钢管混凝土结构柱施工方案工法

钢管混凝土结构柱施工方案工法

3.5.9.1 钢管混凝土柱工程简介

1 钢管混凝土柱基本概况

天津西站交通枢纽配套市政公用工程一标段地下轨道交通地下结构，地铁4号线天津西站站、地铁6号线天津西站站中间设置一排中间立柱（框架柱），直径1000mm 的钢管柱，壁厚t=25mm，16Mn钢，采用C50微膨胀混凝土，钢管柱下基础为钢筋混凝土钻孔灌注桩，直径2200mm，灌注桩混凝土为C30混凝土，4号线、6号线钢筋混凝土灌注桩桩长分别为98m、66m（自底板下算起）。详见表3.5.9.1-1所示。

表3.5.9.1-1 地铁4号线（6号线）天津西站站

钢管结构柱的设计平面布置形式为沿车站纵向设置单排，4号线北端局另有5根

横向钢管混凝土柱，4号线柱中心间距主要为10500、10750mm ，6号线中心间距主要为12436mm 。

2 钢管混凝土结构柱的作用

4号线钢管柱既做为施工过程中的临时支撑柱，又是使用阶段做为地铁的永久性的主要竖向承载与传力结构，而4#线施工工艺设计为盖挖逆作法施工，钢管柱是在在下施工其施工程序复杂，在保证钢管柱定位、垂直度、连接节点等方面质量特别重要，它直接影响着保证4号线工程质量。

6号线钢管柱与4号线钢管柱在施工方式不同，是正常的顺作方法，施工程序相对简单，本节重点描述4号线盖挖逆作法的施工方法。

3 钢管柱与结构的连接方式

4号线、6号线钢管柱与底板结构下基础的连接方式为：C30钢筋混凝土钻孔灌注桩，设计桩径为2200mm ，4号线、6号线桩长分别为98m 、66m （自底板下算起）

，桩承

3.5.9.1-2 地铁4号线地铁钢管柱

3.5.9.1-1 地铁6号线地铁钢管柱

台高2500mm，钢管柱插入其基础2500mm。

钢管柱与地铁中板梁板结构、顶板梁板结构的连接方式为：钢管与梁板结构主筋连接或焊接，浇筑混凝土后形成节点结构。钢管柱设计图、各节点图详见图3.5.9.1-3、3.5.9.1-4、3.5.9.1-5所示。

对于采用盖挖逆作法施工的地铁4号线，构件之间的连接方式必须稳妥可靠，能够准确反映结构预期的工作状态。节点的构造形式及施工质量对结构的强度、刚度及整体质量直接影响，因此在施工中必须控制好各结构节点的施工质量。

图3.5.9.1-3 钢管柱顶端结点示意图

3.5.9.1-4 地铁4号线钢管柱中间节点示意图

3.5.9.1-5 钢管柱底部节点

3.5.9.2 钢管混凝土柱施工要点与分析

1 钢管柱的定位控制及垂直度控制

根据本工程招标文件、招标图纸的要求，钢管柱中心定位轴线最大允许偏差不超过5mm；柱轴线垂直度单层柱最大偏差不超过10.0mm，多节柱底层柱最大偏差不超过10.0mm，柱全高最大偏差不超过35.0mm。而地铁4号线结构全部采用盖挖逆作法施工，钢管柱既是临时支撑柱，又是永久性结构柱，施工工艺要求完成地下2200mm大直径桩

基后直接在地下施工钢管柱，在桩基础上完成钢管柱安装及混凝土浇筑，一次性达到

正式结构施工质量要求。在此条件下钢管柱的定位及垂直度控制是钢管柱保证施工质量关键，而且天津地区地下水位高，地质条件较差，不宜采用北京、南京等地对于钢管柱定位的施工方法。为此，我们将采用上下两端定位固定的方法来保证钢管柱的垂直度和准确定位。

2 钢管柱临时钢护筒

4#线钢管柱施工临时钢护筒采用等同于相应施工的钻孔灌注桩直径(2200mm)尺寸制作,用t=16mm钢板卷制而成并焊接加强肋板,钢套筒分成三节，上节约18.0m，中节长3.0m，下节5.0m。

3 钢管柱加工质量控制

钢管柱不但是结构施工时临时支柱，更是正式结构框架柱，其外观质量、尺寸、加工精度，还是材质要求都有较严格的要求，为此必须保证钢护筒及钢管柱的加工质量。加工厂家必须是有良好信誉、资质、技术保证的生产商，在加工过程中加强过程监督，如钢管柱的原材料检验、外观、无损检验、同心度、顺直度、焊缝处理等。3.5.9.3 钢管柱施工组织

本工程钢管柱直径为1000mm，设计长度4号线为16.385～16.79m，6号线为8.371～9.0m。为此钢管柱可一次加工成型直接运至现场，这样易于保证加工质量，又可避免现场二次连接。由于现场狭窄，钢管柱进场随施工进度要求提前进场，现场不得过多存放，驻厂监造与现场保持密切联系，保证现场既不堆积过多，又不影响施工进度。

钢管柱钢管重约10t（6t），采用现场基础桩钢筋笼吊装的150t吊车即可，配合一台25t吊车进行附件的吊装，一次性吊装到位。

3.5.9.4 钢管柱的深化设计、制作及加工

1 钢管柱深化设计

(1) 深化设计的依据

本工程钢结构深化设计的依据见表3.5.9.3-1。

(2) 深化设计流程

本工程钢管柱深化设计的流程见图3.5.9.3-1

(3) 深化设计的内容

表3.5.9.3-2 深化设计内容一览表

图3.5.9.3-1 深化设计流程图

2 钢管柱加工制作

(1)钢管柱制作所采用的有关规范

钢管柱的制作所依据的主要规范为《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205—

2001）、《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81—2002）等。

(2)钢管柱制造工艺流程

图3.5.9.3-2钢管柱制造工艺流程图

（3）钢管制造工艺

3 钢构件的运输 （1）待运

1）待运物件堆放需平整稳妥垫实，搁置干燥、无积水处，防止锈蚀；

2） 钢构件按种类、安装顺序分区存放，底层垫枕应有足够的支承面，应防止支点下沉；

3） 相同构件的钢构件叠放时，各层钢构件的支点应在同一垂直线上，防止钢构件被压坏或变形。

图3.5.9.3-3 钢管制造工艺(一)