直流电焊机等设备做好钢管的反复焊接。其二，要确保施工期间钢板压延方向与圈管方向保持一致。其三，要做好油渍、杂物的清理，对于钢管内部存在的污物进行及时的清理，进而提高钢管内壁与核心混凝土之间的粘结效果。其四，在开展

6、卷板施工期间，要严格保证管端平面与管轴线保持垂直。钢管卷制过程中，要保证管轴线与坡口端保持垂直。其五，施工过程中会用到不同型号、不同板厚的钢材，焊接工作中要严格控制好坡口质量，并对钢管制作质量进行严格的检查，做到万无一失。3.2钢管拼接组装技术一方面，在开展大直径钢管的焊接工作时，需要在钢管的外壁焊接附加钢筋，这样一来，就可以起到临时固定的重要作用。另一方面，在进行小直径钢管的焊接工作时，首先要使用点焊定位，之后还要保证固定点的间距满足300mm的要求。此外，在对肢管进行对接时，要将间隙控制在0.5mm到2mm之间，进而抵消收缩变形作用的影响，具体焊接期间，要严格做好小裂缝的控制与处理，针对小

7、裂缝部位要及时铲除并重焊。另外，要对钢管的对接工作引起重视。施工过程中可以采用分段施工技术，提高钢管的对称性。最后，对于腹杆、肢管的焊接，要加强对焊接尺寸和角度的控制。如果需要在管内的连接处设置附加衬管，也要对其焊接效果进行严格把控。焊接环节结束之后，要对钢管的整体焊接质量做出全面的检查，并切实做好防腐工作。3.3钢管柱吊装技术在开展吊装工作期间，要重点注意以下问题：首先，要做好钢管上端口的密封，防止雨水、杂物掉落到管内。其次，吊装过程中要做好现场各部门的协调，防止吊装顺序不合理而引发的变形问题。此外，还要结合钢管的强度指标以及稳定性情况，做好吊点位置的选择。吊装工作结束后，要对钢管吊装质量做

8、好检验和校正。3.4钢管混凝土浇筑技术3.4.1高位抛落无振捣技术如果施工期间所用混凝土的水灰比低于0.45，并且混凝土中粗骨料的粒径介于5mm到30mm之间，混凝土的坍落度大于150mm，那么可采用高位抛落无振捣技术进行施工。具体施工期间，首先要确保浇筑环节的连续性。其次，采用高位抛落无振捣技术的钢管管径不应低于350mm，高度要超过4m。如果混凝土的抛落高度低于4m，那么要利用内部振捣器做好振捣工作，振捣时间要控制在30s到45s之间。随着振捣工作的不断推进，当混凝土到达钢管的顶部位置时，要等到混凝土的强度满足设计要求之后，才能开展封焊工作。混凝土下落过程中，为了保证内部的空气可以顺利的排

9、出，需要将混凝土每次抛落的方量控制在0.7m3上下。浇筑工作结束后，需要使用敲击的方法对浇筑质量做出初步的判断。一旦发现混凝土内部存在缺陷，要利用超声脉冲技术对混凝土的浇筑质量进行严格的检测。3.4.2立式手工浇灌技术混凝土浇筑过程中，如果所用粗骨料的粒径在10mm左右，混凝土坍落度在20mm到40mm之间，并且水灰比低于0.4，那么可以采用立式手工浇灌技术。具体施工期间，如果钢管管径不超过350mm，需要使用外部振捣器做好混凝土的振捣工作。随着混凝土浇筑部位的不断变化，要对外部振捣器的位置做出实时的调整。需要注意的是，振捣时间不能低于1min。如果钢管的管径超过了350mm，应当使用内部振捣

10、器进行振捣，振捣时间要控制在30s到45s之间，并且每次的浇筑高度不能超过2m。3.5混凝土泌水空鼓问题的处置由于施工过程中的钢管密闭性较好，因而混凝土内部的水分无法及时的析出，再加之振捣因素的影响，使得钢管内部的粗骨料发生下沉问题，进而导致砂浆层与泌水层分离。为避免此类问题的发生，首先要做好混凝土坍落度的调整；其次，在无气泡泛出的情况下，才能停止振捣工作，振捣期间要由专人做好管理与监控。4结束语在进行高层建筑以及基础设施的建设工作中，钢管混凝土结构有着广泛的应用。具体施工期间，要加强对钢管制作、焊接以及混凝土浇筑效果的把控，进而提升钢管混凝土结构的整体施工质量。参考文献：1张利纳.浅析钢管混凝土主桥系杆拱顶推施工要点j.建筑知识,2018(2):22