钢管混凝土组合柱施工工法(附图)

多层连接钢管砼组合柱施工工法

工法编号：ZJ1GF-310-2009

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1 前言

钢管砼叠合柱（steel tube-reinforced concrete column）是指由截面中部钢管砼和钢管外钢筋砼叠合而成的柱，简称叠合柱。按截面形态可分为矩形截面和圆形截面。叠合柱的内外组成部分可不同期施工，也可同期施工。同期施工是指，同时浇筑钢管内砼和钢管外砼。同期施工的叠合柱可称组合柱。东北传媒文化广场工程外框筒采用组合柱方式。钢管砼组合柱共70根，钢管采用无缝钢管，非定尺加工，现场提供的钢管长度为8—12m，层高为5.1m、3.9m。钢管连接的一般做法为一层一接，从而保证了钢管内外砼同时浇筑。若采用一层一接方式则须将钢管在现场切断，然后再接高，但增加了内衬管的用量以及焊接次数，且钢管接高位置不能设在梁柱核心区内，必有部分钢管不能使用，将会大大增加成本，工期也大大增加。钢管长度采用二层或三层一接，吊装临时固定采用专用卡具，钢管内砼浇筑施工时，提前在钢管上留设10*20cm浇筑孔，砼浇筑完毕及时进行封堵，满足二级焊缝要求。通过多项创新技术，解决了钢管吊装、钢管内外砼同时浇筑等技术难题，大大加快施工进度，取得了良好的经济效益。在此基础上形成本工法。

2 工法特点

2.0.1 钢管采用多层一接，减少塔吊吊次，减少内衬管用量和钢管焊接，缩短工期，降低成本；

2.0.2采用单层砼浇筑，钢管内用普通砼取代自密实砼，降低成本；

2.0.3专用临时卡具操作简单，重复使用，降低成本。

3 适用范围

3.0.1 本工法适用于采用两层或多层一接方式的钢管砼组合柱的施工。

4 工艺原理

4.0.1 钢管砼组合柱施工包含钢管吊装、钢筋绑扎、模板支设和砼浇筑、养护等多道施工工序。钢管砼组合柱中钢管采用二层或三层一接，吊装钢管临时连接固定采用专用卡具；钢管内砼浇筑施工时，提前在钢管上留设10*20cm浇筑孔，砼浇筑完毕及时进行封堵。

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

图 5.1 组合柱施工工艺流程

5.2操作要点

5.2.1施工准备

1 根据设计及规范要求，钢管接高位置通常在楼板向上0.3-1m之间，每根钢管进场后进行实量，合理进行搭配保证接高位置正确。

2 每根钢管编号后，根据每根钢管安装位置，在各层楼板往上1m标高处提前开设10 20cm的砼浇筑口，保证钢管内砼的顺利浇筑。

3 为控制好钢管内每次浇筑砼高度，在每层板顶及梁底标高处开设2cm的观察口。

5.2.2钢管的吊装及临时就位

1 为保证钢管柱接高的质量和速度，采取下述接高连接方式制作专用卡具，用螺栓调整标高和垂直度（见下图）

图5.2.2-1 安装卡具平面及剖面示意图

制作卡具时需要特别注意：上下环板内圆一定要机加工至钢管直径宽度，然后再切割成两个半圆环；连接板之间一定要预留4mm的间隙，以保证圆环能与钢管柱用螺栓能完全紧固；上下环板的螺栓孔必须一致，保证螺栓上下贯通且垂直，才能调整垂直度。卡具临时固定完毕后，垂直度调整完毕后，塔吊可以摘钩，吊装另一根钢管，从而节省了占用塔吊的时间。

325管在中途变成299管，如果重新制作卡具，费用较大，所以将325专用卡具修改成299卡具最适合；先用14mm钢板约40mm宽，用滚扳机卷制成直径约300的圆，将钢板切成长20-50mm 的小段，将其焊接在325管专用卡具上下环板的内侧，均布6块即可，由于14mm弧形钢板较小，对整体圆度影响不大。

2 下环板及螺栓固定

接高钢管柱前，将下端卡具圆环固定在已经安装完毕的钢管柱上，位置要适宜，距柱端400mm；将螺栓用上下螺母固定在下环板上；将上环板固定所用的下螺母拧至需要的位置，且保证四个螺

母的标高相同。

图5.2.2-2 下环板及螺栓固定

3 上环板固定：将上部卡具圆环初步固定在要安装的钢管柱上，位置要适宜，距柱端400mm；

4 钢管吊装：钢管采用塔吊进行吊装.

图5.2.2-3 利用塔吊进行钢管吊装

5 钢管的临时固定：用塔吊将构件吊至需要安装的位置，由信号工指挥，慢慢降落并对准螺栓；将上环板缓慢落至螺母上，上环板拧紧并初步拧紧螺栓的上螺母。

图5.2.2-4 钢管临时固定

6 垂直度控制：

为保证吊装垂直度满足要求，提前在钢管上两个方向上焊接两根直钢筋，采用挂大线坠方式进行垂直度控制，通过调整专用卡具下螺母来调整垂直度，

图5.2.2-5 挂线坠吊垂直

调整完毕后将上螺母拧紧，再次复测垂直度和间隙，并且在两个方向上再次采用经纬仪来检查垂直度，满足要求后，就可以将塔吊摘钩，吊装下一根钢管柱。

图5.2.2-6 钢管临时固定完毕

5.2.3钢管连接固定

钢管连接固定采用加内衬管焊接的方式。

1 选择合适尺寸的内衬管，再进行机加工；采购外径略大于所需外径且壁厚较厚的内衬管，机加工至所需外径和壁厚。根据无缝管的外径和壁厚来选择内衬管，内衬管与无缝管内壁的间隙预留2mm左右为宜。内衬管壁厚不宜小于5mm，一般应采用6mm最适宜。考虑到安装方便，宜在内衬管两侧车制锥度。

2 焊机选择：采用二氧化碳保护焊焊机焊接，二氧化碳保护焊焊机焊接，穿透能力强，焊渣几乎没有，可有效保证焊接质量；

3 等直径钢管接长时采用等强度坡口对接焊缝，焊缝质量不低于二级标准。在钢管连接处设置管壁t=6mm的内衬管作为现场环形焊缝的背衬。内衬钢管段，其外径比钢管柱内径小4mm，详见下图。

图5.2.3-1

焊接前先将接口位置的油污、锈蚀及其他赃物清除干净，打好坡口角度，调整好钢管垂直度；钢管现场采用二氧化碳保护焊焊接时，控制好电流强度大小，尽可能减少焊接残余应力和残余变形。

图5.2.3-2 二氧化碳保护焊图5.2.3-3 焊完效果

4 钢管柱在一定标高处需变径。不等直径钢管接长时采用连接板连接，连接板厚度t≥s-t1+t2且不小于16，t1≥t2，中间开直径为180mm圆孔，连接构造详见下图。

图5.2.3-4 不等直径钢管接长的构造