钢管混凝土柱制作安装工法.docx

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钢管混凝土柱制作安装工法

钢管混凝土柱制作安装工法

（JSGF01-2001）

1、适用范围

本工法适用于工业与民用建筑及构筑物的钢管混凝土柱的施工。

本工法所反映的钢管混凝土柱是指在圆形钢管内填灌混凝土的钢管混凝土结构。

2、工艺原理

根据中国工程建设标准化协会标准《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28:

90）来指导整个钢管柱的制作和安装全过程。

材料和施工质量应符合国家标准《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95）和《混凝土结构工程施工及验收规范》（CB50204-92）的要求。

采用的施工工艺是在依据规范、设计图纸要求的基础上形成的切实可行的工艺。

2.1钢管卷制过程中及时调整，严格保证管端平面与管轴线垂直。

2.2制订切实可选择焊接工艺用于指导生产，控制焊接变形。

2.3自制工具调整垂直度，保证钢管形心位置、垂直度满足设计和规范要求。

2.4制订测量工艺，规定测试时间，减少日照景响，保证测量精度。

2.5钢管混凝土柱按照现有规范规定，混凝土的实际强度对设计强度的保证率应超过95%，配合比设计还必须满足施工环境要求，包括坍落度损失的控制、可泵性、初终凝时间、早期强度等。

3、材料

3.1钢管可采用直缝焊接管、螺旋形缝焊接管和无缝钢管。

焊接必须采用对接焊缝，并达到母材等强的要求。

3.2钢材及焊接材料应按设计图的要求选用，其性能和质量必须符合国家标准和待业标准的规定，并应出具质量证明或试验报告。

3.3成批钢材入库后，应按批量复检其理、化性能，合格后方能使用。

3.4如化学性能测试过程中元素有超差现象，则应先验算其碳当量Cequ，当碳当量Cequ小于或等于0.45%时，此批量钢材仍可按常规施焊。

碳当量Cequ可按下列公式计算：

Cequ=C+1/6Mn+1/5（Cr+Mo+V）+1/15（Ni+Cu）

式中：

C椞嫉暮浚?

）Mn椕痰暮浚?

）

Ni椖暮浚?

）Mo楊獾暮浚?

）

Cu椡暮浚?

）Cr椄醯暮浚?

）

3.5常用的钢材焊接用焊条、焊丝、焊剂的选用参见表1

表1

钢号手工电弧焊自动埋弧焊

Q235焊条型号E4301E4303焊丝焊剂HJ401-H08HJ401?

H08A

Q345E5010E5011HJ402-H08A

3.6混凝土采用普通混凝土，其强度等级不宜低于C30，目前通常选用高性能混凝土，强度达C40-C60。

，可为混凝土提供活性。

混凝土中的水泥中的水泥用量过多会产生不良后果；如水化热过大，混凝土收缩过大产生裂缝及空隙。

因此，设计高性能钢管混凝土的水泥用量不宜过大，选择水泥时应选择525水泥为主。

水泥矿物组成中C3ATC3S对水化速度和强度发挥起决定作用。

控制C3S在40%~50%为宜；C3A含量高的，养活效果就差，宜控制在5%~9%。

所以选择水泥时，应全面考虑，防止效果就差，宜控制在胀值过大或过小，造成混凝土收缩，钢管内不饱满。

，骨料的性能对混凝土的抗压强度及弹性模量能起到决定性制约作用，根据试验研究，混凝土中骨料粒径越大，长条形和扁平形颗粒所占所例越大，骨料表面聚集水膜的倾向越大，从而使水泥水化胶体和骨料间存在薄弱过渡区，降低混凝土强度。

高性能混凝土通常使用二次破碎石作为粗骨料，连续级配5~30mm，粗骨料中长条形和扁平形颗粒所占比例不超过5%，含泥量≤1.0%。

，使用时必须考虑到砂中的云母含量、硫化物含量、含泥量和压碎指标值，需按高标准严格控制，同时对细度模数也有较高要求，细度模数宜选用≥2.5,含泥量≤1.0%。

，能有效改善混凝土拌和料的坍落度，减少泌水和离析现象，但用粉煤灰取代部分水泥后，混凝土的早期强度将会受到削弱的，所以控制混凝土中粉煤灰的掺量在25%以内。

，选择外加剂一定要多次试验后可使用，其质量应符合现行国家标准《混凝土外加剂》规定。

掺加复合型微膨胀增强剂，使减少收缩与补偿收缩共同作用，有效控制结构收缩裂缝，并能提高混凝土的早期强度。

4、工艺流程

4.1钢管柱制作工艺流程

施工图→原材料复检→钢板号料→自动切割下料→钢板坡口加工→钢板卷制→二氧化碳气体保护焊打底焊→碳弧气刨清根→焊钢管直焊缝→超声波探伤检验→校正→钢管对接、拼装→焊钢管环焊缝→超声波探伤检验→焊内衬环、耳板→除锈、涂装→检验合格出厂。

4.2钢管柱安装工艺流程

施工图→钢管检验→柱轴线测量、放线→基础节安装（分插入式和端承式两种联接方式）→钢柱垂直度、轴线校正→标高校正→焊接→检验。

5、操作要点

5.1钢管柱制作工序

，气割后应清除熔渣和飞溅物。

；制s作时切割、刨边和铣平等加工余量。

其允许偏差见表2。

表2加工允许偏差

项目允许偏差（mm）

平行线距离和分段尺寸±0.5

对角线差1.0

宽度和长度±0.5

加工样板的角度±20'

零件外形尺寸±1

，薄板下料采用机械剪切，切割后均需清除毛刺。

其允许偏差见表3。

表3加工允许偏差

项目允许偏差（mm）

零件宽度和长度±（1+1/5000），且不大于±3.0

切割面平面度0.05t且不大于2.0

割纹深度0.2

局部缺口深度1.0

边缘缺棱1.0

型钢端部垂直度2.0

，要矫正其平直度，质量要求为局部挠曲矢高f的允许偏差值在1m范围内f≤1.0mm。

，为保证施工质量，进行刨、铣加工，其加工余量不应小于2.0mm。

，应先检验合格，所有焊接面需按要求打磨。

打磨范围：

焊缝边缘每边30-50mm，并不得有大于1mm的局部缺口。

，应注意保证管端平面与管轴线严格垂直。

卷压钢板时，考虑到一次变形量不能太大，应及时调整上滚间隙。

钢管卷制后应在管端打上十字轴线并作标记。

钢管卷制方法如图1所示。

，为消除焊接变形，应采用机械校正，直至达到尺寸精度要求。

机械校正无法完成的可用热加工来校正。

，由于设备和材料的条件限制，需要进行对接，组对在托架上操作，托架构造。

对接时应严格保持焊后管肢平直。

焊接时，除控制几何尺寸外，还应控制焊接变形，焊接宜采用分段反向顺序，分段施焊应保证对称，并预留对接间隙，以抵消收缩变形。

，为确保对接处的焊接质量，在对接处设置附加衬管，其宽度为20mm，厚度为3mm，与管内壁保持0.5mm的间隙。

，清根后自动埋弧焊焊接。

全自动焊接中心操作示意。

施焊前应清除焊丝上的油污和铁锈，对焊剂进行烘焙至350℃～400℃，保温2h。

焊缝两端设置引弧板和引出板。

焊接完毕后，应采用气割切除引弧和引出板，并修磨平整，不得用锤击落。

，焊接检查执行《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95）和设计要求。

5.2钢管柱安装工序

钢管柱柱脚与基础连接分插入式和端承式两种。

端承式又分焊接式和螺栓连接式。

，合格后进行吊装。

，引出每个钢柱柱脚十字相交轴线。

，控制轴线、中心距满足设计和规范要求，并加定位支撑，浇筑混凝土。

，用基础节柱脚上预设的十字轴线与预埋件的轴线对应调节来确定基础节的位置，同时用二台经纬仪在十字相交轴线上测量垂直度。

，校正钢管柱水平标高，测量确认安装找平层的厚度，当找平层厚度大于15mm，应用铁片填实后再进行找平、填实，保证钢管柱正常传力至承台。

钢柱起吊前应地管端焊接区域打磨除锈，定出柱轴线与水平标高标记。

钢管对接时，在对接处设置调节螺杆校正柱的垂直度，在x、y轴向架设2台经纬仪，测出柱底偏差，调整调节丝杆，使柱顶标记与柱底十字线重合，焊接环焊缝，卸去卡板，对柱身垂直度进行复测，并做好记录，以便下节柱安装调整，防止出现累积误差。

，施焊前焊条需烘焙，并保温2小时后方可使用。

施焊时焊条应放在电热保温筒内，随用随取。

焊接采用分段分向顺序，分段施焊保持对称，防止焊接变形影响安装精度。

5.3钢管内混凝土浇灌

；立式手工浇捣法；立式高位抛落无振捣法。

泵送顶升浇灌需连续进行，中断时间太久会给继续泵送顶升浇灌造成很大困难，甚至无法继续浇筑，因此通常采用吊斗卸料、人工振捣相结合的方法，但要根据到现场的混凝土坍落度适时调整捣捧，振捣方法为快插慢拔。

一次沤灌高度不宜大于2m，振捣时间不少于30s，插入点沿管平面呈三角形分布，距管壁150m

，可以使混凝土稍为溢出，防止柱头砂浆层过厚。

，可用敲击钢管的方法进行初步检查，如有异常，则应用超声波检测。

对不密实的部位，应采用钻孔压浆法进行补强，然而将钻孔补焊封固。

，所用普通硅酸盐水泥量控制在400-500kg/m3，水泥与掺合料的总量不宜超过500kg/m3，为确保密芯填充密实和满足工程施工、强度设计要求，控制粉煤灰掺量不超过胶凝材料总量的20%。

如果现场采用吊斗施工，选择砂率在34-36%。

6、机具设备

序号设备、仪器名称规格型号备注

1自动切割机CG3?

1500

2仿形自动切割机CG2?

150

3自动理弧焊机MZ?

1000

4铣边机

5行车5t

6角向磨光机

7机械除锈机

8栓钉焊机FRNK-2000

9CO2气体保护焊机

10焊接中心

11自升塔吊QTZ125t?

m

12汽车吊YQ8t、25t、40t

13平板运输车5t、10t

14电焊机BX?

500

15水平仪S2

16经纬仪J02

17激光经纬仪JDJ2

18焊检器

19超声波探伤仪

20长度检测仪器

21砼搅拌机JZC500

22砼汽车泵

23插入式振动器

24砼试压模具

25砼坍落度模具

7、劳动组织

分类工种人数

厂内制作气割下料工冷作拼装工电焊工辅助工专职安全质量员管理干部6名16名10名20名3名（含1名探伤员）5名

分类工种人数

现场安装安装工混凝土工电焊工测量工技术干部16名4名12名2名4名

8、质量要求

8.1施工质量检验依据

（1）《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-95

（2）《钢结构工程质量检验评定标准》GB50221-95

（3）《钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》JB1152-82

（4）《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-91

（5）《钢管混凝土结构设计与施工规程》CECS28:

90

（6）《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-92

8.2外观检验

，低合金结构钢应在焊接24h后方保进行焊接缝质量检查。

，不得有裂纹、未溶合、夹渣、焊瘤、咬边、烧穿、弧坑等缺陷，焊接区无飞溅残留物。

表5钢管柱外观检查标准

项目名称质量标准

切割断面无裂纹、夹层和超过规定的缺口。

光洁度、不平底符合规定。

钻孔成形良好，孔边无毛刺。

焊接无致命缺陷和严重缺陷。

焊渣、飞溅清除干净，表面缺陷按规定处理。

结构外观构件无变形，构件表面无疤痕、油污和粘结泥沙。

表6钢管柱安装允许偏差

项目允许偏差（mm）

预埋件平面度支座范围内±5.0

支座范围外±10.0

相邻地脚螺柱中心距±1.0

地脚螺柱中心与柱轴线±3.0

柱垂直度H/1000且≤12

柱轴线位移h/1000且≤6

柱水平标高6

注：

H为柱中高度

，要控制测量时间，宜在早晨或傍晚进行垂直度、轴线、标高的测量工作，以求准确。

，无损检验不合格的焊缝，应按规定要求进行返修，返修后必须再进行无损检验。