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摘要：钢管混凝土具有重量轻、强度高、塑性好、耐疲劳、耐冲击等优点，是一种日趋成熟的结构体系，因此在建筑工程广泛应用，本文结合工程实例就钢管柱混凝土的施工技术进行了阐述。
关键词：钢管柱；混凝土；施工技术
1. 工程概况
某场馆工程位于深圳市，一层半地下室，地上4层。整体建筑呈船形。总建筑面积16615m2，建筑总高度为36m，地下室埋置深度为7.5m。主体结构为现浇框架结构，基础型式为钢筋混凝土独立和条形基础。此工程设计使用7 根钢管混凝土柱，高度26m～36m不等，钢管柱直径d=1000mm，壁厚t=25mm，采用Q235B 钢板卷制焊接而成，核心混凝土强度等级为C30。采用钢牛腿和框架梁连接。
2. 钢管柱加工
①按照图纸材料和尺寸要求选料、下料，在下料前充分考虑钢板在压制过程中的延伸量，减少合缝后外圆周长增大引起管径的偏差，可用直条气割机切割成型，气割对接处的坡口。
②铲除割渣及毛刺，打磨周边坡口面直至光洁。
③在气割成型的钢板上划分钢板压圆的中线及直缝对接的装配线；再按圆弧周长均分划出压弯位置线。
④压弯：在压制过程中，用样板复核每一道压制时的圆弧成型情况，使其均匀圆滑成型，使得压制曲面母线直线度符合要求。
⑤合缝焊接：焊缝进行内外焊，焊缝的两端需焊接引弧板，先用埋弧自动焊焊接内侧焊缝，对预焊缝进行刨清根，刨至完整金属，并用砂轮进行打磨除渣，再进行外缝焊接成型，每焊毕一层必须清渣，及时检查缺陷，及时修补后方能焊下一层。
⑥焊接完成后，割除引弧板及修磨至光洁，清理焊缝并经外观检查至符合要求，将钢管精整，进行管体通长整圆，直至圆度和外径偏差符合要求。
⑦质量要求：钢管在焊完24h 后，对焊缝进行100%超声波探伤检查，各项指标符合要求后才允许出厂。
3. 钢牛腿焊接
①钢柱和钢筋混凝土梁采用钢牛腿连接，在钢柱吊装前，根据每根柱上钢牛腿的标高和位置，先焊接好钢牛腿，这样便于施工，也能更好地保证钢牛腿的焊接质量。
②钢牛腿由上板、下板和腹板组焊而成，钢牛腿的上下翼缘板厚25mm，腹板厚16mm。上、下板的内圆径比钢管外径大5mm。上、下板及腹板同管壁为双面角焊缝连接。
③定位点焊，确定零件的准确位置。根据管壁上复测的钢牛腿标高调整下板的限位筋确保下板面水平、标高准确。按下板、腹板、上板的顺序点焊固定，将钢牛腿组拼成型并固定在管壁上。注意使上、下板内侧与管壁的间隙均匀，腹板贴近管壁。
④为控制钢牛腿的焊接变形，在牛腿上下板之间均设置Φ20 短筋作限位支撑（短筋立于下板，靠住上板并点焊固定）。
⑤钢牛腿的施焊顺序为：下板下缝→上板上缝→腹板竖缝→上板下缝、下板上缝→肋板上、下平缝。
⑥焊接时按“同时对称，多遍成活”的原则进行。环形焊缝从中间往两边焊，腹板竖缝的施焊从腹板中间开始先向上焊接，再由中间向下焊接。钢牛腿的全部焊缝均要每焊一遍及时清渣检查，修补再焊，分遍成活，确保质量。
4. 钢管柱基础安装
柱脚连接在钢筋混凝土底板面预埋件上。为保证位置、标高的准确及平整度偏差小于2mm 的要求，先在垫层上弹出预埋件位置线，在底板钢筋绑扎完后，按预埋件规格做成一个稳定的支架，支点直接落于垫层上，并与主筋点焊固定。在预埋钢板上钻洞，让锚固筋穿过孔洞，调整标高及板面平整度后，进行焊接。底板混凝土浇筑时，两侧对称浇筑，防止位移。
5. 钢管柱吊装及安装
5.1 钢管柱吊装
（1） 施工段划分
本工程钢管柱共7 根，分别在B轴交③、④、⑤轴和⑥轴交C、D、E、F 轴线上，自基础直至顶层，高度26m～36m 不等，按现场施工条件，每根柱按一个楼层作为一个组合件依次安装。每根柱分为4 段，每层吊装、安装一次。
（2）吊装设备选用
每节钢管柱长8m～12m 不等，每节重约7 吨。一层③～B、④～B、⑤～B轴钢柱用NK800 吊车吊装，⑥～C、⑥～D、⑥～E、⑥～F 轴钢柱用NK1600 吊车吊装，二层至顶层全部用NK1600吊车吊装。
吊装用的NK800 和NK1600 型起重机，臂长分别为44m和50m，此时起重量分别为12t 和11.2t，单根柱最大重量7.2t，起重机起重量能满足要求。在每根钢管柱内壁上部焊接2 个吊环，采用两点垂直起吊。
5.2 钢管柱安装
首节钢管柱安装前先清理预埋钢板面，按柱安装方向（应与柱身划线方向吻合）划出十字线，在线上用红色油漆標出柱半径标志，焊定位板。安装时，调整柱身划线与预埋钢板划线重合，柱外皮与柱半径标点重合后，塞紧定位板。利用顶拉杆调整垂直度，顶拉杆一端焊于预埋钢板上，一端焊于柱身钢管上。垂直度调整好后，将柱脚与肋板焊牢。
钢管柱现场对接从基础至顶层无变径，均为同径连接，将吊起的上节柱按母线位置缓慢地插在下节柱内衬管上，上下线稍有偏移时，可采用特制厚钢板抱箍钳调整。上节柱插入内衬管过程中，由于内衬管与钢管内壁局部存在磨擦，导致就位困难，可在上下柱接口处设顶拉杆，相互垂直方向各设1根，待顶拉到位后，再利用顶拉杆调整垂直度。符合要求后，焊接防变形卡板。卡板对称设4块，然后进行钢管对接焊施工，防变形卡板和顶拉杆在对接焊完成后拆除，并将其焊点打磨平整。
（1）垂直度控制
垂直度控制用2 台经纬仪在相互垂直的两个方向观测，为方便观测，先行安装角部钢管柱，观测时，十字竖丝对准柱脚处柱外边线点，观测者由柱脚从下向上观测柱身母线，同时指挥安装人员调整顶拉杆，直至柱顶母线与经纬竖丝重合。另外，对接环缝焊接好后，卸去卡板，对柱身垂直度进行复核，并做好垂直度偏差记录，以便下次安装调整，防止出现累积误差。
（2）焊接
钢管接口焊缝为熔透一级焊缝，焊接时，从管径两端同时开始，两名焊工按同一旋转方向同时施焊，控制好焊接电流，确保焊接质量，分次焊满。每焊一遍进行除渣清理，检查缺陷修补后再焊。焊接完成后用防火保温材料包裹焊缝，使焊缝部位慢速冷却。
6. 钢管混凝土浇筑
6.1 框架梁钢筋与钢牛腿的连接
框架梁底筋焊接在牛腿下翼缘板上面，梁上部筋焊接在牛腿上翼缘板面上。当框架梁钢筋为单排时，将钢筋与钢牛腿上下翼缘板直接焊接，双面满焊，焊缝长10d （d 为所焊钢筋直径）。当框架梁为双排钢筋时，上排钢筋比下排钢筋多深入300mm，在此300mm 长度位置塞入25mm 厚钢板，高度满足双排钢筋间距要求，在钢板与钢筋、钢板与翼缘板连接部位双面满焊，焊缝长度为10d。
在钢筋和钢板与翼缘板焊接前，先在翼缘板上画出每根钢筋的正确位置，每根钢筋焊接时先点焊，校正好位置后再分遍焊好，每焊一遍均及时除渣，检查缺陷修补后再焊，确保焊接质量。
6.2 混凝土材料选用及配合比
该钢管柱混凝土强度设计等级为C30。由于钢管的密闭性使混凝土中水分无法析出，加上振捣棒在狭小管内振捣，粗骨料相对下沉，砂浆上浮，使混凝土中多余水分上浮至管顶，在管顶形成砂浆层和泌水层。混凝土在硬化过程中的收缩，也易导致管壁与混凝土粘结不紧密，易造成空鼓现象。因此须采取以下措施：
①采用泵送混凝土，在浇筑前先试拌，控制压力泌水率≤90%，含气量≤4.5%；
②严格控制碎石级配，钢管混凝土所有碎石必须是1cm～4cm连续级配；
③调整配合比，确定水灰比为0.4，坍落度为120mm，在混凝土中掺入10%UEA 膨胀剂配制成补偿收缩混凝土，并掺入NF 高效减水剂，增强混凝土的粘聚性与和易性，减小用水量；
④在施工缝处，每次浇混凝土前铺设20cm厚与混凝土等强的砂浆层，混凝土浇至管顶清除浮浆层至坚硬混凝土面加盖养护。
6.3 钢管混凝土的浇筑
钢管混凝土的浇筑采用立式手工浇捣法，振捣采用插入式加长振捣棒。一次投料振捣高度不超过1.5m，用混凝土体积控制高度，振捣时间以混凝土表面无气泡泛出为准，设专人监控。
7 结束语
总之，在建筑工程中应用，钢管混凝土不仅具有刚度大、抗震性能好、节省钢材、降低造价等优点，而且便于施工，有利于缩短工期，减轻劳动强度，节约周转材料，降低成本，同时也提高了工程质量。
参考文献
[1] 邱黎，广东省邮电枢纽综合楼钢管柱混凝土施工方法[J].广东土木与建筑,2001.07
[2] 肖光辉 田雁新, 高强高泵程斜钢管柱混凝土施工技术[J].广东土木与建筑,2007.12
关键词：钢管柱；混凝土；施工技术
1. 工程概况
某场馆工程位于深圳市，一层半地下室，地上4层。整体建筑呈船形。总建筑面积16615m2，建筑总高度为36m，地下室埋置深度为7.5m。主体结构为现浇框架结构，基础型式为钢筋混凝土独立和条形基础。此工程设计使用7 根钢管混凝土柱，高度26m～36m不等，钢管柱直径d=1000mm，壁厚t=25mm，采用Q235B 钢板卷制焊接而成，核心混凝土强度等级为C30。采用钢牛腿和框架梁连接。
2. 钢管柱加工
①按照图纸材料和尺寸要求选料、下料，在下料前充分考虑钢板在压制过程中的延伸量，减少合缝后外圆周长增大引起管径的偏差，可用直条气割机切割成型，气割对接处的坡口。
②铲除割渣及毛刺，打磨周边坡口面直至光洁。
③在气割成型的钢板上划分钢板压圆的中线及直缝对接的装配线；再按圆弧周长均分划出压弯位置线。
④压弯：在压制过程中，用样板复核每一道压制时的圆弧成型情况，使其均匀圆滑成型，使得压制曲面母线直线度符合要求。
⑤合缝焊接：焊缝进行内外焊，焊缝的两端需焊接引弧板，先用埋弧自动焊焊接内侧焊缝，对预焊缝进行刨清根，刨至完整金属，并用砂轮进行打磨除渣，再进行外缝焊接成型，每焊毕一层必须清渣，及时检查缺陷，及时修补后方能焊下一层。
⑥焊接完成后，割除引弧板及修磨至光洁，清理焊缝并经外观检查至符合要求，将钢管精整，进行管体通长整圆，直至圆度和外径偏差符合要求。
⑦质量要求：钢管在焊完24h 后，对焊缝进行100%超声波探伤检查，各项指标符合要求后才允许出厂。
3. 钢牛腿焊接
①钢柱和钢筋混凝土梁采用钢牛腿连接，在钢柱吊装前，根据每根柱上钢牛腿的标高和位置，先焊接好钢牛腿，这样便于施工，也能更好地保证钢牛腿的焊接质量。
②钢牛腿由上板、下板和腹板组焊而成，钢牛腿的上下翼缘板厚25mm，腹板厚16mm。上、下板的内圆径比钢管外径大5mm。上、下板及腹板同管壁为双面角焊缝连接。
③定位点焊，确定零件的准确位置。根据管壁上复测的钢牛腿标高调整下板的限位筋确保下板面水平、标高准确。按下板、腹板、上板的顺序点焊固定，将钢牛腿组拼成型并固定在管壁上。注意使上、下板内侧与管壁的间隙均匀，腹板贴近管壁。
④为控制钢牛腿的焊接变形，在牛腿上下板之间均设置Φ20 短筋作限位支撑（短筋立于下板，靠住上板并点焊固定）。
⑤钢牛腿的施焊顺序为：下板下缝→上板上缝→腹板竖缝→上板下缝、下板上缝→肋板上、下平缝。
⑥焊接时按“同时对称，多遍成活”的原则进行。环形焊缝从中间往两边焊，腹板竖缝的施焊从腹板中间开始先向上焊接，再由中间向下焊接。钢牛腿的全部焊缝均要每焊一遍及时清渣检查，修补再焊，分遍成活，确保质量。
4. 钢管柱基础安装
柱脚连接在钢筋混凝土底板面预埋件上。为保证位置、标高的准确及平整度偏差小于2mm 的要求，先在垫层上弹出预埋件位置线，在底板钢筋绑扎完后，按预埋件规格做成一个稳定的支架，支点直接落于垫层上，并与主筋点焊固定。在预埋钢板上钻洞，让锚固筋穿过孔洞，调整标高及板面平整度后，进行焊接。底板混凝土浇筑时，两侧对称浇筑，防止位移。
5. 钢管柱吊装及安装
5.1 钢管柱吊装
（1） 施工段划分
本工程钢管柱共7 根，分别在B轴交③、④、⑤轴和⑥轴交C、D、E、F 轴线上，自基础直至顶层，高度26m～36m 不等，按现场施工条件，每根柱按一个楼层作为一个组合件依次安装。每根柱分为4 段，每层吊装、安装一次。
（2）吊装设备选用
每节钢管柱长8m～12m 不等，每节重约7 吨。一层③～B、④～B、⑤～B轴钢柱用NK800 吊车吊装，⑥～C、⑥～D、⑥～E、⑥～F 轴钢柱用NK1600 吊车吊装，二层至顶层全部用NK1600吊车吊装。
吊装用的NK800 和NK1600 型起重机，臂长分别为44m和50m，此时起重量分别为12t 和11.2t，单根柱最大重量7.2t，起重机起重量能满足要求。在每根钢管柱内壁上部焊接2 个吊环，采用两点垂直起吊。
5.2 钢管柱安装
首节钢管柱安装前先清理预埋钢板面，按柱安装方向（应与柱身划线方向吻合）划出十字线，在线上用红色油漆標出柱半径标志，焊定位板。安装时，调整柱身划线与预埋钢板划线重合，柱外皮与柱半径标点重合后，塞紧定位板。利用顶拉杆调整垂直度，顶拉杆一端焊于预埋钢板上，一端焊于柱身钢管上。垂直度调整好后，将柱脚与肋板焊牢。
钢管柱现场对接从基础至顶层无变径，均为同径连接，将吊起的上节柱按母线位置缓慢地插在下节柱内衬管上，上下线稍有偏移时，可采用特制厚钢板抱箍钳调整。上节柱插入内衬管过程中，由于内衬管与钢管内壁局部存在磨擦，导致就位困难，可在上下柱接口处设顶拉杆，相互垂直方向各设1根，待顶拉到位后，再利用顶拉杆调整垂直度。符合要求后，焊接防变形卡板。卡板对称设4块，然后进行钢管对接焊施工，防变形卡板和顶拉杆在对接焊完成后拆除，并将其焊点打磨平整。
（1）垂直度控制
垂直度控制用2 台经纬仪在相互垂直的两个方向观测，为方便观测，先行安装角部钢管柱，观测时，十字竖丝对准柱脚处柱外边线点，观测者由柱脚从下向上观测柱身母线，同时指挥安装人员调整顶拉杆，直至柱顶母线与经纬竖丝重合。另外，对接环缝焊接好后，卸去卡板，对柱身垂直度进行复核，并做好垂直度偏差记录，以便下次安装调整，防止出现累积误差。
（2）焊接
钢管接口焊缝为熔透一级焊缝，焊接时，从管径两端同时开始，两名焊工按同一旋转方向同时施焊，控制好焊接电流，确保焊接质量，分次焊满。每焊一遍进行除渣清理，检查缺陷修补后再焊。焊接完成后用防火保温材料包裹焊缝，使焊缝部位慢速冷却。
6. 钢管混凝土浇筑
6.1 框架梁钢筋与钢牛腿的连接
框架梁底筋焊接在牛腿下翼缘板上面，梁上部筋焊接在牛腿上翼缘板面上。当框架梁钢筋为单排时，将钢筋与钢牛腿上下翼缘板直接焊接，双面满焊，焊缝长10d （d 为所焊钢筋直径）。当框架梁为双排钢筋时，上排钢筋比下排钢筋多深入300mm，在此300mm 长度位置塞入25mm 厚钢板，高度满足双排钢筋间距要求，在钢板与钢筋、钢板与翼缘板连接部位双面满焊，焊缝长度为10d。
在钢筋和钢板与翼缘板焊接前，先在翼缘板上画出每根钢筋的正确位置，每根钢筋焊接时先点焊，校正好位置后再分遍焊好，每焊一遍均及时除渣，检查缺陷修补后再焊，确保焊接质量。
6.2 混凝土材料选用及配合比
该钢管柱混凝土强度设计等级为C30。由于钢管的密闭性使混凝土中水分无法析出，加上振捣棒在狭小管内振捣，粗骨料相对下沉，砂浆上浮，使混凝土中多余水分上浮至管顶，在管顶形成砂浆层和泌水层。混凝土在硬化过程中的收缩，也易导致管壁与混凝土粘结不紧密，易造成空鼓现象。因此须采取以下措施：
①采用泵送混凝土，在浇筑前先试拌，控制压力泌水率≤90%，含气量≤4.5%；
②严格控制碎石级配，钢管混凝土所有碎石必须是1cm～4cm连续级配；
③调整配合比，确定水灰比为0.4，坍落度为120mm，在混凝土中掺入10%UEA 膨胀剂配制成补偿收缩混凝土，并掺入NF 高效减水剂，增强混凝土的粘聚性与和易性，减小用水量；
④在施工缝处，每次浇混凝土前铺设20cm厚与混凝土等强的砂浆层，混凝土浇至管顶清除浮浆层至坚硬混凝土面加盖养护。
6.3 钢管混凝土的浇筑
钢管混凝土的浇筑采用立式手工浇捣法，振捣采用插入式加长振捣棒。一次投料振捣高度不超过1.5m，用混凝土体积控制高度，振捣时间以混凝土表面无气泡泛出为准，设专人监控。
7 结束语
总之，在建筑工程中应用，钢管混凝土不仅具有刚度大、抗震性能好、节省钢材、降低造价等优点，而且便于施工，有利于缩短工期，减轻劳动强度，节约周转材料，降低成本，同时也提高了工程质量。
参考文献
[1] 邱黎，广东省邮电枢纽综合楼钢管柱混凝土施工方法[J].广东土木与建筑,2001.07
[2] 肖光辉 田雁新, 高强高泵程斜钢管柱混凝土施工技术[J].广东土木与建筑,2007.12