钢—混凝土组合结构施工技术研究

袁亚杰

【摘 要】本篇文章主要对钢-混凝土组合结构的施工技术作了浅要研究和探讨。

【关键词】钢-混凝土组合结构；钢管混凝土结构；施工技术；研究

钢—混凝土组合结构是指钢和混凝土的组合结构，也就是指钢部件和混凝土组合而成的一种整体结构，或者说是由钢筋混凝土部件组合而成的，并且兼具钢筋特性和混凝土特性的一种整体结构。在本篇文章中，笔者向大家所介绍的钢管混凝土结构便属于钢—混凝土组合结构中的一种。

1.钢管混凝土结构施工

钢管混凝土结构是一种将混凝土填充到钢管内部的钢—混凝土结构，这种结构能够使混凝土在受到外界压力时因为钢管的约束而增强其结构的强度和延展性，从而提高钢管的受压稳定性。在我国目前的绝大多数建设工程中，几乎都能看见钢管混凝土结构的影子。鉴于钢管混凝土结构构件广泛的应用范围，笔者在此对钢管混凝土结构的施工工艺作以下介绍：

（1）在钢管混凝土结构的施工过程中，由于其结构中的钢管本身就是一种可耐测压的模版，所以在进行混凝土浇筑时，可以省去搭建模版和拆卸模版这两个施工环节，并且可以选择先进的泵灌混凝土工艺来对钢管混凝土进行浇筑。

（2）钢管混凝土结构在施工工艺上比其他混凝土结构更加具有优势，比如：由于钢管混凝土结构中的钢管本身就是一种钢筋，所以它不需要再次和混凝土进行浇筑结合，这一性质为工程的施工省下了不少的施工时间和施工步骤；另外，相比起制作钢筋骨架，制作钢管远远要更加省工和省料。

（3）钢管混凝土结构在施工时对其施工材料有着一定的要求，主要概括如下：钢管材料需要采用直缝焊接管、螺旋形焊接管和无缝钢管，除这三种钢管材料之外，其他的钢管均不符合施工要求；在进行钢管焊接时，其焊接方法必须采用对接焊缝，并且所焊接的钢管材料的强度必须与母材的强度相等；钢管内部所填充和注入的混凝土应该选用普通混凝土，且所注入的混凝土的强度不能低于C30。

2.钢管混凝土结构的施工工艺

2.1钢管的卷制

在钢管混凝土施工之前，所需要的主体施工材料主要有两种，即钢管和混凝土。后者混凝土可以直接在施工现场拌制，而钢管则需要购买或制作。需要注意的是，如果是向工厂批量购买钢管，就必须向工程提供施工设计图，或者按照施工设计图的要求向工厂购买规格、尺寸、质量都符合施工要求的钢管，并且需要工厂提供相关的出厂合格证，以保证钢管的制作质量。如果是施工单位自行制作钢管，那么其用来卷制钢管的钢板必须保持平直，且表面不得有锈蚀或者弯曲，一般来说，表面受过严重冲击的、且没有出厂证明书的钢板材料不得用于钢管的卷制。另外，在正式进行钢管的卷制前期，还需要根据相关规定和要求将钢板的板端开好破口；钢管卷制完成后，要注意保证钢管内壁的清洁，防止油渍等污物附在钢管内壁上，降低钢管内壁和核心混凝土的黏结度。

2.2钢管拼接组装

钢管或钢管格构柱的长度可根据运输条件和吊装条件确定，一般以不长于12m为宜，也可根据吊装条件在现场拼接加长。钢管对接时应严格保持焊后管脂的平直，除控制几何尺寸外，还应注意焊接变形对肢管的影响，焊接宜采用分段反向顺序，分段施焊应保持对称。肢管对接间隙宜放大0.5-2.0mm，以抵消收缩变形，具体数据可根据试焊结构确定。

焊接前，对小直径钢管可采用点焊定位，对大直径钢管可另用附加钢管焊于钢管外壁做临时固定连焊，固定点的间距可取300mm左右，且不得小于3点。钢管对接焊接过程中若发现点焊定位处的焊缝出现微裂缝，则该微裂缝部位须全部铲除重焊。

为确保连接处的焊缝质量，可在管内连接处设置附加衬管，其宽度为20mm，厚度为3mm，与管内避保持0.5mm的膨胀间隙。格构柱的肢管和各种缀件的组装应遵照工艺设计要求进行。格构柱的肢管和腹杆的组装顺序应严格按工艺设计要求进行。肢管与腹杆连接尺寸和角度必须准确。腹杆与肢管连接处的间隙应按板全展开图进行放样。肢管与腹杆的焊接次序应考虑焊接变形的影响。钢管构件必须在所有的焊缝检查后能按设计要求进行防腐处理。吊点位置应有明显标记。

2.3钢管柱吊装

吊装时应注意减少吊装荷载作用下的变形，吊点位置应根据钢管本身的强度和稳定性验算后确定。吊装钢管时，上口应包封，防止异物落入管内。采用预制钢管混凝土构件时，应待管内混凝土达到强度设计值的50%后方可进行吊装。钢管柱吊装就位后，应立即进行校正并加以临时固定，以保证构件的稳定性。

2.4管内混凝土浇筑

2.4.1泵送顶升浇筑法

它是在钢管接近地面的适当位置安装一个带闸门的进料支管，直接与泵车的输送管相连，由泵车的压力将混凝土连接不断地自上而下灌入钢管，无需振捣。钢管的直径宜大于或等于泵径的两倍。用此法浇筑混凝土的坍落度不小于50mm，水灰比不大于0.45，粗骨料粒径采用5-30mm，需要有较好的流动性，但收缩亦要小，与管壁有良好的黏结。泵送顶升浇筑不可进行外部振捣，以免泵送急剧上升，甚至使浇筑被迫中断。为防止拆除进料支管时混凝土回流，所以在进料支管上设一个止流阀门。当混凝土泵送顶升浇筑结束时，控制泵压2-3min，然后打开止流闸门，即可拆除混凝土输送管。

2.4.2立式手工浇灌法

混凝土自钢管上口浇入，用振捣器振捣。当管径大于350mm时，用内部振捣器，每次振捣时间不少于30s，一次浇筑高度不宜大于2m。当管径小于350mm时，可采用附着在钢管上的外部振捣器进行振捣。外部振捣器的位置应随混凝土浇筑的进展加以调整。外部振捣器的工作范围，以钢管横向振幅不小于0.3mm为有效。振幅可用百分表实测。振捣时间不小于1min。一次浇灌的高度不应大于振捣器的有效工作范围和2-3m柱长。用此法浇筑时，混凝土的坍落度2-4cm，水灰比不大于0.4，粗骨料粒径可采用10-40mm。当有穿心部件时，坍落度宜不小于15cm，粗骨料粒径宜减小为5-20mm。

3.结束语

在现代建设工程的施工建设中，钢-混凝土组合结构的应用已经变得越来越广泛和频繁，且钢—混凝土组合结构的施工也已经成为建设工程施工所采用的一种重要、常见的施工手段。随着科学技术的日新月异，钢—混凝土组合结构的施工技术和施工工艺也得到了一定程度上的改进和完善，其结构的功能和结构材料的性能也得到了良好且充分的发挥。照这样的趋势发展下去，相信，钢—混凝土组合结构的施工手段和施工工艺必将会变得更加丰富和先进，我国的建设工程施工技术也定会百尺竿头，更进一步。

【参考文献】

[1]王慧全.型钢混凝土组合结构施工[J].山西建筑，2008，（35）.

[2]周琰.钢—混凝土组合结构构件的设计与优化研究[D].同济大学，2008.

[3]田占岭.型钢混凝土组合结构施工技术[D].西安建筑科技大学，2008.