多（高）层建筑钢管混凝土柱施工工法

1 前言

钢管混凝土柱是近年来研究应用的多元化结构形式之一，成功的应用被越来越多的建筑界专家所瞩目。它利用钢牛腿、梁钢筋、节点环板的传力方式，配以双向密肋梁模壳楼盖、肋型楼盖或其他形式楼盖，形成钢管混凝土板柱或梁板柱结构，充分发挥了钢管柱的优势，因而逐步被推广应用于建筑工程中。本工法中混凝土底部顶升法施工采用的钢管柱柱芯混凝土顶升进料装置已获得国家专利（申请号/专利号：200720007980）。

2 特点

2.0.1 钢管混凝土柱是在圆形钢管内浇灌混凝土形成的组合结构构件，是套箍混凝土的一种特定形式，兼有钢结构和混凝土结构的优越性能，充分利用了混凝土受压性能好和钢管韧性、塑性好的优点，使管内混凝土受三向约束，充分发挥了混凝土的作用，提高了结构构件的承载能力、抗震能力，与钢筋混凝土柱比较，减小了柱子截面面积，增大了建筑使用面积。 2.0.2 钢管混凝土柱的钢管适合机械化施工，钢管在工厂加工完毕后运送至现场即可直接吊装对接，施工现场仅存在钢管对接焊和连接节点焊接，柱芯混凝土采用泵送或其他形式一次浇注2～3个楼层。减少了钢筋混凝土柱的重复工作次数，节省了模板，降低了劳动强度，缩短了工期。

3 适用范围

本工法适用于现浇混凝土楼面的多层、高层钢管混凝土柱结构工程。

4 工艺原理

在成品钢管或用钢板卷圆对接的钢管上焊接梁板节点部件，检验合格后运至现场吊装对接，支设梁板模板，安装梁、板钢筋、浇灌楼面及钢管内混凝土。它的节点传力方式有两种：第一种在楼层梁柱结合部的钢管上焊接节点环板，通过柱侧钢筋混凝土连续双梁或变宽度梁，环板将楼层荷载传递至钢管混凝土柱身（图4-a），此种构造适用于楼层为密肋梁平板结构；第二种是在梁柱结合部的钢管上焊接钢牛腿，并在梁位钢管外侧设加强环，管内设加强肋板，梁主筋直接与钢牛腿焊接（图4-b），此种构造适用主次梁楼层结构。

(a)连续双梁节点构造示意图 (c)变宽度梁节点构造示意图 (e)主次梁节点构造示意图 (b)连续双梁节点构造剖面图 (d)变宽度梁节点构造剖面图 (f)主次梁节点构造剖面图

图4 节点构造图

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程（见图5.1）

钢 管 组 焊 超声波焊缝检验 进 场 验 收 钢管柱吊装 就位、校正 钢管接长对接焊 超声波焊缝检验 梁板节点焊接 浇灌混凝土 楼板模板安装 梁钢筋安装 基础预埋件 预埋件复核 钢 管 制 作 原材料检验 连接部件制作 图5.1 施工工艺流程图

5.2 操作要点

5.2.1 钢管及部件制作

成品钢管要有质量合格证，并按规定进行规格、尺寸以及外观等项目检查验收。下面仅对钢板卷制钢管进行叙述。

1 下料：

下料前，先通过试焊确定钢板对接焊缝收缩余量，在下料时一并考虑，根据钢管展开尺寸在钢板上划线，用自动气割机切割并坡口，坡口宜采用V型坡口，钢管现场对接端采用外坡口，其余为内坡口，坡口角度60°±5°。节点部件要制作样板，经检验评定合格后按样板分块尺寸划线下料，所有部件切割后，应及时清除割渣并矫正气割变形。

2 钢板卷圆：

将压好边的钢板放在卷板机上进行卷圆，卷圆过程中，卷管方向应与钢板压延方向一致，并严格控制钢管的椭圆度、焊缝间隙及错边量等。

3 焊前准备：

钢管组焊时的纵、环缝，现场对接焊缝、节点连接焊缝应进行焊接工艺评定，确定焊接工艺流程。

焊接前应编制如下文件：焊接工艺指导书，焊接工艺评定。通过焊接工艺评定确定焊接的焊条、焊丝、焊剂及焊接技术参数(焊接电流、电压、焊接顺序、焊接方法等)，并填写焊接工艺卡。

4 钢管焊接：

钢管纵、环缝，现场焊缝等焊缝质量等级应满足设计要求，并按《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2001进行验收。钢管纵、环缝采用埋弧自动焊，先在钢管外部进行人工封口焊，再按先里后外的顺序各焊一道。

5 钢管柱组焊：

每节钢管柱的长度可按2～3个楼层的高度加上伸出楼板面400mm～1000mm(设计确定)考虑，但一般不超过12m。组对时上、下相邻两条纵缝应错开500mm以上。把钢管放在托轮架上，在钢管上划出O°、90°、180°、270°四根基准线，作为以后组装的基准线，划线时全盘考虑钢管柱及连接节点部件的位置、方向，便于现场组对及垂直度观测。钢管柱组对好后按5.2.1-4方法焊接。 5.2.2 节点部件连接

在钢管上划出钢牛腿、节点板等的位置线，把所有连接部件按标高、方位先点焊固定，