组合式钢管砼柱施工工法

1、高空大直径组合式“V”形钢管混凝土柱施工工法1前言组合式“V'钢管混凝土柱由两根钢管在底部成一定夹角焊接连接，组合式“V'钢管安装焊接完毕后，钢管内浇筑碎，钢管混凝土柱顶与梁相交，节点如图1所示。当今在许多大型复杂结构中组合式“V'钢管混凝土柱被大量运用，我公司在许多工程中都遇到此类结构，我们在施工中不断创新，并及时进行总结。为了使组合式“V'钢管混凝土柱的施工逐步规范化、系统化，在实践基础上，我们经过系统整理、归纳、分析，总结编制了本工法。环形埋件V型钢管混凝土柱（端部）V型钢管混凝土柱（底部）图1组石爨钢管棍辆去槐棍部和海端兼点国意图2工法特点2.1 组合式

2、“V”形钢管混凝土柱根部向两个方向制作钢管混凝土柱，在楼板碎浇筑时预埋“”形预埋件作为钢管安装时的焊接依据，从而确保了安装精度要求。2.2 在“V”形柱的根部和顶端分别要预先埋入锚接钢筋笼，本工法采用电脑放样、电脑模拟的方法保证锚接钢筋笼安装准确。2.3 组合式“V”形钢管混凝土柱一般在大型复杂结构中运用，钢管直径大，安装高度高,本工法提出了合理的吊装方法保证安装的顺利进行。2.4 本工法提出运用电脑放样、将电脑放样数据绘制出相关线在钢管上反映出来的方法保证"V”形柱根部钢管相关线下料切割的准确性。2.5 本工法提出采用高位抛落加人工振捣的混凝土浇注方法，确保钢管混凝土受力性能达到设

3、计要求。63适用范围本工法适用于安装高度高，钢管直径较大的组合式V'形钢管混凝土柱的施工,并为其他的组合式“V'形钢管混凝土柱的施工提供参考。4工艺原理4.1 钢管和预埋件的加工难度和精度要求很高，施工时采用了电脑放样、将电脑放样数据绘制出相关线在钢管上反映出来，从而解决了加工的难点和精度要求。4.2 施工时通过电脑模拟试验，并利用全站仪控制斜管上下斜率，利用经纬仪控制斜管据右位置，从而解决了斜管吊装定位难的困难。4.3 针对钢管吊装高度较高，安装位置距平台边缘较远的条件，提出采用汽车吊把钢管先吊到平台，然后采用桅杆起吊的方法。特别是斜管要插入预埋斜向钢筋笼，难度很大,施工时采

4、用一个吊钩固定两个吊耳，通过二个手拉的产调整斜管角度，从而巧妙解决了安装难题。4.4 管内混凝土采用外掺料和外加剂改善了混凝土的性能。通过高位抛落加人工振捣，确保钢管混凝土受力性能达到设计要求。5工艺流程及操作要点5.1 工艺流程预埋件制作f根部埋件及钢筋预留f“V”形柱根部相关口制作r组合式钢管安装T上端环行预埋件安装一上端管内钢筋笼绑扎f管内碎浇筑5.2 操作要点5.2.1 钢管和埋件加工(1)预埋件加工柱下端预埋件采用钢板加工成“”形，中间为2个圆形相交的孔洞，并在钢板边缘上焊接锚筋，如图2所示。“：”形预埋件加工精度要求高，几何尺寸偏差不能超过5mm,平整误差不得超过5mm,水平度误差

5、不得超1/1000,为了确保上属精度要求，预埋件的相关尺寸，采用电脑放样确定。为了防止焊接锚固钢筋时预埋钢板变形，在焊接时利用夹具将"L'形预埋件的边缘钢板固定在40mm厚的钢板上，在焊接固定锚筋时，采用对称施焊的焊接方法，确保形预埋件的加工质量图2组合柱下端埋件示意图环形预埋件加工时，同样在边缘板上焊接锚筋、中间呈圆孔，主要是边缘板的加工要根据钢管圆柱周边不同位置和不同标高才能确定，下料加工时同样采用电脑放样，确定相关线后再制作加工，制作方法与“形埋件基本相同。(2)钢管验收钢管运到现场后，用自制扇形靠尺检查钢管椭圆度，用游标卡尺检查钢管壁厚，用拉线的方法检查钢管的直线度，

6、并检查拼接焊缝超声波探伤检测报告。1.1.1 “V”形柱根部相关口制作为了确保钢管在吊装时的对准连接，要严格按相关线要求，准确加工制作“V”形柱根部的相关口。相关口制作要求几何尺寸偏差不超过5mm,相关口组合后焊口宽度偏差不超过5mm。“V”形柱根部相关口加工制作见下图所示。图3相关口制作示意图各相关口采用电脑放样，将电脑放样绘制出的相关线在钢管上反映出来，然后沿相关线进行切割制作钢管的连接段相关口。具体操作方法是，先沿管周将管外圈弹出纵向四等分线，此等分线作为绘制相关线和钢管就位的基准线。以基准线为参照线描绘各相关线。制作时立管三通相关口时，应按负误差控制，才能确保对口焊接质量。1.1.2

7、组合式钢管混凝土柱钢管安装(1)预埋件及锚接钢筋安装在浇筑钢管混凝土柱下部楼面混凝土之前，必须将“V”形柱相应的“”字形预埋件和锚接钢筋准确安装完毕首先安装就位“1”字形预埋件，再施工斜柱锚接钢筋，封“V”形柱根部梁的侧模，最后绑扎柱根部的楼板钢筋。“”字形预埋件就位前在预埋钢板上标注出相互垂直的就位轴线，在楼板的模板上也制作出相一致的轴线，安装“”字形预埋件经检查核对无误后，通过相近的梁柱钢筋焊接固定。对锚固钢筋的安装，预先用电脑计算放样，在电脑上设计出所有钢筋的位置和安装角度，按电脑设计结果到现场制作安装。要求斜向钢筋与立面夹角必须准确，所有箍筋距钢管内壁为20mm控制。在浇筑楼面混凝土时

8、，必须确保“1”字形预埋件位置、标高的准确和预埋件钢板表面的水平，混凝土振捣必须密实，同时对混凝土浇筑高度严格控制。(2)钢管吊装施工时采用汽车吊将管件及桅杆垂直运输到楼面上。通过滚杠将钢管滑移到要求安装位置，用三脚架将管件、预埋件装卸就位，采用桅杆进行钢管起吊安装。立管和斜管分别一次安装就位根据钢管的高度，采用一定高度的桅杆先吊装垂直钢管。待垂直立管焊接完成后再吊装斜管。斜管就位的难点是吊起后斜穿2.5m长锚接钢筋笼。施工时采用一个吊钩固定两个吊耳，在下端的吊耳上安装一只可调长度装置(手拉的产)。立管根部也安装一只手拉的产，通过手拉的产调整斜管的角度，使斜管顺利插入已安装好的斜向锚筋内。斜管

9、安装如图4所示图4桅杆安装斜管示意图钢管安装焊接焊接前在预埋钢板上预先坡口，对口时将钢管放在“门”字形预埋钢板的圆孔相应位置，使钢管对接准确方便，保证坡口焊的顺利进行。为了防止焊接方法不当造成焊接变形使钢管产生倾斜和偏移。根据环形焊口的特点，采用等宽焊口、相同焊接遍数，相同焊接速度、分段、对称施焊的方法进行焊接。斜管测量定位利用电脑模拟试验，将斜管上端中心坐标点引到管外边缘，作为理论定位观侧点，施工时将斜管投影中心线在斜管及楼面弹出，在楼面斜管投影中心线上标出理论观测点在此线上的投影点，并计算出理论观测点到其投影点的距离。在楼面上投影点处画出投影线的垂直线，在垂线上安装全站仪并测出其到垂足的距

10、离，确定理论观测点的视角。在斜管中心投影线上安装径纬仪。利用全站仪控制斜管上下位置，利用经纬仪控制斜管左右位置。斜管测量定位如图5所示。轴线坐位点钢管钢管生观测点、一*经纬仪/投影点Iz图5斜钢管测量定位示意图斜钢管支撑制作与安装由于斜管较长，在拆除桅杆之前须对斜管进行临时支撑和拉杆固定。在斜管1/2高度位置焊接水平拉杆，变"V'形成三角形。斜管下支撑用2个DN200ffl管组成八字形撑脚，支撑位置距管顶不超过6m确保了浇筑混凝土时斜管的安全与稳定。用钢管作支撑时，钢管与斜管交接处，按相关线切割后进行施焊。在垂直支撑的底部用14mmff钢板铺设在楼板框架梁位置。在承受支撑力的

11、梁的下层相应位置增加加固支撑，确保楼面结构安全。上端环行预埋件安装在垂直立管和斜管安装后，进行钢管混凝土柱上部斜梁施工，斜梁下部安装环行预埋件，使钢管的端部通过环形埋件焊接与混凝土斜梁固定。1.1.3 管内混凝土施工（1）混凝土等级和配合比设计混凝土宜选用高性能砼且必须符合设计要求。对于C40混凝土，每m3材料用量为：PO42.5水泥410kg、2.5江砂688kg、5-31.5石子1077kg、JM-8外加剂6.44kg（具有缓凝、泵送和高效增强作用卜水175kg,II级粉煤灰50kg、聚丙烯纤维（丹强丝）0.8kg。（2）管内混凝土浇筑 采用泵送混凝土输送到位，先浇筑垂直立管混凝土，后浇筑

12、斜管混凝土，直管内混凝土分两次浇筑完成，第一次先浇筑到管顶锚接钢筋以下，然后安装钢管顶端锚接钢筋，进行第二次浇筑到斜梁底部。斜管内混凝土分三次浇筑，第一次浇筑到斜管支撑部位，三天后再浇筑斜管支撑部位到锚接钢筋下的混凝土，然后安装斜管顶端锚接钢筋，再进行第三次混凝土浇筑到斜梁底部。 采用高位抛落振捣法。混凝土用输送泵自钢管上口灌入，根据钢管的高度，特制插入式振捣器进行振实。在钢管横截面内分布三个振捣点，使振捣棒的影响范围全部覆盖管内混凝土面，每次振捣时间不少于60s。混凝土一次浇筑高度不得大于2ml钢管内的混凝土浇筑工作要连续进行，为保证浇筑质量，操作人员及时在管外用木槌敲击，根据声音判断是否密

13、实。 在浇筑垂直立管混凝土时，混凝土会从斜管叉口进入斜管内，随着立管混凝土的浇筑高度升高，斜管内的混凝土也随着上升，根据施工时用木槌敲击斜管，斜管内混凝土上升到2m左右就基本稳定。待垂直立管混凝土浇筑到梁底后，再进行斜管内混凝土浇筑。6材料6.1 钢材及焊接材料应按设计的要求选用，其性能和质量必须符合国家标准和行业标准的规定，并应出具质量证明材料。6.2 碎宜采用高性能碎，强度达C4060;水泥应选择52.5水泥且符合国家和行业标准的规定；粗骨料通常使用二次破碎石，连续级配531.5,含泥量01.0%;细骨料选用洁净圆形颗粒的天然河砂，细度模数直选用2.5,含泥量01.0%;外加活性掺料选用粉

14、煤灰，掺量在25内；化学外加剂应符合现行国家标准混凝土外加剂规定，推荐使用JM-m。7机具设备机具设备配置如表7-1所示：表7-1机具设备一览表序号名称规格用途备注1混凝土输送泵30m3/h输送混凝土根据现查具体情况配制2混凝土运输车6m3/车运送混凝土根据现查具体情况配制3汽车吊钢管吊装根据现查具体情况配制4焊机钢管及埋件制作安装根据现查具体情况配制5插入式振动器混凝土振捣根据现查具体情况配制6全站仪SET2010控制桩定位1台7氧乙燃气割设备钢管及埋件制作8桅杆钢管吊装根据现查具体情况配制8、劳动组织和安全8.1 劳动力组织根据各工序施工工艺要求，本工法每施工段所需工种、人员数量和技术要求

15、构成如下：8.1.1 管理人员表8-1管理人员一览表序号管理人员数量职责备注1现场指挥1施工中各种事务协调处理2技术负责人1技术指导及监督3安全员1负责施工安全监督检查4顾里贝1负责工程质量监督检查5测量2施工测量放线及复核8.1.2 操作人员（按一根柱计算）7表8-2操作人员一览表序号工种数量职责备注1电焊工4“V”形柱钢管制作安装2钢筋工2钢筋制作、绑扎3混凝土工10混凝土浇筑4汽车吊司机15吊车指挥26机械工2输送泵司机及桅杆8.2安全注意事项1）所有用电设备及配电柜应安装漏电保护装置，并张贴安全用电标识，严禁无电工操作证人员进行电工作业。定期进行安全用电检查，不符合要求的立即整改。2）

16、各种设备必须严格按安全操作规程进行操作，严禁违章作业。3）定期对各种设备进行调试、保养和维修，保证施工设备安全可靠。4）桅杆吊必须经过严格计算，确保安全。5）吊装工作开始前，应对吊装设备以及所用索具、卡环、夹具、卡具、锚碇等的规格、技术性能进行细致检查或试验，发现有损坏或松动现象，应立即调换或修好。起重设备应进行试运转，发现转动不灵活、有磨损的应及时修理；重要构件吊装前应进行试吊，经检查各部位正常后才可进行正式吊装。9、质量要求9.1 钢管加工的精度要求是：椭圆偏差不超过5mm壁厚偏差不超过1mm弯曲度不超过1mm/m全长弯曲度不超过10mm9.2 组合式“V'形柱的焊接质量要求满足钢

17、结构结构施工质量验收规范（50205-2001）规范要求，所有焊缝要求全焊透，要求焊口百分之百作超声波无损探伤检测，所有焊口焊满后将高出母材部分打磨与母材齐平，每组钢管制作长度不允许出现负误差。9.3 钢筋的品种和质量必须符合设计要求和有关标准的规定，钢筋表面应保持清洁。9.4 结构混凝土的强度等级必须符合设计要求，严格执行混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）及其他相关规范的要求。10、效益分析以南京奥体中心主体育场为例分析效益如下：南京奥体中心主体育场26.2m标高以上共有16组32根钢管混凝土柱，每组钢管混凝土有一根垂直立柱和一根斜叉柱。构成组合式“V”形钢管混凝土柱。本项目包括钢管混凝土柱的下料、加工、吊装和混凝土的高位抛落施工等内容工程总造价220万元。实耗人工及机械费41万元，材料及运输费120