鋼管柱內(nèi)混凝土澆灌方法的選擇與應(yīng)用.doc

鋼管柱內(nèi)混凝土澆灌方法的選擇與應(yīng)用摘要：本文通過實(shí)例中對鋼管柱管內(nèi)混凝土澆灌方法的比選，分析了鋼管混凝土柱管內(nèi)混凝土澆灌的各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用的條件，著重講述了立式高位拋落無振搗法的施工。關(guān)鍵詞：鋼管柱管內(nèi)混凝土立式高位拋落無振搗法abstract :in this paper, through examples in steel tube concrete column of water than the election method, this paper analyzes the concrete filled steel tube column tube concrete watered the advantages and disadvantages of each method and the applicable condition, the emphasis on the vertical vibration method without cast high into the construction.key words: steel tube concrete column, vertical vibration method is cast down high中圖分類號(hào)：tu37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：前言由兩種不同性質(zhì)的材料組成整體共同工作的構(gòu)件稱為組合構(gòu)件。由組合構(gòu)件可組成組合結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)今大空間大跨度的建筑物中，對豎向構(gòu)件的承載要求越來越高，其中鋼管混凝土柱是最常見的一種組合構(gòu)件。該構(gòu)件以鋼同混凝土進(jìn)行組合，達(dá)到協(xié)同互補(bǔ)。該構(gòu)件具有承載力高，塑形和韌性好，耐火性能好，經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)。但是管內(nèi)混凝土的澆灌工藝一直未得到很好的解決，現(xiàn)場的施工操作顯得繁瑣，限制了鋼管混凝土在施工方面的優(yōu)勢的發(fā)揮。實(shí)例簡介為廣州2010年亞運(yùn)會(huì)而籌建的廣州亞運(yùn)城綜合體育館，為滿足屋面復(fù)雜多變的呈不規(guī)則的曲線造型。設(shè)計(jì)采用了鋼結(jié)構(gòu)的形式。面對體育館空間大、跨度大的特點(diǎn)，綜合體育館正是采用了鋼管混凝土柱作為豎向受力構(gòu)件。該體育館分為綜合館、體操館、歷史博物館三大部分，各部分的鋼管混凝土柱分部工程的概括如下：綜合館共有鋼柱32根，外徑主要有900、1000mm，柱芯混凝土澆筑最大高度為16.017m，壁厚主要有20、25mm，管內(nèi)型鋼質(zhì)材為q345b鋼材，鋼管柱內(nèi)澆筑標(biāo)號(hào)為c40、c60的混凝土；體操館內(nèi)環(huán)屋面柱鋼柱共22根，外環(huán)屋面鋼柱共47根，熱身館鋼柱共16根，鋼管柱外徑主要有900、1000、1100、1200mm，柱芯混凝土澆筑最大高度為15.95m，編號(hào)為ggz24ggz27的鋼管柱分三段，其余鋼管柱分兩段。鋼柱柱壁厚主要有20、25mm，管內(nèi)型鋼質(zhì)材為q345b鋼材，鋼管柱內(nèi)澆筑標(biāo)號(hào)為c40、c60的混凝土；歷史博物館共有鋼柱17根，柱芯混凝土澆筑最大高度為16.97m，鋼柱間設(shè)置斜柱支撐。鋼柱柱壁厚主要有20、25mm，管內(nèi)型鋼質(zhì)材為q345b鋼材，鋼管柱內(nèi)澆筑標(biāo)號(hào)為c40的混凝土。面對該工程如此大量的鋼管混凝土柱的施工，如何保證管內(nèi)混凝土的澆灌的施工質(zhì)量，確?；炷僚c鋼管協(xié)同工作，且簡化管內(nèi)混凝土澆灌的施工操作，提高鋼管混凝土柱的施工效率，成為該工程的一大技術(shù)難題。澆灌管內(nèi)混凝土的方法的比選根據(jù)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程的描述，現(xiàn)時(shí)常見的管內(nèi)混凝土有三種：泵送頂升澆灌法、立式手工澆搗法、立式高位拋落無振搗法。3.1 泵送頂升澆灌法：該施工方法是在鋼管接近地面的適當(dāng)位置安裝一個(gè)閘門的進(jìn)料管，直接與泵車的輸送管相連，由泵車將混凝土連續(xù)不斷地，依靠泵車的輸送壓力，將混凝土由下自上的灌入鋼管，無需振搗。泵送頂升澆灌法，利用混凝土重力做到自密實(shí)，有效杜絕了混凝土因高位拋落產(chǎn)生的離析，而且不需要架設(shè)操作平臺(tái)進(jìn)行高空作業(yè)，確保了安全。因不需人工振搗，勞動(dòng)強(qiáng)度小。但是這種方法自身存在以下缺點(diǎn)：由于混凝土自下而上的灌入鋼管，對混凝土輸送泵的工作壓力、性能、狀況有較高要求，機(jī)械的投入大。混凝土輸送管和鋼管的連接，要特制一個(gè)進(jìn)料導(dǎo)向彎管。進(jìn)料導(dǎo)向彎管的作用是連接輸送管與鋼管，并使原來水平流動(dòng)的混凝土進(jìn)入鋼管內(nèi)的同時(shí)，方向改變?yōu)榇怪毕蛏享斏?，以防止混凝土直接噴射到鋼管?nèi)壁，防止砼在入口因擠密而堵塞，同時(shí)減少頂升泵送的阻力，。進(jìn)料管還要求牢固焊接在進(jìn)料口上。制作和固定進(jìn)料導(dǎo)向彎管管，加大了人力和材料的投入，復(fù)雜了施工準(zhǔn)備。為防止混凝土回流，要額外定制一個(gè)止流裝置。例如圖1中所示：在進(jìn)料導(dǎo)向彎管端口設(shè)置單向閥，并在泵送管與進(jìn)料管連接處設(shè)置截止閥，當(dāng)澆筑完畢，單向閥如能正常關(guān)閉，方可拆除截止閥，否則采用截止閥作止流。圖1、進(jìn)料導(dǎo)向管與止流裝置示意每澆筑完一條鋼管，要進(jìn)行混凝土輸送管的駁接調(diào)整才能進(jìn)行下一條鋼管的澆筑，不方便操作，減低了工作效率。要在鋼管上進(jìn)料孔和溢漿孔，增加了施工的工序。3.2 立式手工澆搗法：該施工方法為混凝土從鋼管上口灌入，用振搗器搗實(shí)，管徑大于350mm時(shí)，采用內(nèi)部振搗器，每次振搗時(shí)間不少于30s，一次澆灌高度不宜大于2m。當(dāng)管徑小于350mm時(shí)，可采用附著在鋼管上的外部振搗器進(jìn)行振搗，外部振搗器位置應(yīng)隨著混凝土澆灌進(jìn)展加以調(diào)整。這種施工方法，比較接近常規(guī)的豎向構(gòu)件的混凝土澆筑，對混凝土沒有特殊的要求，而且可用車載混凝土泵施工，無需考慮混凝土輸送管的布置。但是亞運(yùn)場館的結(jié)構(gòu)的特殊性，使該種方法有以下的缺點(diǎn)：場館的鋼管柱高度大，超過常規(guī)的串筒送料和振棒振搗高度，使常規(guī)的內(nèi)部振搗器要無法對鋼管底部進(jìn)行振搗，影響了工程質(zhì)量。鋼管柱高度大、直徑大，要分層振搗均勻用時(shí)長，加大工作強(qiáng)度，減低工作效率。內(nèi)部振搗器在提升的時(shí)候，容易給鋼管內(nèi)的加勁鋼板卡住。3.3 立式高位拋落無振搗法：該施工方法利用混凝土下落時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能達(dá)到振實(shí)混凝土的目的，它適用于管徑大于350mm，高度不小于4m的情況，對于拋落高度不足4米的區(qū)段，應(yīng)用內(nèi)部振搗器振實(shí)。這種方法也接近常規(guī)的豎向構(gòu)件的混凝土澆筑，不需要特制或采購非常規(guī)的機(jī)械、機(jī)具、構(gòu)件。而且不需要振搗，可大大加快施工的速度。但它缺點(diǎn)有：混凝土下落的過程中容易離析，對混凝土自身的要求高。需要搭設(shè)平臺(tái)進(jìn)行高空作業(yè)。3.4 施工方法的選擇在施工方法的比選中，還充分考慮實(shí)例中亞運(yùn)場館的現(xiàn)場情況為：1、各條鋼管在安裝時(shí)已經(jīng)搭設(shè)好用于焊接的操作平臺(tái)。2、由于場館四周均設(shè)有道路，所以結(jié)構(gòu)階段的混凝土澆筑均優(yōu)先采用汽車泵。3、提供混凝土的攪拌站有多次向其他工程提供高拋?zhàn)悦軐?shí)混凝土的經(jīng)驗(yàn)。泵送頂升澆灌法雖然可以保證混凝土澆灌的質(zhì)量，但由于需要鋼管開孔、制作固定進(jìn)料彎管、制作止流裝置、高要求的輸送管道布置等復(fù)雜的施工準(zhǔn)備工作，以及需要高性能的泵送機(jī)械，這都大大加大了施工的投入，降低施工的效率。并不能滿足本實(shí)例的施工需要。立式手工澆搗法，雖然簡單，不需要額外的投入，但由于鋼管柱的高度超過了常規(guī)振搗