超高大直径斜向弧形钢管混凝土柱施工技术.pdf

190工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工（接上页）凝土强度达到预设 9 成以上，开始进行预应力初拉作业。在张拉到预设 20%的强度以后，对千斤顶活塞外露长度进行记录，然后进一步张拉到预设值，对伸长值进行计算。2.6.4 预应力张拉作业当箱梁弹性模量达到 100%的强度，且混凝土的强度达到预设值以后，进行终张拉作业。待张拉力达到预设强度，保持 3min 的荷载，对千斤顶发生的活塞外露值进行计算。按照两次结果，计算出张拉束产生的实际伸长值。若伸长值与预设值误差大于 7%，要对产生误差的原因进行查明，并采取相应切实可行的应对处理措施。3 结束语本文以某高速公路大桥 55m 跨径预应力连续等截面箱梁施工为工程背景，运用盘扣式满堂支架法开展箱梁的现浇施工，并分别对支架设计、预压、混凝土浇筑以及预应力张拉等项目设计与施工技术关键环节进行分析论述，有效增强了项目施工的安全合理性。在项目施工中，对于出现的误差要及时查找原因，并进行补救，以为项目施工的质量、安全提供保障。参考文献1 王雪松.预应力混凝土简支箱梁施工技术 J.交通世界,2020(11):99-100.2 付佳佳.简支箱梁支架现浇施工技术 J.建筑技术开发,2019,46(10):63-64.2 施工中的重点、难点分析第一，项目整体结构中间为直径为 13m 的超高层混凝土核心筒，外面布置 12 根弧形钢管柱构件，钢构件从地面逐层收向中上部收缩后又慢慢发散，造型复杂，施工难度大。第二，超高大直径斜向弧形钢管柱的设计制作与吊装工作量大，对空间安装定位要求精确，对焊缝检测质量要求高。第三，弧形钢管混凝土柱结构施工时，劲性骨架承担施工阶段荷载和结构自重大，对承重材料性能要求高。第四，超大直径斜向弧形钢管柱结构特殊，混凝土浇筑困难，容易出现混凝土离析分层、孔洞、裂缝等质量问题。3 施工流程控制要点施工工艺流程为：施工准备钢管分段设计与制作1 工程概况湖北省荆州市新一代天气雷达迁建项目地下 1 层结构层，地上 38 层构筑物，结构形式为钢管混凝土柱框架-核心筒结构，房屋总高度为 118.35m，结构设计使用年限为 50 年，建筑物安全等级为二级，抗震设防烈度按六度设防。工程结构类型为钢筋混凝土框架剪力墙结构、钢结构，中间是直径为 13m 的混凝土核心筒，外面围绕 12 根弧形钢管柱构件。从平面图看，呈圆形平面；从立面看，钢构构件从地面逐层收向中上部收缩，到 31 层开始又慢慢发散，呈现出像奖杯形状。12 根钢管柱直径由最底层的 1450mm，往上慢慢缩小至直径 400mm，钢管柱内灌注 C35 等级的混凝土。钢结构部分主要构件是钢管柱、环梁、钢梁，钢材主要为 Q235B。超高大直径斜向弧形钢管混凝土柱施工技术马加（广西建工第一建筑工程集团有限公司，广西南宁530001）摘要：结合湖北省荆州市新一代天气雷达迁建项目，从设计制作、吊装安装、混凝土浇筑等方面，对超高大直径斜向弧形钢管混凝土柱的施工工艺及技术难点进行分析，阐述施工流程各控制要点，解决了弧形钢管柱安装和高空施工作业安全问题，使弧形钢管柱体现出原设计效果。关键词：超高；大直径；斜向；弧形；钢管混凝土柱CM&M 2023.04191钢结构安装钢管柱、钢梁与环梁安装钢结构的焊接与检测超高大直径弧形钢管柱分段浇筑养护与检测检查验收。3.1 施工准备在施工准备阶段，安排好相应人员做好前期工作，工作协调、对接要提前落实到位。施工前，编制好钢结构施工和混凝土灌注专项施工方案，作业人员根据施工方案按部就班进行各项前提工作的开展。审核结构图纸，确认钢结构图纸有无设计漏洞，确保钢结构工程各部位构件标高、尺寸标注、轴线定位是否清晰、准确，发现问题及时向设计单位反馈。3.2 钢管分段设计与制作钢结构的加工制作以设计图纸为基础，考虑现场布设的塔机吊装能力、制作工艺、现场布置等情况，将钢管混凝土柱进行分段设计、制作。钢构件加工制作好后运至施工现场，项目部组织人员进行验收，验收重点主要是钢构件的截面尺寸、构件长度、临时连接板规格及构件加工制作的成品质量。3.3 钢结构安装斜钢管柱安装时采用钢管搭设施工操作平台，横向间距 1.2m，纵向间距 1.5m。沿立面设置斜向撑杆，在距连接面下 1m 的高度设置操作平台，平台铺满木方板，四周设护栏，安装上人爬梯供人员上下平台。本工程的钢构件主要为钢管柱、钢梁、环梁等，钢材主要为 Q235B。钢结构吊装分两个阶段进行，即 17 层（50.40m）以下用 150t 汽车起重机，17 层以上采用塔机吊装。汽车起重机型号为 QY150H，最大额定起重量 150t，最小额定幅度3m。塔机型号为 TC6515。吊装时采用双点起吊，吊索夹角为 60。构件质量在 4t 以上时，吊索采用 38mm 钢丝绳（637+1）纤维芯钢丝绳，卡环采用 GD7.5 型。构件质量在 4t 以下时，吊索采用 32mm 钢丝绳（637+1）纤维芯钢丝绳，卡环采用 GD4.5 型。每安装一节钢管、钢管柱前，根据设计图纸，测量定位钢管柱的标高和设计角度1。安装完成后，测量柱顶的绝对标高，根据测量结果控制下一节钢管柱的标高。如与设计标高不符，及时做出校正。弧形钢管柱通过测量、观测，测算其是否达到设计角度，如有偏差按设计图纸要求及时做出校正。3.4 钢管柱、钢梁与环梁安装为了形成稳定的、安全的结构体系，吊装的顺序按照钢管柱钢框梁水平圆管环梁依次进行。钢结构安装时，先焊接耳板，然后按照构件吊装，吊装完成后校正，位置正确后拧紧的施工顺序进行流水施工2。在主塔结构施工时，在楼梯处留置施工洞，作为施工人员进出通道，并在进出通道两侧焊接防护架。3.4.1 钢管柱的吊装吊装前，在起吊场地与钢柱一起绑好安全爬梯、防坠器、缆风绳等，核对钢管柱的定位轴线和构件编号，试吊安全后再起吊。在每一根柱子上端用定制卡箍卡好成品操作平台。用于上下柱子连接螺栓紧固平台,也可用作钢框梁与钢管圆柱子的连接螺栓紧固操作平台。钢管柱吊装采用两点起吊，吊索的吊环穿过钢管柱的耳板，吊索与钢管柱平面形成 60的夹角3。钢管柱吊装至设计图纸位置后，拧紧钢管柱对接接头处的临时固定螺栓，防止钢管柱由于吊装晃动将螺栓扭断。将钢管柱固定后，拉设缆风绳与地锚固定。吊装时，必须待连接板、缆风绳固定后才能松开吊索。复核钢管柱的标高和垂直度，确保钢管柱顶部位置准确。3.4.2 钢梁吊装钢梁吊装时，采用预留吊装孔或焊接的吊耳作为吊点，塔机钢丝绳穿过吊耳。吊装完成后，要将吊耳割掉并将切面打磨光滑。钢梁在钢管柱整体校正后方可安装，与钢管柱采用临时螺栓进行连接固定。吊装至指定位置后，按照设计图纸和规范要求对高强螺栓进行初拧及终拧。3.4.3 钢环梁的吊装及安装钢环梁吊装到指定位置后，按照梁起拱的要求、环梁的正反方向进行安装，严格控制钢管柱上的连接轴线4。安装长度较长的环梁时，采用冲钉打紧环梁两端的螺栓孔，对正后采用普通螺栓拧紧。环梁安装完成后，测量校正梁的标高和水平度，保证其安装精度。3.5 钢结构的焊接与检测现场钢结构焊接，采用二氧化碳药芯焊丝气体保护焊和手工电弧焊相结合的焊接方法，焊缝设计等级为一级焊缝。电焊设备等采用悬挂式可移动平台存放，以便调整平台位置。水平构件和竖向构件节点之间的焊接顺序，按照“对称均匀向周边扩展”的方式进行焊接5。竖向构件对接处的焊接，采用对称同时施焊的方式。焊接过程中，严格按照正确的焊接方式进行施工，防止出现漏焊、缺焊、外观缺陷等。焊接完成后，要对焊缝进行验收，合格后方可将焊接辅助技术措施拆除。将焊接部位进行修补打磨，对焊缝进行无损检测，检测合格后涂刷防锈漆和保护漆。3.6 超高大直径弧形钢管柱分段浇筑超大直径斜向弧形钢管柱的混凝土浇筑前，先根据钢管柱的高度划分施工段，分段浇筑混凝土。利用弧形钢管柱本身的斜度，作为混凝土流动的溜槽，从上往下浇灌，浇筑完一节后再安装上面一节的弧形钢管柱。做完焊缝检测合格后，方能进行此节弧形钢管柱的浇筑，施工顺序依此循环进行。3.6.1 混凝土配合比的设计大直径圆弧形钢管柱内混凝土导管浇筑法施工采用商品混凝土，采用塔机料斗运输。对于直径 1450mm 钢管柱，浇筑自密实混凝土。浇筑完自密实混凝土后，再浇筑普通混凝土。利用工具将振动棒送入可以触及的钢管柱底部，逐层逐段进混凝土进行振捣，以达到混凝土密192工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工参考文献1 颜勤琴,韦达,朱圆葵,等.大直径钢管柱混凝土顶升施工技 术 J.建筑技术,2022,53(6):729-731.2 陈娇芳.大直径圆柱混凝土施工质量控制 J.四川水泥,2021(3):22-23.3 费亚强,陈志达,张元.大直径筒仓钢筋混凝土锥斗模板的设 计与施工 J.建筑施工,2020,42(6):990-993.4 李洪斌,邓军,董志良.深水中大直径圆柱外包混凝土施工技 术 J.施工技术,2020,49(6):100-104.5 程成.大直径混凝土灌注桩桩身质量检测方法探究 J.江西建 材,2021(4):42-43.6 秦明强,程书凯,胡骏,等.动水条件下大直径桩基混凝土配 制技术研究 J.公路,2020,65(12):177-181.实的效果6。钢管柱内每隔一定距离便设有加强横隔板，因此需将混凝土坍落度控制在 120mm 左右。混凝土的初凝时间根据混凝土的运输距离、现场浇筑时间综合考虑。3.6.2 弧形钢管柱浇筑前准备工作在混凝土浇筑前，钢结构工程的支撑梁、环形梁需安装完毕，安装工程等相应项目已按验收规范要求完成，且焊缝经第三方检测公司检测并出具了检测合格报告。对弧形钢管柱管内垃圾、杂物进行清理，确保管内积水与杂物清理干净。钢管柱结构在工厂加工制作时，在每个加强横隔板底的柱对角四侧的位置开设排气孔，尺寸为 5mm，保证横隔板底部的混凝土的密实度。3.6.3 混凝土浇筑与振捣开始泵送混凝土时，缓慢压送入料斗，根据管内混凝土上升高度暂停或继续泵送混凝土，防止泵入钢管柱内混凝土超高、振捣不及时或振捣不到位，造成混凝土质量无法达到要求。浇筑混凝土分层连续进行，最大浇筑厚度不大于 500mm。钢管柱内施工缝留置在钢管柱下沿接口 300500mm 处。导管预先在空场地上连接拼装到所需长度后，用塔机垂直吊运入矩形钢管柱内。浇筑前将导管下口离柱底的距离控制在 300400mm 之间。插入式振动棒软轴长度很长，所以在振动棒软轴橡胶管外侧绑扎一根钢丝绳，以增强振动棒的抗拔性能。一次投料振捣高度不超过1.5m，用混凝土体积控制高度。保证导管入混凝土深度不小于1m，导管上拔后逐节卸除。振动棒在使用过程中先开动振动机，再灌入混凝土。料斗运料期间，则将振动棒拔出混凝土层，让其保持空振状态。振捣方法为快插慢拔，插入点沿矩形平面四角分布，每次振捣时间不应少于 30s，以保证混凝土内气泡的顺利溢出。振动时间不能过长，以防止混凝土的离析、分层。振动棒在浇灌过程中，保证与导管同步上拔。连续混凝土浇筑至离上端柱口 1m 处后停止，以避免上层柱子焊接产生高温对混凝土质量产生不利影响。3.7 养护与检测在混凝土浇筑过程中，除了最顶层的钢管柱混凝土需灌满外，其余区段的钢管柱的混凝土浇筑至钢管顶面以下 50cm 位置处即可，防止上一节钢管柱焊接产生高温影响钢管柱内的混凝土质量。钢管柱混凝土浇筑完成后，及时清除混凝土上表面的浮浆。浇筑后 812h，在柱头内注入水进行养护，使混凝土在水中凝结硬化。保温养护期间，注意观察钢管柱内是否缺水，如缺水应及时进行补水。养护期结束后，用海绵吸干积水，并用塑料布或者薄膜将钢管柱口封闭，防止雨水、垃圾等掉入。钢管混凝土柱混凝土采用常规的敲击法进行检测，对已预埋的镀锌管的钢管柱进行超声波检测。3.8 检查与验收对钢结构安装全过程进行质量控制，验收也穿插于全过程中。验收的主要内容包括：原材料是否按照规范要求，是否有质量合格证明、检验报告等；钢构件安装、连接是否合格；钢构件的轴线位移、标高垂直度、设计角度等是否合格；各项检验、试件是否符合规范及设计要求；主体结构是否符合设计要求及符合规范。4 质量管控措施下一道工序施工前，先检查上道工序是否合格。施工时，严格控制钢结构各构件安装的垂直度、标高、位置等，测量和检测工具要配备齐全。高强螺栓跟普通螺栓不能混用，且要保存得当。氧气、乙炔等气体瓶放在干燥洁净、温度适中的仓库中，并远离火源。焊缝冷却后，及时对焊缝质量要进行外观检查，对梁柱构件在焊接完成 24h 后，复查焊缝及热影响区是否存在裂缝。发现有裂纹疑点时，用磁粉探伤或着色渗透探伤进行复查。混凝土浇筑完成后，养护期内要注意控制混凝土构件内部的温升，尽可能减少温度应力，避免因混凝土水化热过高导致混凝土出现裂缝。混凝土所有的砂、石材料采取遮阳措施，避免太阳直射，达到降低混凝土出机温度的目的。选择适宜的商品混凝土搅拌站，尽量缩短运输时间，确保混凝土的各项性能指标合格。在高温季节浇筑钢管柱混凝土时，尽可能选择温度较低的早上或晚上进行，如必须在中午浇筑混凝土，浇筑前必须浇淋钢管柱表面以散发热量。5 结束语本文结合湖北省荆州市新一代天气雷达迁建项目，从设计制作、吊装安装、混凝土浇筑等方面，对超高大直径斜向弧形钢管混凝土柱的施工工艺及技术难点进行分析。圆弧形钢管柱内填充混凝土具有自重轻、耐疲劳、耐冲击等特点，替代钢结构的受压杆件可大量节省钢材，且整体结构安全性高，稳定性强。本技术具有施工快捷、易于掌握，施工综合费用较低等特点，有利于保证质量和施工进度，具有一定的推广价值。